Resumo
A água utilizada para consumo humano deve passar por tratamento para se tornar potável. Uma das tecnologias de tratamento de água mais utilizada no Brasil é a de ciclo completo, que contempla as etapas de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e desinfecção. Nesse tipo de tratamento, há a geração de resíduos em maior quantidade nas unidades de decantação e filtração, também denominados de lodos ou RETAs, que causam impactos ambientais quando lançados indevidamente nos mananciais sem tratamento. Uma alternativa muito utilizada para tratamento dos resíduos gerados em ETA é o adensamento por gravidade seguido do desaguamento por centrifugação, ambos com aplicação de condicionantes químicos, principalmente de polímeros, e o retorno da água recuperada ao início da ETA. No presente trabalho foi preparada uma amostra de água e submetida a ensaios de tratabilidade para a obtenção do lodo/resíduo. A partir do resíduo gerado, foram preparados “resíduos” com diferentes concentrações de sólidos suspensos totais (SST) e testados diferentes condicionantes químicos (polímeros sintéticos e naturais) nos ensaios de bancada de adensamento por gravidade e de desaguamento por centrifugação. Os resultados mostraram que os polímeros sintéticos foram mais eficientes que os polímeros naturais no adensamento por gravidade, e que quanto maior a concentração de SST no resíduo inicial, menores os valores para turbidez e sólidos totais da água clarificada, assim como velocidades maiores de clarificação e adensamento. Para o desaguamento por centrifugação, os polímeros sintéticos e naturais apresentaram resultados satisfatórios relacionados à turbidez do clarificado; em termos de concentração de SST no resíduo inicial, quanto maior a concentração, menor a quantidade de sólidos totais presentes no clarificado, assim como valores de carbono orgânico total e maior teor de SST na torta final. A remoção da turbidez chegou a a 99,9% para o resíduo de 23,9 g SST/L nos ensaios de desaguamento.
Introdução
A tecnologia de tratamento utilizada em uma Estação de Tratamento de Água (ETA) depende principalmente de fatores relacionados à qualidade da água bruta. Para cada tipo de tecnologia utilizada, há a geração de resíduos de ETA, ou lodos de ETA, com características diferentes.
Atualmente, o maior problema ambiental enfrentado pelas ETAs está relacionado com os resíduos gerados pelo tratamento da água provenientes das descargas do decantador ou flotador e da lavagem dos filtros. Esses resíduos possuem compostos químicos que são prejudiciais ao meio ambiente e, portanto, necessitam de tratamento para posterior disposição final.
Existem diversas tecnologias de tratamento dos RETAs envolvendo adensamento e posterior desaguamento e cada uma delas possui suas características. Para esses tratamentos é necessária a adição de condicionantes químicos, chamados polímeros, os quais possuem como objetivo a retirada de água do resíduo, aumentando sua concentração e, consequentemente, diminuindo seu volume.
Os polímeros utilizados em estações de tratamento de água podem ser sintéticos ou naturais. Os polímeros naturais podem ser utilizados como auxiliares de floculação e filtração, já os sintéticos como auxiliares de coagulação e coagulantes primários. Podem ser classificados de acordo com a carga elétrica que possuem em solução aquosa (catiônicos, aniônicos ou não-iônicos), sua densidade de carga elétrica (baixa, média ou alta) e seu peso molecular (baixo, médio, alto ou muito alto). São utilizados para remoção de partículas das águas e no condicionamento de resíduos para otimizar o processo de remoção da água (DI BERNARDO et al., 2008; GUIMARÃES, 2007; KIEBEL, 2002).
Para minimizar problemas ambientais ocasionados por polímeros sintéticos em ETAs, está sendo proposta a substituição desses polímeros por polímeros naturais originados, por exemplo, do tanino extraído da acácia negra, um produto natural e uma fonte renovável (MANGRICH et al., 2013).
A utilização de coagulantes naturais gera benefícios na disposição final dos resíduos gerados, uma vez que não deixam metais pesados no resíduo da ETA, como os demais coagulantes, mas sim, compostos orgânicos que proporcionam outros tipos de disposição final a esse resíduo, como pátios de compostagem, lavoura, dentre outros.
Muitos estudos foram e ainda estão sendo realizados em relação à utilização de coagulantes/polímeros naturais no tratamento de água para consumo humano.
O tanino é um coagulante/polímero (dependendo de sua utilização) natural biodegradável que pode substituir os coagulantes/polímeros sintéticos, resultando na ausência de metais pesados tanto na água tratada como no resíduo gerado na ETA, sendo obtido a partir de uma fonte de matéria-prima completamente renovável (casca da árvore acácia negra) (OZACAR et al., 2003; RADER, 2015).
O uso de coagulante/polímero à base de tanino tem refletido positivamente em inúmeros aspectos. Além da ausência de metais pesados na água e no resíduo, sendo, portanto, menos agressivo ao meio ambiente, é também menos agressivo à saúde dos operadores e técnicos que o utilizam. Em muitos casos, não há a necessidade de aplicação de produtos químicos alcalinizantes para ajuste de pH, facilitando a operação da ETA. Ressaltando que o resíduo gerado no processo de tratamento da água é composto essencialmente de matéria orgânica, proporcionando maior facilidade de disposição final (RADER, 2015).
Para comprovar a eficácia do coagulante/polímero à base de tanino, pesquisas foram realizadas para compará-lo aos coagulantes/polímeros sintéticos. Pesquisadores, em diferentes estudos, verificaram que existe uma maior remoção de turbidez da água quando há a utilização de tanino como auxiliar de coagulação, formando um resíduo que pôde ser filtrado mais facilmente. O floco formado nas etapas de coagulação e floculação apresenta morfologia irregular, resultando superfícies de contato maiores em relação a outros coagulantes/polímeros, implicando em uma clarificação mais eficiente, com menor turbidez da água ao final do processo. No entanto, a utilização de coagulante/polímero natural deve ser monitorada pois, por ser um composto orgânico, pode reagir com o cloro durante a etapa de desinfecção e ser um precursor da formação de trialometanos, assim como formar cloraminas orgânicas (OZACAR et al., 2000, 2003; RADER, 2015).
Alguns órgãos como a ONU (Organização das Nações Unidas) e programas como o GII (Imperativos Globais de Inovação, do inglês Global Inovation Imperatives) estão propondo a utilização de coagulantes naturais, como os derivados de taninos, no tratamento de água e esgoto, atendendo, também, a alguns dos princípios da chamada química verde, pois a tecnologia a ser utilizada seria uma boa alternativa do ponto de vista ambiental e viável do ponto de vista técnico e econômico (MANGRICH et al., 2013).
Os polímeros sintéticos catiônicos podem funcionar como coagulantes por neutralização de cargas ou adsorção e formação de pontes, ou ainda uma combinação dos dois mecanismos. Usualmente podem ser preparados através da co-polimerização de acrilamida com um monômero catiônico apropriado, resultando polímeros catiônicos de massa molecular relativamente alta. No entanto, seu uso requer atenção especial devido à sua toxicidade, uma vez que a presença de residual desses polímeros na água tratada representa risco à saúde (DI BERNARDO et al., 2000).
A utilização de polímeros como auxiliares de floculação em uma ETA de ciclo completo ocasiona vantagens diretas e indiretas. Por aumentar a eficiência de remoção das partículas suspensas, há uma melhoria na qualidade das águas decantada e filtrada e redução do consumo de coagulante primário, ocasionando, portanto, um menor gasto com produtos químicos; por reduzir a concentração de sólidos suspensos totais na água filtrada, há o aumento da eficiência da desinfecção. Além disso, reduz o volume de lodo no decantador, uma vez que os polímeros “retiram” água desses resíduos, e proporciona maior flexibilidade de operação da ETA, dentre outros fatores (DI BERNARDO et al., 2000).
Autores: Isadora Alves Lovo Ismail; Angela Di Bernardo Dantas; Luiz Di Bernardo; Cristina Filomena Pereira Rosa Paschoalato; e Mateus Ancheschi Roveda Guimarães.
