Quinta, 27 de Novembro de 2014

Tratamento de Águas

A água é um bem essencial à vida e à sobrevivência dos seres vivos mas um bem escasso que urge racionar e reaproveitar, havendo vários métodos para tratar a água para consumo humano e as águas residuais, resultantes dos esgotos.

Por ser essencial e existirem reservas limitadas, a água é cada vez mais estratégica. Discute-se o seu uso racional, a sua temida e aparentemente inevitável escassez e a degradação das suas reservas, pois dela depende a qualidade de vida no planeta.

A construção de estações de tratamento de águas residuais é essencial para a manutenção da qualidade das águas dos rios e das praias, bem como para a manutenção da vida dos organismos desses ambientes. A água, depois de tratada, é lançada de novo nos rios e os resíduos podem ser lançados em aterros sanitários ou utilizados como fertilizantes.

Este tema aparece bem retratado na obra da Câmara Municipal de Mirandela recentemente lançada e apresentada, o ECOGUIA 2007. Enquanto não surge a sua edição em formato digital, apresentamos informação recolhida em páginas da Internet para efectuar o enquadramento adequado da temática.


Tecnologias de Tratamento de Águas Residuais Urbanas

A contaminação das águas superficiais e subterrâneas por descargas de efluentes domésticos não é justificável, não só por questões de ética ambiental, mas também pela diversidade de tecnologias disponíveis para o tratamento destas águas.

Rita Teixeira d’Azevedo


Introdução

Uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) é certamente o destino mais adequado à promoção da saúde pública e à preservação dos recursos hídricos, de modo a evitar a sua contaminação. Assim, as ETAR têm como objectivo o tratamento final das águas residuais produzidas pelas populações, permitindo uma possível reutilização destas, através de um processo longo e faseado.


Escolha do Sistema de Tratamento

A escolha de um sistema de tratamento é determinada por vários factores: características quantitativas e qualitativas das águas residuais, localização do sistema e objectivos de qualidade que se pretendem – imposição do grau de tratamento.


Tecnologias de Tratamento

O tratamento de águas residuais numa ETAR deve consistir em quatro fases, designadas tratamento preliminar, primário, secundário e terciário. O tratamento terciário torna-se indispensável no caso do meio receptor onde é efectuada a descarga de água residual tratada ser um meio sensível, isto é, sujeito a eutrofização (enriquecimento excessivo de algas devido à introdução de nutrientes - azoto e fósforo - provenientes da água residual), necessitando então que seja efectuada a remoção de nutrientes da água residual.



Tratamento Preliminar: Consiste na primeira fase do tratamento de águas residuais, compreendendo a obra de entrada. A obra de entrada é, ou deverá ser, constituída por duas grades (gradagem), um desarenador (desarenação), um desengordurador (desengorduramento) e um canal Parshall.

A operação unitária de gradagem tem o objectivo de remover sólidos grosseiros, flutuantes e sedimentáveis, de maiores dimensões que as aberturas dos equipamentos utilizados (grades), impedindo ainda a flutuação de detritos nos órgãos a jusante (decantadores), o entupimento de canalizações e o desgaste ou bloqueamento de equipamentos mecânicos. As operações unitárias de desarenação e desengorduramento têm como finalidade remover as areias e gorduras existentes na água residual, respectivamente. A instalação de um descarregador tipo Parshall permite controlar a velocidade a montante, sendo uma das formas mais utilizadas em ETAR para criar mistura hidráulica.

Tratamento Secundário: Contrastando com os antecedentes, o tratamento secundário tem à sua disposição várias tecnologias que funcionam sobre princípios semelhantes, destacando-se os sistemas aeróbios intensivos, quer por biomassa (microrganismos) suspensa (lamas activadas), quer por biomassa fixa (leitos percoladores e biodiscos ou discos biológicos), e os sistemas aquáticos por biomassa suspensa – lagunagem.

No sistema de leitos percoladores, após o tratamento preliminar, o efluente passa pelo decantador primário até chegar ao leito percolador de enchimento variável. Aqui o efluente entra num distribuidor rotativo e vai criar no leito um filme biológico constituído por um aglomerado de bactérias que fazem a decomposição da matéria orgânica. Quando o efluente é escoado pode ser feita a recirculação em torno do leito percolador ou a descarga no meio receptor. No entanto, a recirculação deve ser feita de preferência a partir do efluente tratado do decantador secundário, pois neste caso a matéria orgânica encontra-se diluída e, por conseguinte, não ocorre o risco de o leito percolador sofrer colmatação dos espaços vazios de enchimento.

No sistema de lamas activadas é semelhante. O efluente do tratamento preliminar é encaminhado para o decantador primário, seguindo para o tanque de arejamento, geralmente com recirculação permanente. O efluente é então conduzido para o decantador secundário e a partir daí parte do efluente é descarregado numa linha de água e outra parte constitui a recirculação ao tanque de arejamento. A eficiência do tratamento é optimizada no caso da recirculação de lamas para o tanque de arejamento ser efectuada do fundo do decantador secundário, pois a matéria orgânica encontra-se concentrada e, assim, aumenta a concentração de biomassa no tanque de arejamento, possibilitando aos microrganismos uma nova oportunidade para degradarem o substrato (matéria orgânica).

O processo de injecção de ar ou oxigénio puro para misturar a lama a tratar com a água residual e fornecer o oxigénio suficiente para os microrganismos degradarem os compostos orgânicos é conhecido como arejamento. A adição de oxigénio é também importante como meio de remoção de alguns poluentes como ferro, manganês e dióxido de carbono, assim como na oxidação química, eliminando compostos orgânicos que resistem aos processos biológicos. Serve também como meio de repor os níveis de oxigénio na água residual antes de rejeitá-la para o meio receptor.

Os biodiscos ou discos biológicos são a evolução natural dos leitos percoladores. Trata-se de um sistema que recorre também a processos biológicos aeróbios de degradação da matéria orgânica, em filme fixo, à semelhança dos leitos percoladores. O filme está preso ao disco mas como é preciso uma grande área de contacto, juntam-se vários discos paralelos de reduzida espessura, com rugosidade, para permitir uma maior aderência dos microrganismos. Os discos mergulham parcialmente num canalete com água residual, enquanto giram, o que garante que os microrganismos estão alternadamente em contacto com o ar e com matéria orgânica.

A lagunagem é, de todos os processos, o que mais se aproxima da simulação das condições naturais. A água residual atravessa uma série de lagoas (anaeróbias, facultativas, maturação – remoção de organismos patogénicos), onde os processos são idênticos aos que se dão nos meios aeróbios e anaeróbios. As lagoas arejadas são uma técnica intermédia que conjuga características da lagunagem e das lamas activadas. No entanto, a técnica de lagunagem não é muito utilizada, o que talvez se explique pelo facto de necessitar de grandes áreas e de estar muito dependente das condições naturais, “fugindo” ao controlo humano, além da emissão de odores. Como vantagens há a referir a simplicidade e economia da construção e manutenção da unidade.

Tratamento Terciário: A opção de tratamento terciário, em que as águas residuais sofrem um tratamento de desinfecção e controlo de nutrientes, aparece no contexto do saneamento básico em Portugal como um “luxo”, dado as carências de tratamento a níveis mais básicos. Entre as opções de desinfecção, aplicadas principalmente quando se pretende a reutilização das águas residuais, contam-se geralmente três tecnologias básicas: cloro, ozono e canal de ultravioletas (U.V.).

A cloragem é o sistema de desinfecção mais vulgar, sendo também o mais económico. Implacável com as bactérias, este método é, porém, bastante ineficaz na eliminação dos vírus e os resíduos da cloragem permanecem na corrente filtrada, com graves inconvenientes ambientais e de saúde pública. Semelhantes desvantagens, embora a uma escala menor, apresenta a desinfecção por ozono, mais onerosa que a cloragem. O ozono não se mantém muito tempo na água, no entanto, formam-se no processo subprodutos contaminantes que se mantêm na água tratada. Finalmente, o sistema de desinfecção por ultravioletas, igualmente mais oneroso que a cloragem, é uma tecnologia mais recente que não produz quaisquer resíduos tóxicos e obtém óptimos resultados na destruição de vírus e bactérias, apresentando-se a solução mais adequada para um tratamento terciário.

A concepção de novas instalações de tratamento de águas residuais deve incluir processos de remoção de nutrientes, sendo esta necessidade imposta quer por uma questão de ética ambiental, quer pelo facto de a legislação em vigor assim o exigir, quer ainda pela tecnologia e o “know-how” para a concretização se encontrar disponível. Embora Portugal não tenha ainda atingido a capacidade de reutilização da água tratada para consumo humano directo, as técnicas disponíveis permitem reutilizar com toda a segurança a água tratada para diversos fins (como por exemplo, a rega) – assim haja verbas e vontade política para estender a todo o território (nacional e global) um eficaz sistema de recolha e tratamento (preliminar, primário, secundário e terciário) da água, que o Homem recolhe pura da Natureza e a Ela deve devolver... pura.

In www.naturlink.pt



Fitodepuração ou Tratamento Rizosférico (Plantas Macrófitas)


A Carta Europeia de Água de 1968 diz: "Alterar a qualidade da água é prejudicar a vida do Homem e dos outros seres vivos que dependem dela" e "Quando a água, depois de utilizada, volta ao meio natural, não deve comprometer as utilizações ulteriores que dela se farão, quer públicas quer privadas".

Estas frases já têm mais do que 30 anos, mas até hoje, na Europa, a maioria das águas usadas pelo Homem não cumpre estas regras. Claudia Schwarzer (arquitecta paisagista) e Udo Schwarzer (biólogo), um casal alemão instalado em Portugal desde uns anos, mostram com os projectos deles como a própria natureza ajuda a cumprir a Carta Europeia de Água.


Limpar águas residuais com plantas

Em 1974 Reinhold Kickuth concebeu as primeiras estações de tratamento através de plantas que conseguiram dar bons resultados. O professor catedrático da faculdade de agronomia da Universidade de Göttingen e especialista para solos, experimentou com caniço (Phragmites autralis). Esta gramínea das margens dos rios e lagoas tem duas vantagens muito importantes para ser usada como planta principal nas estações de tratamento de águas poluídas: crescimento rápido (em especial as raízes e rizomas) e sistema eficaz do transporte de oxigénio da parte das folhas até às raízes. Hoje em dia se sabe que a colaboração entre as plantas e a mistura dos solos cria um tipo de reactor onde a carga biológica e a carga química de águas utilizadas é tratada até a mineralização das componentes poluentes.

Hoje em dia trabalham centenas de estações de tratamento de águas através de plantas (ETAP) em tudo mundo. Actualmente está em construção uma para os 10.500 habitantes de Lahstedt na Alemanha, um projecto da EXPO 2000 em Hannover.

Em Portugal existem ETAP´s desde 1993. Os maiores limpam as águas residuais de centenas de pessoas, p.e. na prisão Pinheiro da Cruz na Costa Alentejana. Mais do que 30 ETAP estão a limpar as águas de casas particulares neste país.

A tecnologia das ETAP faz uma verdadeira reciclagem de todas as águas usadas em casa. Assim aproveita-se dos efluentes das estações com plantas para fins de rega. Quando a água volta ao meio natural não compromete as utilizações ulteriores - a Carta Europeia da Água está cumprida.


Tecnologias de Tratamento de Água de Abastecimento

O tratamento da água tem como objectivo assegurar a sua potabilidade, ou seja, proteger a saúde pública tornando-a tão agradável à vista e ao paladar quanto possível, e evitar a destruição dos materiais do sistema de abastecimento de água.

Rita Teixeira d’Azevedo


1. Introdução

Na natureza a água está em permanente movimento cíclico – ciclo natural da água ou ciclo hidrológico. Por acção do calor solar, a água da superfície terrestre evapora-se; na atmosfera condensa-se formando nuvens; regressa à Terra sob a forma de chuva, neve ou granizo escoando-se para os rios e mares e, por infiltração no terreno, vai constituir reservas subterrâneas. O ciclo hidrológico é factor determinante na quantidade de água disponível para utilização pelo Homem.

O tipo de tratamento de água indispensável em sistemas públicos é a desinfecção, que conduz à destruição dos microrganismos patogénicos (transmissores de doenças) eventualmente existentes. Este tratamento é aplicável mesmo quando a água captada não está contaminada, com o objectivo de prevenir efeitos nocivos de possíveis contaminações no sistema de transporte (adução) e utilização até ao consumidor (distribuição).

Os outros tipos de tratamento mais frequentemente necessários contemplam a correcção de acidez, a remoção de ferro e manganês, de turvação e de cheiros ou sabores. Outro tipo de tratamento relevante, embora pouco usado em Portugal pelo seu custo elevado e pelas características naturais das nossas águas, é a correcção de dureza (presença de cálcio e magnésio na água).

É ainda de referir a relevância da correcta gestão dos recursos hídricos, nomeadamente pelos impactes (ambientais e de saúde pública) negativos da descarga de águas residuais não tratadas no meio receptor e, em particular, a montante de captações de água para abastecimento público.


2. Origem da Água de Abastecimento

A água de abastecimento é uma água potável distribuída aos consumidores através de uma rede de distribuição pública.

Segundo a sua origem (tipo de captação), a água pode ser subterrânea ou superficial. A água subterrânea está infiltrada no subsolo e pode ser captada de várias formas: por nascentes, por galerias drenantes, por furos e poços até ao nível freático, ou por bombagem onde exista água acumulada. A água de superfície é captada nos rios, canais, ribeiras, lagos, bacias de retenção e albufeiras.



Qualquer que seja a sua origem, raramente a água captada no meio natural pode ser distribuída sem tratamento – Estação de Tratamento de Águas (ETA).

As entidades produtoras orientam as suas escolhas preferencialmente para origens que naturalmente apresentem a melhor qualidade possível, a fim de minimizar os custos de tratamento e consequentemente o preço final da água distribuída, e o maior caudal de captação possível.


3. Tratamento de Água Subterrânea

A água de lençóis subterrâneos muito profundos tem geralmente uma excelente qualidade, apresentando uma composição constante num mesmo lençol, sendo menos vulnerável à poluição que a água de camadas menos profundas.

De um modo geral, a água subterrânea não contém oxigénio dissolvido. Podem encontrar-se neste tipo de água algumas substâncias como o gás carbónico, ferro, manganês, amónia ou ácidos húmicos e mais raramente nitratos e pesticidas (em zonas onde se pratica uma agricultura intensiva).

Em função dos problemas existentes recorre-se às seguintes tecnologias de tratamento para tornar a água potável:

. Arejamento: para oxigenar e retirar gás carbónico

. Filtração: através de areia para eliminar ferro e manganês e eventualmente amónia

. Desinfecção: para garantir a qualidade bacteriológica durante a adução até à distribuição. A desinfecção é realizada geralmente com cloro através de uma solução de hipoclorito de sódio (NaOCl)

. Tratamentos específicos: para eliminação de nitratos e pesticidas (por exemplo, remoção de azoto e filtração em carvão activado granular, respectivamente).


4. Tratamento de Água Superficial

A composição da água superficial é mais variável. Contém oxigénio dissolvido, bactérias e matérias em suspensão (turvação), como algas e substâncias orgânicas que podem originar problemas de odores e sabores. Os processos de tratamento existentes são:

. Flotação: para eliminar as microalgas presentes na água, que se vão acumulando na superfície do flotador e são removidas por uma ponte raspadora (sendo enviadas para a câmara de mistura de lamas). É uma tecnologia de tratamento cada vez menos usada, tendo sido ultrapassada pela pré-oxidação com ozono.

. Pré-ozonização ou pré-oxidação com ozono: pelo facto do ozono ser um oxidante bastante forte, permite retirar alguma cor à água, oxidar o ferro, manganês e compostos organoclorados presentes na água, como os hidrocarbonetos dissolvidos e detergentes. Permite controlar os cheiros e sabores, assim como a destruição de microalgas que persistam e a redução do potencial de formação de organoclorados (compostos cancerígenos).

. Controlo da alcalinidade da água (injecção de agente regulador de pH): é de extrema relevância o controlo da alcalinidade de uma água, pois não adianta adicionar reagentes sem que a água apresente alcalinidade. Geralmente, a água de origem superficial apresenta algum teor em anidrido carbónico (CO2), o que confere alguma acidez à água. Para a correcção (diminuição) da acidez da água, o agente regulador de pH utilizado é a água de cal. O controle da alcalinidade da água deve ser feito antes do processo de mistura rápida, uma vez que este é afectado pelo pH, o que, por conseguinte, afecta a dose de coagulante. Para determinar a dose de coagulante associada ao pH óptimo da água deverão ser efectuados ensaios de jar-test

. Coagulação (mistura rápida): neste processo é adicionado coagulante – sulfato de alumínio [Al2(SO4)3], devendo ser injectado à entrada da mistura rápida, de modo a promover a formação de coágulos através da desestabilização das partículas, seguida da sua agregação. A adição de sulfato de alumínio permite igualmente diminuir a dose de polielectrólito adicionado na floculação.

. Floculação (mistura lenta): na caixa de saída da câmara de mistura rápida é injectado polielectrólito, o qual permite promover a consistência do coágulo e diminuir a dose de coagulante adicionado. A floculação permite formar flocos sobre os quais a maior parte das matérias em suspensão se vão fixar. Este flocos são em seguida separados da água, por decantação. Existem sistemas de tratamento em que a floculação encontra-se associada à decantação

. Decantação: permite a separação da fase líquida (água) e da fase sólida (flocos – que vão originar as lamas) por acção da gravidade.

. Filtração: a filtração através de areia é responsável pela redução do número de bactérias e pela remoção de impurezas em suspensão na água. Permite a eliminação dos flocos restantes assim como eventualmente o azoto amoniacal ainda presente. É de salientar que os filtros após um determinado período de funcionamento colmatam, devendo assim ser lavados em contra-corrente com água clorada (água tratada) para promover a descolmatação do leito filtrante

Ozonização intermédia: desinfecção com ozono, oxidando grande parte da matéria orgânica.

. Filtração em Carvão Activado Granular (CAG): retém alguns poluentes orgânicos, como os pesticidas (cuja eficiência de remoção é de 100 %). Permite também eliminar fenóis e toxinas, bem como substâncias que podem conferir odores e sabores desagradáveis à água.

. Desinfecção: permite eliminar bactérias residuais e proteger a água de possíveis recontaminações durante o seu trajecto até ao consumidor. A desinfecção é realizada geralmente com cloro através de uma solução de hipoclorito de sódio (NaOCl). O hipoclorito apresenta algumas vantagens relativamente a outros reagentes para cloragem. É mais fácil de preparar, é mais barato e o seu armazenamento não requer sistemas de segurança tão complexos como para o cloro gasoso. No entanto, apresenta a desvantagem de na presença de matéria orgânica formar organoclorados – trihalometanos (compostos potencialmente cancerígenos). Contudo, nesta fase de tratamento da água, desinfecção final, pressupõe-se que a água já se encontra isenta de matéria orgânica ou, pelo menos, com um número muito reduzido.


5. Enquadramento Legal

O actual quadro legal relativo à qualidade da água para consumo humano encontra-se instituído pelo Decreto-Lei nº 243/2001, de 5 de Setembro, que veio complementar e tornar mais exigentes os valores constantes do Decreto-Lei nº 236/98, de 1 de Agosto, que estabelece normas, critérios e objectivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em função dos seus principais usos.


6. Considerações Finais

A Captação, ETA, Adução e Distribuição constituem as partes fundamentais de um sistema de abastecimento de água.

Um sistema de tratamento de água de abastecimento deverá fazer face aos problemas associados à qualidade da água captada, produzindo uma água sem cor, turvação, cheiros, pesticidas e com um pH e teores de cálcio e alcalinidade aceitáveis e apropriados ao organismo humano, para além de desinfectada, de modo a eliminar a poluição microbiológica, nomeadamente colónias de coliformes fecais (cuja origem resulta da descarga de águas residuais não tratadas ou insuficientemente tratadas no meio receptor). Assim, é possível abastecer uma água de qualidade aceitável e apropriada para consumo humano, bem como evitar riscos para a saúde pública.

Salienta-se ainda a extrema relevância da execução de análises periódicas, quer da água captada quer da água tratada, com o intuito de fazer face a alterações da mesma (a qualidade da água sofre variações ao longo do ano, pelo que é necessário proceder ao controlo das dosagens de reagentes), ou à detecção de distúrbios ou anomalias no funcionamento dos vários órgãos de tratamento.


In www.naturlink.pt


No concelho de Mirandela existiam, em Abril de 2007, 2 ETAR´s/Leitos de Perculação, 40 ETAR´s/Lamas Activadas, 13 fossas sépticas e 13 ETAR´s/Plantas.

VER MAPA EM BAIXO







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