Resumo

Estações de Tratamento de Água são concebidas em função da qualidade da água do manancial, o que determina diretamente a tecnologia de tratamento a ser utilizada e consequentemente influi nos custos de operação e manutenção. A adequação dos processos dentro das ETA é fundamental para diminuição dos custos e melhoria na qualidade da água tratada. O processo de filtração é considerado pela literatura como etapa de polimento, responsável pela remoção de partículas em suspensão, e remoção de cistos e oocistos de protozoários. A retrolavagem dos filtros pode consumir entre 3% a 10% do volume produzido nas ETA, ou seja, é relevante no resultado final de produção de água. O objetivo geral desse trabalho foi avaliar as modificações na produção de água na ETA em escala real através da alteração nas carreiras de filtração. Foram realizadas caracterização física e química da água de lavagem dos filtros, da água bruta, da água tratada e da água de recirculação, além do monitoramento do nível da água dos filtros em carreiras de filtração diferentes. Os resultados demonstraram que com o aumento da carreira de filtração aumentou a quantidade de sólidos na ALF; o crescimento do nível da água se comporta como função de primeiro grau; pode-se alterar a carreira de filtração de 24 horas para 40 horas em condições normais na ETA Extremoz.

Introdução

Estações de Tratamento de Águas (ETA) são concebidas primordialmente em função da qualidade física, química e microbiológica da água do manancial de abastecimento, bem como pelas premissas de custos de implantação, manutenção e operação; flexibilidade operacional; manuseio e confiabilidade dos equipamentos e características socioeconômicas da população atendida (DI BERNARDO & PAZ, 2008; LIBÂNIO, 2010).

Os principais resíduos gerados em ETA são oriundos da lavagem dos filtros e descarga de decantadores, unidades nas quais podem ficar retidas grande parte dos poluentes presentes na água bruta, além de compostos orgânicos e inorgânicos oriundos dos processos de tratamento de água. A maior parte da composição dos resíduos gerados é água, com percentual de sólidos entre 0,01 e 0,1%, com potencial de poluição dos corpos hídricos quando não tratados corretamente (SCALIZE & DI BERNARDO, 1999).

Devido à crescente demanda e custo da água (tem aumentado o interesse) do reaproveitamento das águas residuárias de ETA, principalmente pela recirculação da água de lavagem dos filtros e dos efluentes clarificados das estações de tratamento dos resíduos (DI BERNARDO & PAZ, 2008).

Os filtros são os maiores produtores de resíduos, no que se refere ao volume total gerado nos processos de limpeza. As lavagens dos filtros ocorrem na ETA quando algum dos seguintes critérios são atingidos: a) o nível do filtro atinge a carga hidráulica máxima disponível, em virtude do excesso de perda de carga no meio filtrante; b) ocorrência de traspasse do filtro, caracterizado pelo aumento repentino da turbidez na água filtrada; c) quando a duração da carreira de filtração atingir em torno de 40 horas (DI BERNARDO & PAZ, 2008; EPA, 1995; RICHTER & AZEVEDO NETTO, 1991).

A carreira de 24 horas é usualmente verificada na maioria das estações no Brasil (LIBÂNIO, 2010). Na prática operacional da Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte – CAERN, os períodos de lavagem dos filtros são estabelecidos no tempo habitual de 24 horas de carreira de filtração, independente da perda de carga ou turbidez da água filtrada, o que caracteriza práticas de operação inadequadas.

A duração do tempo de lavagem dos filtros interfere diretamente na qualidade dos resíduos líquidos gerados, tendo em vista que quanto maior a carreira de filtração, maior será a quantidade de sólidos retidos. Altera também a produção diária de água em função da compactação do material filtrante, ou em outros casos, altera a qualidade da água tratada devido ao traspasse de sólidos (EPA, 1995).

Estudos realizados na avaliação de desempenho de duas ETA concluíram que a adequada operação principalmente dos filtros melhora significativamente a qualidade e eleva a produção de água tratada (BASTOS et al., 2000; OLIVEIRA et al., 2006).

O presente estudo foi realizado na ETA Extremoz em Natal/RN, que é responsável pela produção de água de aproximadamente 70% da Zona Norte de Natal, nos últimos anos o manancial superficial que origina seu nome, padece dos efeitos da escassez de chuva, que assolado toda a região Nordeste do Brasil. A ETA Extremoz funciona com filtração de taxa declinante.

Em filtros de taxa declinante, caso a distribuição água seja feita por meio de tubulações ou canal de dimensões suficientemente grande, o nível da água será mantido praticamente o mesmo em todos os filtros da bateria, exceto para o que em algum instante encontrar-se em operação de lavagem (MENDES & GABRIEL, 2000; MACHADO et al., 2002).

Os principais níveis de água na operação dos filtros de taxa declinante podem ser Nível N0 que é o nível da lamina liquida acima dos vertedouros; Nível N1 se refere ao nível de água no canal comum de alimentação após o filtro recém-lavado entrar em operação no qual as somas das vazões afluentes e efluentes são iguais, ou seja, nível mínimo; Nível N2 se refere ao nível de água no canal comum de alimentação no momento que o filtro mais sujo da bateria é retirado de operação para ser lavado; Nível N3 se refere ao nível de água no canal comum de alimentação no final da lavagem de um filtro da bateria, conforme indicado na figura 1 (MACHADO et al., 2002).

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Autores: Man Cheng NG; Marco Antonio Calazans Duarte e André Luis Calado Araújo.