Resumo

Os resíduos gerados nas Estações de Tratamento de Água (ETA) são formados principalmente pelo lodo de decantadores e pela água de lavagem dos filtros – ALF. A ALF representa a maior parcela de perda de água, podendo compreender até 10% da vazão da estação. Uma alternativa para a destinação desses resíduos é a recirculação na própria estação. Dessa forma, além de representar uma redução nas perdas da estação, também diminui o consumo de energia e de água. A presença de partículas desestabilizadas em sua constituição e o residual de coagulante presentes na ALF podem auxiliar a remoção de partículas da água bruta. Para que o reaproveitamento dos resíduos não prejudique a qualidade da água tratada, é essencial a avaliação dos impactos causados por esse procedimento. O trabalho foi desenvolvido na ETA de Extremoz – RN, que apresenta configuração de estação convencional, apesar de operar como filtração direta. O presente estudo investigou as seguintes configurações para recirculação do efluente da lagoa de sedimentação, ALF bruta (isto é, sem clarificação) e após clarificação. Foram avaliadas diferentes taxas de recirculação (0, 2, 5 e 8%) através de ensaios de tratabilidade. Foram simulados tratamentos com as configurações de filtração direta e filtração direta em linha, com e sem a etapa de oxidação, utilizando diferentes doses de coagulante e oxidante. A água bruta utilizada caracteriza-se por apresentar turbidez e cor em torno de 2 unT e 20 uH, respectivamente. A etapa de floculação não foi necessária, enquanto que a etapa de oxidação foi essencial para se atender ao valor limite estabelecido pela legislação. A recirculação da ALF não influenciou na qualidade da água tratada, não apresentando diferença significativa entre os tipos de resíduos nem entre as taxas de recirculação adotadas.

Introdução

A maior parte dos resíduos gerados são oriundos das águas de lavagem dos filtros – ALF – e do lodo dos decantadores. Geralmente, a quantidade de resíduos gerados pode compreender entre 2 a 10% do volume total tratado (USEPA, 2002; Raj et al., 2008), contendo apenas 0,01 a 0,1% de sólidos (Di Bernardo et al., 2012). No Brasil, cerca de 73% dos resíduos de ETA são lançados nos cursos de água sem tratamento (IBGE, 2002), prática essa, ilegal, uma vez que os lodos de ETA são classificados como resíduos sólidos pela NBR 10004 (ABNT, 2004) e seu lançamento in natura no meio ambiente é vedado pela Política Nacional de Resíduos Sólidos (BRASIL, 2010).

Uma opção de destinação da ALF e lodos de ETA é a recirculação na própria estação. Tal medida contribui para a diminuição do seu lançamento no meio ambiente, favorece a economia de água, proporciona a redução do consumo de produtos químicos, melhora sedimentabilidade dos flocos, e consequentemente, a reduz os custos de tratamento de água. A recirculação pode ser contínua ou não, com ou sem processo de clarificação. A presença de partículas desestabilizadas em sua constituição que permite melhorar as etapas de coagulação, floculação, sedimentação (Gottfried et al., 2008; Suman et al, 2012 e Raj et al., 2008) e pode, até mesmo, auxiliar na remoção de microrganismos (Arora et al., 2001; Cornwell & MacPhee, 2001) no processo de tratamento de água. Por outro lado, a recirculação dos resíduos pode aumentar concentrações de ferro, manganês, COT, trihalometanos (Cornwell & Lee, 1994; Bourgeois, et al., 2004) e microrganismos como protozoários, Escherichia coli, coliformes totais e termotolerantes (Braga et al., 2006).

Cornwell & Lee (1994) sugerem que a vazão de recirculação se mantenha abaixo de 10% da vazão da ETA, a fim de assegurar a qualidade microbiológica da água. A USEPA (2002) orienta que o percentual de recirculação deve ser determinado de acordo com cada ETA, definidos a partir de estudos em escalas menores. De acordo com USEPA (2000), uma forma de minimizar os riscos relacionados a reintrodução de contaminantes é através do tratamento dos resíduos antes da recirculação.

Os tipos de unidades mais comuns para o tratamento dos resíduos são os adensadores e lagoas de sedimentação (USEPA, 2002). A lagoa de sedimentação permite a clarificação, adensamento e desaguamento do lodo da ETA (Di Bernardo et al., 2012). Todavia, o maior tempo de detenção necessário pela lagoa pode alterar as características do lodo e facilitar a liberação de contaminantes para o sobrenadante (Cornwell & Lee, 1994) e, juntamente com a grande área necessária para a implantação, beneficia a proliferação de algas (Di Bernardo et al., 2012).

Cornwell & MacPhee (2001) avaliaram os efeitos causados pelo aumento de partículas e (oo)cistos provocados pela recirculação de ALF em uma instalação piloto convencional com água bruta de baixa turbidez (inferior a 5 unT). Os estudos sugerem que a recirculação de resíduos insere turbidez adicional à água bruta, a qual pode auxiliar no processo de tratamento, elevando a remoção de (oo)cistos de protozoários e de turbidez. Nesse estudo, a clarificação dos resíduos antes da recirculação não foi necessária e mostrou-se essencial para obter um efluente final de melhor qualidade.

Os efeitos causados pela recirculação dos resíduos dependem, também, da configuração da ETA. Em águas de baixa turbidez, o processo de remoção das partículas é menos eficiente em relação a águas com turbidez mais elevadas (Xiao et al. 2009; Souza, 2011). Isso ocorre devido a menor quantidade de espécies hidrolisadas formadas durante o processo de coagulação e a menor velocidade de sedimentação dos flocos (Xiao et al. 2009; Di Bernando, Dantas & Voltan, 2011).

Vários estudos (Cornwell & MacPhee 2001; Bourgeois et al. 2004, Bourgeois et al. 2004a; Braga et al. 2006; Raj et al. 2008; Gottfried et al., 2008; Freitas et al. 2010; Suman et al., 2012) destacam alguns fatores associados à reciclagem de águas de lavagem de filtro. Dentre esses fatores, destacam-se: a) Efeito na qualidade final da água tratada (Cornwell & Lee, 1994; Braga et al., 2006; Freitas et al., 2010; Zhou, et al. 2012); b) necessidade ou não de pré-tratamento dos resíduos (Cornwell & Lee, 1994; USEPA 2002; Freitas et al., 2010; Zhou, et al. 2012); c) taxa de recirculação adequada (Gottfried et al., 2008; Freitas et al., 2010; Souza, 2011; Suman et al., 2012; Zhou, et al. 2012; Campos, 2014).

O objetivo dessa pesquisa é avaliar o desempenho de distintas condições de recirculação de resíduos em água de baixa turbidez em uma ETA de filtração direta.

Autores: Daianne Gomes de Freitas; Marco Antônio Calazans Duarte; Hélio Rodrigues dos Santos e André Luis Calado Araújo.