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28º Encontro Técnico AESABESP – FENASAN : Trabalhos Técnicos

O 28º Encontro Técnico, foi promovido pela AESABESP em caráter simultâneo com a FENASAN, entre os dias 16 e 18 de agosto no Expo Center Norte, em São Paulo. Realizado desde 1990 é reconhecido como um dos mais importantes no setor e o maior evento técnico-mercadológico da América Latina.

Os principais objetivos desse evento são: a apresentação de trabalhos técnicos do setor, a troca de informações, a discussão de políticas públicas e a fomentação do desenvolvimento tecnológico do saneamento ambiental e de produtos empregados em sistemas difundidos no Brasil e do Exterior no setor de saneamento.

Temário :

  • Desenvolvimento tecnológico e inovação
  • Educação ambiental
  • Eficiência energética
  • Gestão empresarial e empreendimentos
  • Legislação e regulação
  • Manutenção eletromecânica
  • Meio ambiente
  • Mudanças climáticas
  • Produtos, materiais e serviços
  • Recursos hídricos
  • Redução de perdas
  • Resíduos sólidos e reciclagem
  • Saúde pública
  • Sistemas de abastecimento de água / tratamento de águas superficiais e subterrâneas
  • Sistemas de coleta de esgoto / tratamento de esgotos e efluentes
  • Softwares e automação

Tiago Burgardt, da Universidade Federal de Santa Catarina foi um dos apresentadores dos trabalhos técnicos no dia 16 de agosto, com “Filtração de Água Marinha – Sedimento de Praia como Pré-tratamento a Osmose Inversa”. Coautoria: Prof. Dr. Maurício Luíz Sens (UFSC) e Tiago Guedes (UFSC).

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Segundo Burgadt no artigo técnico, a água em sua forma doce encontra-se em situação de escassez em virtude da poluição por processos antrópicos e o crescimento populacional desenfreado, fontes alternativas como a água dos oceanos são opções à falta de água doce. Para tornar-se própria ao consumo humano, a água dos oceanos necessita sofrer o processo de dessalinização. A dessalinização é uma técnica que utiliza processos não convencionais para o tratamento de água salgada e já é utilizada em diversos países do mundo, como Austrália, Espanha e Israel.

Como forma de adequar a passagem da água bruta dos oceanos as membranas de osmose inversa (OI) ou reversa (OR), faz-se necessário à utilização de um pré-tratamento. Entre os pré-tratamentos utilizados destaca-se a filtração em sedimento de praia. O trabalho tem por objetivo a análise de um sistema de captação horizontal em sedimento de praia localizado na Barra da Lagoa, Município de Florianópolis / SC, por meio de parâmetros físico-químicos. Espera-se com os resultados obtidos neste estudo, viabilizar a técnica de filtração em sedimento de praia, como pré-tratamento adequado antes da OI, uma vez que a granulometria do meio filtrante encontrado na ilha de Florianópolis, é propícia para a remoção de materiais suspensos.

Diversas são as tecnologias empregadas para tornar as águas salinas próprias para o consumo humano. A dessalinização consiste em um tratamento específico que remove sais e íons presentes na água, uma vez que essas partículas de pequenas dimensões não são removidas no tratamento convencional. Entre as técnicas utilizadas para a dessalinização da água, destaca-se a osmose inversa (OI), técnica a qual consiste na passagem da água através de membranas com permeabilidade seletiva.

Durante a dessalinização pela técnica de OI, a passagem da água do mar através da membrana ocorre devido à pressão externa ser maior do que a pressão osmótica existente, fazendo o fluído se deslocar do lado com menor concentração de sais para aquele com maior concentração de sais, revertendo o processo natural de osmose. A membrana utilizada nestes sistemas é feita de material sintético semipermeável, com uma espessura total inferior a 1,0 mm. Dessa maneira, as impurezas existentes na água salina bombeada com alta pressão ficam retidas na superfície da membrana, ocorrendo a separação dos contaminantes presentes e tornando a água própria ao consumo humano.

Entretanto, a retenção de impurezas na superfície da membrana ocasiona um fenômeno denominado de “fouling”. Este fenômeno é o principal responsável pela deterioração das membranas de OI, e consequentemente reduz a sua vida útil e desempenho. Os contaminantes presentes na água de alimentação responsáveis pelo fouling são : materiais particulados, sais inorgânicos precipitados, metais oxidados e matéria orgânica dissolvida.

Assim, a formação de fouling depende da qualidade da água de alimentação. Cabe ressaltar que a formação desses depósitos é facilitada pela geometria dos elementos de membranas, onde a água de alimentação deve passar por estreitos canais formados pelos espaçadores de alimentação que agem como uma espécie de filtro.

Dessa forma, para se utilizar a tecnologia de OI de maneira adequada, se faz necessário a realização de um pré-tratamento na água bruta, o qual tem por finalidade preparar essa água para a sua passagem através das membranas. Uma das técnicas empregadas no pré-tratamento a OI é a técnica de filtração, a qual consiste na passagem da água através de um meio poroso no qual ocorre a retenção de materiais particulados e matéria orgânica. Entre as técnicas de filtração utilizadas para a dessalinização, destaca-se a filtração em sedimento de praia.

Esse processo de pré-tratamento consiste na captação da água do mar através de canais, poços ou galerias de infiltração que estão localizados na praia ou em suas proximidades. A passagem da água do mar através do sedimento é induzida devido à criação de um gradiente hidráulico entre o oceano e o ponto de captação. A capacidade e qualidade da filtração dependem das condições hidrogeológicas do local. A ocorrência de ondas no local impede a colmatação do meio filtrante, além da dissipação dos coloides retidos no oceano. A remoção dos contaminantes ocorre por meio de processos naturais, tais como: filtração (coagem), dispersão, adsorção, biodegradação, precipitação química e diluição, os quais serão discutidos posteriormente.

A passagem da água salgada através do sedimento de praia pode, dependendo das condições do local e da água de alimentação, ser a única etapa de pré-tratamento antes da utilização em membranas de OI, tornando assim, a tecnologia de OI de custo acessível e com boa qualidade quando comparada a sua utilização em conjunto com pré-tratamentos convencionais.

Através das análises realizadas no trabalho pode-se perceber que o sistema de captação horizontal da água do mar obteve redução da turbidez e cor aparente, uma vez que a turbidez é relacionada à quantidade de sólidos suspensos presentes na água, assim, para esses parâmetros o sistema de pré-tratamento mostrou-se eficiente na adequação da bruta as membranas de osmose inversa.

A variação da ondulação que incidiu no local durante o período de coleta também influenciou nos resultados de quase todos os parâmetros analisados, com exceção da condutividade e pH que apresentaram poucas alterações durante as análises realizadas. A influência da ondulação na qualidade da água bruta pode ser explicada pelo formato geológico do local de implantação do piloto. O local apresenta maciços rochosos os quais possibilitam apenas que as ondulações dos quadrantes leste e sudeste incidam diretamente no local, por sua vez a ondulação de sul é barrada pelos maciços rochosos, proporcionando uma melhor qualidade da água para os parâmetros analisados.

Mesmo com as alterações da água bruta devido à incidência das diferentes ondulações, o sistema de captação horizontal em sedimento de praia obteve uma estabilidade para o parâmetro turbidez (0,2 UT) dentro do recomendado pelos fabricantes de membranas de osmose inversa. Por sua vez, os parâmetros condutividade, pH e temperatura, sofreram alterações pequenas para a água bruta filtrada, uma vez que a técnica de filtração não é indicada na remoção de sais de pequenas dimensões, os quais são encontrados na água do mar. A temperatura da água do local sofreu alterações com as diferentes ondulações que atingiram o local apresentando uma variação de aproximadamente 4°C.Entretanto os valores médios encontrados para pH (8,1), condutividade (52,8 µS/cm) e temperatura (24,2°C) encontram-se dentro de valores adequados a passagem da água pelas membranas de osmose inversa.

Como recomendações para futuros estudos sobre o tema, os autores sugerem um maior número de análises que possam confirmar os resultados iniciais adquiridos nessa pesquisa. Recomenda-se também a análise dos parâmetros carbono orgânico total (COT), cloro total, Sólidos totais, óleos e graxas, silt density index (SDI) e modified fouling index (MFI), uma vez que esses são essenciais para o direcionamento da água marinha bruta as membranas de OI.

Odair Katsumoto Augusto, Químico na Sabesp, comentou sobre “Uso de ferramentas de geoprocessamento para analisar a distribuição espacial da qualidade de água potável na rede de distribuição”.

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O objetivo deste estudo segundo Katsumoto, foi utilizar a geoestatística para analisar a distribuição espacial dos teores de turbidez e cloro residual livre na água potável distribuída a população, para auxiliar na gestão do controle de qualidade de água. Foram efetuadas pesquisas bibliográficas de geoprocessamento, sistemas de informações geográficas, análise espacial, geoestatística e controle de qualidade de água potável. Seguiram-se na organização do trabalho, as etapas de planejamento da amostragem, coleta e ensaio das amostras, armazenamento dos dados e análise geoestatística. Avaliaram-se os modelos variográficos esférico, exponencial e gaussiano para interpolação dos atributos.

Os dados indicaram que o modelo exponencial atendeu melhor aos critérios avaliados e utilizou-se este modelo para efetuar a interpolação e representação em mapas temáticos. Verificou-se no mapa temático de teor de turbidez, valores pontuais anômalos. Na avaliação do teor de cloro residual livre, observou-se uma tendência de diminuição gradativa do teor de cloro residual livre. Observou-se também maior variabilidade da estimativa, onde à distância entre os pontos de amostragem foram maiores. Os resultados mostraram que a geoestatística pode auxiliar na gestão do controle da qualidade da água potável na rede de distribuição. Ainda outros estudos foram sugeridos, utilizando a técnica do geoprocessamento.

A tecnologia do geoprocessamento enfatizava a representação de fenômenos espaciais no computador de forma estática, entretanto, os fenômenos espaciais são dinâmicos e um dos grandes desafios da ciência da informação espacial é o desenvolvimento de técnicas e abstrações que representem adequadamente os fenômenos espaço-temporais dinâmicos.

A legislação não menciona a utilização do geoprocessamento para auxílio à gestão da qualidade do sistema de distribuição de água, no entanto, a água na rede de distribuição é um sistema dinâmico, podendo também haver variabilidade pontuais de seus atributos ao longo do sistema de distribuição. Desta forma, na avaliação da qualidade da água é importante efetuar a análise estatística espacial da área abrangida pelo sistema. Com o uso do geoestatística é possível avaliar se os dados são interdependentes, posteriormente escolher o melhor modelo para estimativa dos valores dos atributos da área não amostrada.

Planejamento da amostragem

 A pesquisa em campo foi efetuada na Cidade de São Paulo, Estado de São Paulo, na rede de distribuição de água potável da região central da região metropolitana, cuja empresa responsável pelo controle de qualidade é a Sabesp. Foi escolhido o setor de abastecimento, que abrange uma área de 23,7 km², onde a água abastecida nesta rede de distribuição é proveniente de um mesmo reservatório. Para realizar um estudo de fenômeno espacial, inicia-se pelo planejamento de amostragem do sistema de distribuição de água potável, porém, nesta avaliação foram utilizados dados, cujo planejamento já é efetuado pela Sabesp, de acordo com o capítulo VI da portaria 2914.

Coleta e ensaios das amostras

 As amostras foram coletadas de forma aleatória simples, georreferenciadas e com equipes técnicas devidamente capacitadas. A mesma equipe técnica realizou os ensaios das variáveis turbidez e cloro, utilizando as metodologias analíticas que atendem as normas do SMEWW, cujos ensaios são acreditados no Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), atendendo aos requisitos da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025.

Armazenamento dos dados

 Os dados gerados foram armazenados em banco de dados do controle de qualidade dos ensaios realizados da água distribuída da Sabesp. Foram selecionados área e período de interesse para os estudos e transportados para planilha “Excel”. Estes dados foram carregados no programa ArcGIS, utilizando a função que permite importar as coordenadas geográficas e os valores dos atributos da planilha eletrônica para o programa. Posteriormente os pontos espacialmente georreferenciado com os dados dos atributos, foram exportados para o formato shapefile e efetuados os estudos de avaliação espacial.

Nas conclusões apresentadas por Odair Katsumoto, verificou-se que não há uma recomendação da portaria MS 2914 de análise crítica, considerando as variabilidades espacial e temporal dos atributos controlados, quando encontradas características que não atendem ao padrão de potabilidade.

Avaliou-se o alcance da interdependência dos atributos e observou-se que, com um número menor de amostras, mas com gride amostral melhor distribuída, poderia obter a mesma representatividade na avaliação da variabilidade dos atributos, porém esta constatação é necessários novos estudos, executando a amostragem dos diferentes grides amostrais e posterior comparação da interpolação.

Utilizando-se o método geoestatístico efetuou-se a análise variográfica e o modelo variográfico exponencial apresentou melhor desempenho. Construiu-se o mapa temático da distribuição espacial dos teores analisados da qualidade da água. Verificou-se no mapa interpolado de turbidez que foi possível identificar valores pontuais anômalos. Geralmente as anomalias estão associadas a algum problema na rede de distribuição de água, então, essa informação ajudaria na tomada de decisão para priorizar ou executar possível necessidade de intervenções corretivas nestas áreas.

Observou-se no mapa interpolado de cloro residual livre, uma tendência de diminuição gradativa da concentração de uma região para outra. Esta verificação pode ser utilizada para avaliar o comportamento da demanda de cloro na zona de abastecimento de um reservatório de abastecimento de água, entretanto esta inferência deve ser melhor avaliada, efetuando estudos em conjunto com o fluxo da água na rede de distribuição, estimativa do tempo de retenção da água na rede e possíveis reações químicas e biológicas.

Verificou-se que os resultados medidos estão dentro da faixa dos valores estimados ou bem próximo desta faixa, refletindo a realidade medida em campo. Verificou-se também maior variabilidade da estimativa do desvio padrão onde as distâncias entre os pontos amostrados foram maiores.

Observou-se nos gráficos deste estudo, a existência de potencialidades para utilização da técnica do geoprocessamento na análise espacial da qualidade da água na rede de distribuição, entretanto, para implementação da mesma como técnica de auxílio na gestão da qualidade são necessárias mais avaliações para comprovação deste potencial, principalmente em outros setores de abastecimento.

Os resultados mostraram que há evidências da possibilidade de uso do geoprocessamento para analisar a distribuição espacial da qualidade da água e auxiliar no planejamento da distribuição espacial dos pontos amostrados.

Diante das evidências, conclui-se que é possível utilizar a geoestatística para auxiliar na gestão do controle de qualidade de água potável na rede de distribuição.

Recomendações

 Outros estudos podem ser realizados com uso da técnica do geoprocessamento, como :

– Verificar se a amostragem recomendada pela Portaria MS 2914 para avaliação da qualidade de água pode ser otimizada, utilizando a tecnologia do geoprocessamento na avaliação de dados espacial dos atributos controlados ;

– Avaliar se é possível otimizar a aplicação da concentração de cloro, verificando o comportamento espacial da demanda, todavia, mantendo a mesma segurança da potabilidade da água distribuída ;

– Efetuar análise de dados espacial e temporal dos atributos da qualidade da água distribuída, auxiliando o entendimento do comportamento dos fenômenos dos atributos da qualidade da água na rede de distribuição ;

– Estudar regiões com potencial de riscos e impactos ambientais provocados por agroquímicos, levando em consideração os princípios ativos dos produtos utilizados na bacia hidrográfica do manancial de contribuição e a sazonalidade das culturas ;

– Avaliar a distribuição espacial de outros parâmetros, efetuando análise conjunta e correlacionada com as informações já existente em Sistemas de Informações Geográficas.

Augusto Cesar Marques Leme, engenheiro Químico na Sabesp prosseguiu com “Águas subterrâneas e contaminantes – a utilização prática de resina de troca iônica para adequação da qualidade da água para abastecimento público”, em trabalho realizado com o gerente da Sabesp em Presidente Prudente, Gilmar José Peixoto.

Conforme Augusto Leme, a qualidade das águas subterrâneas é preocupação crescente, principalmente com a crise hídrica por que passou a região Sudeste. Milhares de poços foram perfurados para os mais diversos usos e pouco ou quase nada foi divulgado sobre a qualidade da água destes poços.

Sabe-se que no Estado de São Paulo a qualidade dos aquíferos não é tão boa como parece. Os relatórios de qualidade das águas subterrâneas publicados periodicamente pela CETESB trazem sempre alertas sobre um ou outro elemento químico presente em quantidade acima dos valores permitidos pela Portaria 2914/11, do Ministério da Saúde.

Nas regiões oeste e noroeste do Estado, a presença de cromo nos aquíferos já foi identificada e estudada. Muitos poços apresentam uma concentração abaixo do máximo permitido, porém vários apresentam valores que impediriam seu uso direto para abastecimento público. Novas tecnologias de baixo custo e com perdas pequenas foram procuradas para obter água dentro dos padrões de qualidade. Este trabalho apresenta a aplicação de resinas de troca iônica, uma tecnologia bastante usada em indústrias, mas ainda incipiente no saneamento básico, para remoção de cromo. É uma novidade de aplicação que até mesmo os fabricantes do produto não acreditaram em resultados positivos como os obtidos.

A turbidez e a cor aparente encontrados normalmente nos aquíferos subterrâneos levam a população em geral a acreditar tratar-se sempre de água de qualidade excelente. Mas os profissionais envolvidos em qualidade da água sabem que isto não é verdade. Os relatórios de qualidade de água da CETESB (1) e os diversos trabalhos que abordam a qualidade dos aquíferos alertam que eles, numa região ou outra, apresentam algum problema de qualidade.

O relatório de Qualidade das Águas Subterrâneas No Estado de São Paulo 2010-2012(1) aborda nitrato, cromo e fluoreto no capítulo que traz a síntese sobre a qualidade das águas subterrâneas no Estado, dentre as substâncias que apresentaram desconformidades nos monitoramentos com relação ao padrão de qualidade. Bário, vanádio, arsênio e zinco são outros elementos também citados no relatório.

A tabela 7.1.1 do relatório traz os parâmetros desconformes nos anos de 2009, 2010 e 2012 nas diversas unidades de gerenciamento de recursos hídricos – UGRHI – do Estado de São Paulo. Em 2009, foram encontrados resultados de cromo (ou crômio, grafia utilizada no relatório) acima do valor máximo permitido – VMP – nas UGRHIs 16-Tietê/Batalha, 18-São José dos Dourados e 21-Peixe. Em 2010, foi encontrado também na UGRHI 15-Turvo/Grande, fato que não se repetiu em 2012 aparecendo, porém, resultado acima do VMP na UGRHI 19- Baixo Tietê junto às demais. A figura 1 abaixo mostra as UGRHIs do Estado de São Paulo e permitem observar que as desconformidades do cromo estão nas regiões oeste e noroeste do Estado.

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Figura 1 – Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo.

                  Fonte : http://www.igc.sp.gov.br/produtos/ugrhi.html

Conforme o relatório, o cromo aparece no aquífero Bauru em concentrações acima do VMP em diversos poços de monitoramento. Vários destes poços são utilizados para abastecimento público após diluição com água que tenha menor concentração de cromo ou possuem implantado ou em estudo alguma forma de remoção do cromo.

O cromo aparece neste aquífero por uma combinação da água de pH elevado com rochas contendo cromo em concentrações de até 6.000 ppm, conforme Bertolo … [et al] (2). Os minerais contendo Cr+3 (diopsídios) são dissolvidos e há uma reação redox que oxida o Cr+3 para Cr+6. Poços da mesma região, porém com pH mais baixo, podem não apresentar concentração elevada deste elemento, permitindo sua diluição.

A estratégia de diluição de contaminantes que apresentam concentrações acima do VMP é a melhor tecnologia de tratamento. Elimina qualquer tratamento adicional, não há necessidade de adição de produtos químicos, nem operação especializada. A exigência primordial é que a diluição seja controlada e monitorada, antes da distribuição ao consumidor.

O problema surge quando não existe água com qualidade ou em quantidade que permitam a diluição. Resta somente a opção de remoção do excesso do elemento. Ainda assim, não há necessidade de tratar toda a água a ser distribuída. Se pesquisas já foram feitas no mundo todo que permitiram estabelecer um valor máximo para as dezenas de parâmetros controlados na água de abastecimento, o correto do ponto de vista econômico e sanitarista é se utilizar estes limites e reduzir a concentração até este valor durante todo o tempo. Diversos elementos que a água potável contém fazem parte da nutrição humana. Beber água totalmente isenta de minerais, como água destilada, pode levar a instalação de diversas enfermidades.

No caso do cromo total há uma ressalva. O limite da legislação brasileira é 0,05 mg/L, seguindo a recomendação da Organização Mundial da Saúde (OMS) na publicação Guidelines for Drinking-water Quality (3), onde a OMS diz que o valor máximo de 0,05 mg/L para o cromo é um “provisional value” devido as incertezas dos estudos toxicológicos existentes até hoje de que este é o limite correto. Este valor foi estabelecido em 1958 e perdura até agora como “provisional”. Nos Estados Unidos, a Environmental Protection Agency (EPA) mantém o limite máximo em 0,1 mg/L de cromo total (4), mas tem feito congressos e pesquisas para avaliar a necessidade de alterar ou não este limite. Na Califórnia, o limite é de 0,05 mg/L (5) e pode-se considerar muito provável que a EPA reveja seu limite nos próximos anos. Os limites são para cromo total.

O cromo é abundante na crosta terrestre e apresenta-se de diversas formas, sendo as mais comuns o cromo trivalente – Cr+3 e o cromo hexavalente – Cr+6. Na forma trivalente faz parte da dieta humana, sendo necessário para o bom funcionamento do organismo. Porém, na forma hexavalente pode causar desde dermatites até danos em fígado, rim, sistema nervoso e sistema circulatório.

Objetivo

Ao se deparar com um elemento na água em concentração acima do desejado ou do permitido, é preciso avaliar as alternativas para solução do problema. Ao encontrar cromo total acima do VMP, verifica-se que as alternativas para a solução são :

  1. Diluição com água de menor concentração
  2. Tratamento convencional da água
  3. Osmose reversa
  4. Ultrafiltração
  5. Eletrodiálise reversa
  6. Resinas de troca iônica
  7. Outras tecnologias

Apresenta-se aqui algumas pesquisas desenvolvidas na regional da Sabesp de Presidente Prudente e comenta-se a aplicação prática de algumas destas alternativas para adequação da concentração da água distribuída quando oriunda de mananciais subterrâneos com concentração de cromo total acima do valor máximo permitido – VMP.

A aplicação prática de resina de troca iônica para remoção de cromo hexavalente é o tema principal deste trabalho, mostrando dois casos em que a tecnologia foi aplicada e os resultados até o momento atenderam plenamente as expectativas.

 Materiais e Métodos

No sistema de abastecimento de água de Alfredo Marcondes dois poços usados para captação da água apresentavam concentração de cromo total em torno de 0,08 mg/L. Um deles faz parte da rede de monitoramento de águas subterrâneas da CETESB. Pesquisas na cidade e seu entorno mostraram que poços de menor profundidade apresentam baixa concentração de cromo total. Já no sistema de Araxans, distrito de Presidente Bernardes, o único poço em uso apresentou concentração elevada de cromo total, com valores em torno de 0,09 mg/L.

A primeira alternativa usada para redução da concentração de cromo total na água distribuída foi a diluição com água de poços de menor profundidade. Um primeiro poço perfurado em Alfredo Marcondes deu resultados dentro do esperado. Porém, sendo poço de menor profundidade, a quantidade de água produzida por estes poços não é grande, sendo suficiente para reduzir a concentração da mistura para valores em torno de 0,06 mg/L. Novo poço foi perfurado, porém como nem tudo é como o planejado, somente se conseguiu água com profundidade um pouco maior e com isto a concentração de cromo total não permite seu uso para diluição.

Também um poço perfurado em Araxans apresentou concentração de cromo total elevada, impedindo seu uso para diluição da água de abastecimento. Restou o uso de alternativas para remoção do cromo total. A possibilidade de tratamento físico-químico da água, através de uma ETA convencional automatizada, uma solução já bem estudada na Sabesp e implantada em alguns sistemas, apresenta a nosso ver o inconveniente da geração de lodo e a necessidade de aplicação do produto químico cloreto férrico, usado normalmente em tratamento de água de mananciais superficiais e que se mostrou o coagulante ideal para remoção de cromo em ensaios de jarros. Alguns sistemas da Sabesp implantaram este tratamento com esta finalidade e nos subsidiaram com informações de que a qualidade do produto químico é fundamental para o bom funcionamento do sistema. Reportaram terem encontrado problemas na água distribuída devido à má qualidade do cloreto férrico.

A utilização de tratamento por osmose reversa é uma tecnologia que tem crescido no Brasil. Para o caso de cromo total, foi estudada sua aplicação, porém seu custo de implantação estimado em R$ 550.000,00 no menor valor encontrado para tratar 40 m³/h e produzir 30 m³/h é alto, bem como a perda de água em torno de 25 % do total alimentado. Além disso, há um custo operacional de troca periódica de elementos filtrantes. O uso da ultrafiltração e da eletrodiálise reversa não foram orçados considerando que no passado eram de custos elevados e sua aplicação ainda pouco difundida.

O uso da resina de troca iônica começou com a proposta feita por um fornecedor de produto e instalação piloto para testes. Primeiramente foram feitos testes de laboratório com alguns tipos diferentes de resina para ver se haveria eficiência na remoção de cromo total.

Inicialmente se testou a água do poço de Araxans, onde encontrou-se 0,09 mg/l de cromo total. A ideia de testar primeiramente num sistema pequeno, de apenas 2 m2/h, foi resolver a questão da qualidade da água distribuída sem correr risco de não dar certo e avaliar em escala real os resultados de laboratório, pois das resinas testadas, uma se mostrou capaz de remover o cromo total da água do poço. O investimento foi pequeno, porém eficaz. A concentração de cromo total após a resina foi < 0,0006 mg/L, valor obtido no equipamento ICP-OES 730 Varian do laboratório da Sabesp em Presidente Prudente.

Com o passar dos dias foi-se aumentado gradualmente o intervalo entre as regenerações com salmoura, necessária para recuperar a efetividade da resina, até chegar a uma única regeneração por semana. Medidas as perdas obtém-se que 1% do volume total de água que passa no sistema é usado na lavagem com salmoura e estabilização posterior da resina. O sistema de tratamento começou a funcionar em setembro de 2014.

O tratamento é bastante simples. A adutora de água bruta do poço é dividida e parte da água vai para o tratamento, enquanto o restante vai direto para o reservatório, recebendo desinfecção e fluoretação já adequada ao total produzido. A água que vai para tratamento passa por um leito com a resina e vai direto para o reservatório. Quando completa o tempo previsto para regeneração, o controlador existente no cabeçote usa a própria água do poço para arraste de salmoura e a lavagem com água limpa em contracorrente. Toda a água de salmoura e a água de lavagem segue para um reservatório de onde é levada por caminhão para a estação de tratamento de efluentes mais próxima, já que Araxans não tem rede de coleta e tratamento de esgoto.

Com estes resultados que foram avaliados como muito bons, optou-se por implantar um sistema capaz de tratar 30 m³/h em Alfredo Marcondes. Feita a especificação técnica, buscando maior competitividade, solicitou-se às várias empresas que trabalham com resinas de troca iônica que enviassem orçamentos preliminares. Duas empresas entraram em contato, solicitaram informações complementares, mas foram desencorajadas pelo fabricante de resinas a apresentar proposta, dizendo que não haveria garantia de eficácia do tratamento. O que foi aventado pelas empresas é que houvesse a redução do cromo hexavalente para cromo trivalente com metabissulfito de sódio antes da resina. Esta opção foi descartada devido o desejo de ter sistemas simples e sem aplicação de produtos químicos diferentes do cloreto de sódio.

Testes de laboratório com a água de Alfredo Marcondes e amostras de resina de troca iônica mostraram que a resina que seria eficaz seria a resina PFA-400 da Purolite. Outras possíveis resinas não foram testadas devido o desinteresse das empresas em fornecer amostras. Foi licitado o sistema de tratamento e adquirido por R$ 184.100,00 para tratar 30 m³/h.

Resultados

Os resultados obtidos no sistema de Araxans são excelentes. A qualidade da água tem atendido a legislação, conforme mostra o gráfico 1 abaixo.

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Gráfico 1 : resultados de cromo total em Araxans no período de abril /14 a fevereiro / 16.

Os resultados de Araxans levaram a implantar o mesmo processo de tratamento em Alfredo Marcondes. Os resultados iniciais do sistema implantado estão sendo bastante animadores. A água distribuída à população apresenta cromo total ≤ 0,05 mg/l ou seja, dentro do limite da legislação. A resina se mostra capaz de remover o cromo hexavalente, uma preocupação inclusive nos Estados Unidos. Na tabela abaixo, encontram-se resultados da água antes e após o tratamento com a resina de troca iônica.

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Tabela 1 : resultados de cromo total em Alfredo Marcondes

Os resultados indicaram que o sistema de tratamento é efetivo. Os desvios apresentados no início de funcionamento do processo de tratamento foram solucionados com ajustes operacionais. O sistema continua sendo monitorado e tem apresentado resultados dentro do esperado.

Ressalta-se que o rejeito da recuperação da resina com salmoura é enviado diretamente para o tratamento da cidade. Abaixo uma foto do sistema de tratamento de Alfredo Marcondes, constituído de dois leitos de resina, porém com o mesmo processo de tratamento já descrito para Araxans.

Na conclusão do trabalho, Augusto Cesar Leme, salientou que os sistemas implantados são eficientes. A qualidade da água distribuída atende os padrões de potabilidade da Portaria 2914/11 e com isto o órgão de fiscalização – Vigilância Sanitária Municipal fica tranquila e não existe questionamento da Agência Reguladora de Energia e Saneamento do Estado de São Paulo – ARSESP, responsável por fiscalizar o cumprimento do contrato.

Em termos do valor investido em Alfredo Marcondes – R$ 184.100,00 em outubro/15 quando o dólar estava a R$ 3,86 equivale a US$ 47.657,00 ou US$ 1,588.60 por metro cúbico de água tratada. Se fosse implantado osmose reversa, somente o custo de implantação, considerando o menor preço de R$ 550.000,00 e a cotação do dólar em fevereiro/14 de R$ 2,34 seria um investimento inicial em torno de US$ 234,541.00, valor quase 5 vezes o investido nas resinas.

Recomendações

Outra aplicação de resinas de troca iônica em saneamento já bastante difundida é a remoção de nitrato. Talvez porque muitos condomínios e indústrias tem encontrado dificuldades em outorgar poços com concentração de nitrato acima do VMP de 10 mg/L, houve o incentivo aos fabricantes de resina que desenvolveram uma resina “especialista”, assim chamada aquela especifica para um elemento, no caso o nitrato.

Para o cromo total ou hexavalente em baixos níveis de concentração não tínhamos notícia de sua eficiência.

Agora com os resultados destas aplicações podem surgir resinas para esta e outras aplicações. É preciso que o setor de saneamento esteja disposto a procurar soluções e encontrar empresas que tenham vontade de buscar soluções.

É preciso agora acompanhar os sistemas implantados e verificar o tempo de eficiência. Normalmente os fabricantes de resina garantem o produto para 5 anos de vida útil, porém nas indústrias sabe-se que duram bem mais tempo. O controle de qualidade será capaz de mostrar com quanto tempo será preciso intervir no sistema.

Os Anais do Encontro Técnico AESABESP 2016, podem ser acessados na íntegra, através do link abaixo :

http://www.fenasan.com.br/index.php?option=com_videoflow&task=search&searchword=Fenasan

 

Gheorge Patrick Iwaki

gheorge@webapp233877.ip-104-237-133-206.cloudezapp.io

Responsável Técnico,

Portal Tratamento de Água