pague menos - Prefeitura de Imbituba

Transcrição

Introdução
Projeto Água: pague menos
Guia Profissional para a economia de água em prédio de
apartamento, comércio e indústria.
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O livro contém os seguintes
assuntos:
Reúso de água
Monitoramento do consumo de
água
Conservação da água
Aproveitamento de água de chuva
Peças que economizam água
Água cinza
Sistema de Tanque séptico
Reservatório do Cabuçu em Guarulhos secou em maio de 1969
Engenheiro civil Plínio Tomaz
setembro de 2006
i
Capítulo 0
Titulo: Água: pague menos
Livro eletrônico em A4, Word, Arial 10, 134p.
setembro de 2006
Tamanho: 16x 23
Editor: Plínio Tomaz
Autor: Plínio Tomaz
Revisão: Fabiana Rehse Tomaz Imamura
Composição e diagramação: Eng Plínio Tomaz
ISBN: 85-905933-7-1
ISBN 978-85-905933-7-9
ii
Introdução
Projeto Água: pague menos
iii
Capítulo 0
Apresentação
A idéia deste livro nasceu numa reunião da CEMA
(Comissão Especial do Meio Ambiente do CREA-SP).
O objetivo é aumentar a oferta de água não potável em
áreas urbanas através de técnicas de reúso e de medidas não
convencionais como o aproveitamento da água de chuva nas
coberturas.
Deveremos também usar aparelhos sanitários que
economizem água e implantar sistemas de monitoramento nas
edificações.
O reúso de esgotos públicos tratados, bem como das
águas cinzas, dos tanques sépticos e dos Reatores de
Membranas (MBR) deverão ser usados corretamente.
No estágio de desenvolvimento que o mundo está com
respeito ao reúso, é a existência de parâmetros para
monitoramento da qualidade da água não potável conforme o
seu determinado uso. Nisto está bastante desenvolvido os
Estados Unidos com as recomendações da USEPA (United
States Environmental Protection Agency) que é o modelo pelo
qual nos baseamos.
Recomendamos 4 atitudes básicas para a economia de
água em prédio de apartamento, comércio e indústria.
1. Peças que economizam água
2. Monitoramento do consumo
3. Aproveitamento de água de chuva
4. Reúso
Agradeço a Deus, o Grande Arquiteto do Universo, a
oportunidade de poder contribuir na procura do conhecimento
com a publicação deste livro.
Guarulhos, julho de 2007
Engenheiro civil Plínio Tomaz
Coordenador Adjunto da Comissão Especial de Meio Ambiente do CREA-SP
(CEMA)
iv
Introdução
Guilherme de Occam argumentava, em todos os seus escritos,
que “é perda de tempo empregar vários princípios para explicar
fenômenos, quando é possível empregar apenas alguns”.
Fonte: História da Teologia Cristã - Roger Olson
v
Capítulo 0
SUMÁRIO DOS CAPÍTULOS
Nº do
capítulo
0
1
2
3
4
5
6
7
Capítulos
Introdução
Reúso de água
Tanque séptico
Águas cinzas
Monitoramento do consumo de água em
instalações comerciais e indústrias
Índice geral
vi
Reúso de água
Capítulo 1
Reúso de água
Promover a reciclagem e reutilização das águas residuais e dos resíduos
sólidos.
Agenda 21
1-1
Capítulo 1
SUMÁRIO
Ordem Assunto
Capítulo 1 - Reúso de água
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
1.20
1.21
1.22
1.23
1.24
1.25
1.26
1.27
1.28
1.29
1.30
1.31
1.32
1.33
1.34
Introdução
Medidas e incentivos
Mercado de água de reúso
Média de consumo de uma casa
Quanto podemos reaproveitar de águas cinzas numa casa?
Normas da ABNT
Reúso
Reúso de esgotos sanitários urbanos regionais
Onde usar a água de reúso dos esgotos sanitários?
Reúso para uso industrial
Reúso para uso agrícola
Reúso para o meio ambiente
Recarga dos aqüíferos subterrâneos
Reúso para uso Recreacional
Reúso urbano
Níveis de tratamento de esgotos sanitários municipais
Tratamento preliminar
Tratamento primário
Tratamento secundário
Tratamento terciário
Tecnologia de filtração em membranas
Riscos à saúde pública
Rede dual
Guia para reúso da água da USEPA
Estado de New Jersey
Estado da Geórgia
Estado da Flórida
Estado do Texas
Uso da água de reúso
Padrões de qualidade da água para reúso
Normas da ABNT
Custos
Bibliografia e livros consultados
1-2
Reúso de água
Capítulo 1- Reúso de água
1.1 Introdução
Asano, 2001 diz que o reúso é o desafio do século XXI em que
haverá uma integração total dos recursos hídricos. Segundo o mesmo autor a
água de reúso tem duas funções fundamentais:
1. O efluente tratado vai ser usado como um recurso hídrico
produzindo os benefícios esperados.
2. O efluente pode ser lançado em córregos, rios, lagos, praias,
com objetivo de reduzir a poluição das aguas de superfície e
das águas subterraneas
O fundamento da água de reúso é baseado em três principios
segundo Asano, 2001:
1. A água de reúso deve obedecer a controle de qualidade para
a sua aplicação, devendo haver confiabilidade na mesma.
2. A saúde deverá ser protegida sempre.
3. Deverá aceitação pública
Reúso é o aproveitamento de água previamente utilizada uma ou
mais vezes, em alguma atividade humana, para suprir a necessidade de
outros usos benéficos inclusive o original.
O objetivo deste estudo é mostrar as soluções para reúso de esgoto
sanitário local e regional em áreas urbanas.
O reúso local destina-se a aqueles que se beneficiam na sua origem,
como o águas cinzas de uma casa que pode ser usada no próprio local para
irrigação subsuperficial de gramados.
O reúso regional são de grandes áreas e geralmente tem sua origem
nas estações de tratamento de esgotos públicas que atingem o tratamento
terciário e o distribuem até uma certa distância de onde é produzido através
de redes especiais de água não potável (sistema dual de abastecimento: água
potável + água não potável).
Não trataremos em nenhuma hipótese de reúso da água para fins
potáveis.
Mesmo os processos de infiltração de águas residuárias no solo não
são recomendados até o presente momento a não ser quando usado o
processo de membranas.
No Japão foram feitas pesquisas e chegaram a conclusão que para
consumo maior que 100m3/dia de agua nao potável o reúso é a melhor opção
e é mais vantajoso do que se usar água pública conforme Figura (1.1).
Os custos no Japão são geralmente calculadas para pagamento da
obra (amortização) em 15anos a um juros anuais de 6% e incluso os preços
de manutenção e operação do sistema.
1-3
Capítulo 1
Figura 1.1- Custos comparativos para reúso usando águas cinzas, aguas
de chuva e água pública.
Fonte:Nacçoes Unidas, 2007
1.2 Conservação da água
A American Water Works Association - AWWA em 31 de janeiro de
1993 definiu a conservação da água como as práticas, tecnologias e
incentivos que aperfeiçoam a eficiência do uso da água.
Um programa de conservação da água constitui-se de medidas e
incentivos.
1.3 Medidas e incentivos
Medidas são as tecnologias e mudanças de comportamento,
chamada de práticas, que resultam no uso mais eficiente da água.
Incentivos de conservação da água são: a educação pública, as
campanhas, a estrutura tarifárias, os regulamentos que motivam o consumidor
a adotar as medidas específicas conforme Vickers, 2001.
Como exemplo, o uso de uma bacia sanitária para 6 litros/descarga,
trata-se de uma medida de tecnologia e a mudança de comportamento para
que o usuário da bacia sanitária não jogue lixo na mesma, é uma medida
prática.
Os incentivos na conservação da água são as informações nos
jornais, rádios, televisões, panfletos, workshops, etc, mostrando como
economizar água.
Uma tarifa crescente incentiva a conservação da água, um
pagamento de uma parte do custo de uma bacia sanitária (rebate em inglês) é
incentivo para o uso de nova tecnologia, como a bacia sanitária com 6
litros/descarga.
Os regulamentos de instalações prediais, códigos, leis são incentivos
para que se pratique a conservação da água.
O aumento da eficiência do uso da água irá liberar os suprimentos de
água para outros usos, tais como o crescimento da população, o
estabelecimento de novas indústrias e a melhora do meio ambiente.
1-4
Reúso de água
A conservação da água está sendo feita na América do Norte, Europa
e Japão. As principais medidas são o uso de bacias sanitárias de baixo
consumo, isto é, 6 litros por descarga; torneiras e chuveiros mais eficientes
quanto a economia da água; diminuição das perdas de água nos sistemas
públicos de maneira que o tolerável seja menor que 10%; reciclagem; reúso
da água e informações públicas.
Porém, existem outras tecnologias não convencionais, tais como o
reaproveitamento de águas servidas residenciais (águas cinzas), muito usado
na Califórnia, e a captação de água de chuva.
1.4. Mercado da água de reúso
McCormick, 1999 in Tsutiya et al, 2001, apresenta a proposta de divisão
das águas de reúso em três categorias conforme a qualidade da mesma:
1. Efluentes secundários convencional: é a água de reúso restrito a
aplicações agrícolas e comerciais onde não existe possibilidade de
contato humano direto com a água de reúso.
2. Água de reúso não potável: é o efluente secundário de alta qualidade,
tais como efluente de reatores de membranas, filtrado e desinfetado
com UV, cloro, ozônio, ou outro processo.
3. Água de reúso quase potável: é a água de reúso não potável tratada
com osmose reversa ou nanofiltração para remoção dos
contaminantes químicos, orgânicos e inorgânicos. É o mesmo que
reúso potável indireto.
McCormick, 1999 apresenta a seguinte Tabela (1.1) onde existem 4
categorias, sendo a categoria 4 para água potável.
A categoria 2 onde existe contato com pessoas é a mais usada em
irrigação de jardins, parques e descargas em bacias sanitárias, observandose que a turbidez deverá ser menor que 2 uT, ausência de coliformes fecais e
DB05 < 10mg/L.
A Tabela (1.1) foi feita por dois grandes especialistas dos Estados Unidos
que são Slawomir W. Hermanowicz e Takashi Asano.
1-5
Capítulo 1
Tabela 1.1- Principais mercados para água de reúso e níveis de qualidade de
água estipulados para cada mercado (Hermanowitcz e Asano, 1999)
Padrão de qualidade da
água de reúso
Categoria 1
Filtração, desinfecção:
DBO5 < 30mg/L
TSS< 30mg/L
Coliformes
fecais
<200mL/100mL
Cloro residual livre: 1 mg/L
pH entre 6 e 9
Mercado
Exemplo de aplicação
Irrigação de áreas com
acesso restrito ou controlado
ao publico
Produção
agrícola
de
produtos não destinados ao
consumo
humano
ou
consumidos
após
processamento que elimine
patógenos
Uso recreacional sem contato
direto com a água
Uso industrial
Campo de golfe, cemitérios,
reservas ecológicas pouco
freqüentadas;
Reflorestamento,
pastos,
produção de cereais e
oleaginosas.
Rios e lagos não utilizados
para natação
Categoria 2
Filtração, desinfecção:
DBO5 < 10mg/L
Turbidez <2 uT
Coliformes fecais ausentes
em100mL
Cloro residual livre: 1 mg/L
pH entre 6 e 9
Uso urbano sem restrições
Produção
agrícola
de
alimentos
Uso
recreacional
sem
restrições
Melhoramento ambiental
Categoria 3
Efluente de osmose reversa
Reúso potável indireto
Categoria 4
Água potável
Fonte: Tsutiya, et a, 2001.
Reúso direto
Irrigação
de
parques,
playgrounds
e
jardins
escolares.
Água
para
sistemas
de
hidrantes,
construção civil e fontes em
praças publica.
Usos residenciais: descarga
de vasos sanitários, água
para
sistemas
de
ar
condicionado.
Produtos agrícolas cultivados
para consumo humano na
forma crua ou sem cozimento.
Lagos e rios para uso
recreacional sem limitação de
contato com a água.
Alagados
artificiais,
perenização
de
rios
e
córregos em áreas urbanas.
Reúso
potável
indireto,
barreiras contra intrusão de
águas salinas em aqüíferos,
maioria dos usos residenciais
0 banho, lavagem de roupa e
utensílios de cozinhas, etc).
Reúso potável
1-6
Reúso de água
McCormick, 1999 mostra a Tabela (1.2) onde temos água potável, água
não potável e água quase potável em uma residência. Observar que o termo
“quase potável” não é muito usado no Brasil e nem aplicado. Poucas pessoas
tomariam banho e lavariam os utensílios de cozinhas com uma água “quase
potável”. Observar também que somente 7% da água é necessário em uma
residência para que seja realmente potável.
Tabela 1.2- Categorias de consumo de água doméstico e nível de
qualidade de água para cada categoria (Cieau, 2000)
Uso
Percentual
Qualidade
Bebida
Preparo de alimentos
Lavagem de utensílios de cozinha
Lavagem de roupas
Bacia sanitária
Banho
Outros usos domésticos
Lavagem de carro/rega de jardim, etc;
1%
6%
10%
12%
39%
20%
6%
6%
Potável
potável
Quase potável
Quase potável
Não potável
Quase potável
Quase potável
não potável
Fonte: Tsutiya, et al, 2001.
1.5 Média de consumo de uma casa
Segundo Vickers, 2001 a média de consumo interno de uma casa está na
Tabela (1.3) onde observamos que o ponto da casa de maior consumo é a
bacia sanitária com 27%, seguido pela lavagem de roupa que é 22%.
As torneiras são no total 16% e são fundamentalmente duas: pia da
cozinha e lavatório do banheiro.
Não estão inclusos os consumos de água dos gramados, lavagens de
carros, etc.
Tabela 1.3 - Média de consumo de água interno de uma casa nos Estados Unidos
Descargas na bacia sanitária
27%
Consumo residencial no
Brasil supondo média
mensal de 160 litros/dia x
habitante
(litros)
43
Chuveiro
17%
27
Tipos de usos da água
Porcentagem
Lavagem de roupa
22%
35
Vazamentos em geral
14%
22
Lavagem de pratos
2%
3
Consumo nas torneiras
16%
26
Outros
2%
3
100%
160
Total
Fonte: adaptado de Vickers, 2001
1-7
Capítulo 1
Pela Tabela (1.3) podemos verificar que os volumes internos de água
não potável que pode ser usado é somente o água destinada para bacias
sanitárias, que é 27% do consumo.
Concluímos então que para o consumo interno de uma casa podemos
usar somente 27%, ou seja, 43 litros/dia x habitante.
Assim uma casa com 5 habitantes poderemos reaproveitar para reúso
a quantia de 215litros/dia:
5hab x 43 litros/dia x hab= 215 litros/ dia
1.6 Quanto podemos reaproveitar de águas cinzas numa casa?
É importante termos uma idéia da água que pode ser usada pelo
reúso dentro de uma casa, conforme Tabela (1.4).
Tabela 1.4 - Volume de esgotos sanitários que se pode aproveitar para as águas
cinzas
Chuveiro
17%
Consumo residencial
no Brasil supondo
média mensal de 160
litros/dia x habitante
(litros)
27
Lavagem de roupa
22%
35
Tipos de usos da água
Porcentagem
Consumo nas torneiras
(consideramos somente a torneira do
lavatório no banheiro)
Total
13
8%
47%
75
Pela Tabela (1.4) podemos aproveitar somente 75 litros/dia por
habitante para o águas cinzas, ou seja, 47%. Observar que podemos utilizar
na bacia sanitária somente 43litros/dia x habitante, havendo, portanto um
saldo que não sabemos o que fazer.
Estudo de casa: casa maior que 300m2 com jardim
Uma casa com área construída igual ou maior que 300m2 e 500m2 de área de
gramado.
Consumo interno= 3,5 pessoas/casa x 30 dias x 160 litros/dia x pessoa=
16.800 litros.
Jardim: 2 litros/m2 x rega
Rega de duas vezes por semana
Consumo no jardim mensal= 2 litros/m2 x 8= 16 litros/m2
Área de jardim= 500m2
Consumo= 500m2 x 16 litros/m2= 8000 litros/mês
Consumo por semana= 8000litros/4= 2000 litros/semana
Para as águas cinzas vão 47% do consumo da casa, ou seja:
0,47 x 16800 litros= 7.896 litros/mês
1-8
Reúso de água
Por semana= 7.896litros/mês /4 = 1974 litros/semana
GW= 1974 litros/semana
Grama tipo bermuda com coeficiente de cultura Kc= 0,5
ETo= 35mm/semana
LA= GW / (ETo x Kc)= 1974/ (35 x 0,5)= 113m2
Portanto, usando as águas cinzas, somente será irrigado 113m2,
necessitando outra fonte de abastecimento para rega do restante para
completar os 500m2 de jardim.
1.7 Normas da ABNT
A NBR 5626/ 1998 é de Instalação predial de água fria. Ela prevê
no item 1.2 que pode ser usada para água potável e não potável.
Prevê ainda no item 5.2.1.3 que as instalações devem ser
independentes e que a água não potável pode ser usada em descarga em
bacias sanitárias, mictórios e combates a incêndio e para outros usos onde os
requisitos de potabilidade não se faça necessário.
É necessário que as normas de Instalações de Água Fria sejam
revisadas, devendo obrigatoriamente os edifícios terem dois reservatórios: um
para água potável e outro para água não potável.
1.8 Reúso
Definição: reúso é o aproveitamento da água previamente utilizada
uma ou mais vezes, em alguma atividade humana, para suprir a necessidade
de outros usos benéficos, inclusive o original. Pode ser direto ou indireto, bem
como decorre de ações planejadas ou não (Lavrador Filho, 1987 in Mancuso,
2003).
A Resolução nº 54 de 28 de novembro de 2005, publicado em 9 de
março de 2006, estabelece diretrizes para reúso direto não potável de água e
estabelece algumas definições importantes:
Água residuária: esgoto, água descartada, efluentes líquidos de
edificações, industriais, agroindústrias e agropecuárias, tratadas ou não.
Reúso da água: utilização de água residuária.
Água de reúso: água residuária, que se encontra dentro dos padrões
exigidos para sua utilização nas modalidades pretendidas.
Reúso direto das águas: uso planejado de água de reúso, conduzida
ao local de utilização, sem lançamento ou diluição prévia em corpos hídricos
superficiais ou subterrâneos.
Reúso potável indireto: caso em que o esgoto, após tratamento é
disposto na coleção de águas superficiais ou subterrâneas para diluição,
purificação natural e subsequente captação, tratamento e finalmente utilizado
como água potável, conforme Mancuso et al, 2003.
O reúso direto pode ser para fins: urbanos, agrícolas, ambientais,
industriais e aquicultura.
1-9
Capítulo 1
A resolução prevê que a atividade de reúso de água deve ser
informado ao orgão gestor dos recursos hídricos: identificação, localização,
finalidade do reúso, vazão, volume diário de água de reúso produzida,
distribuída ou utilizada.
O reúso pode ser:
¾ urbano ou
¾ rural
Nos dedicaremos ao reúso urbano somente.
O reúso urbano pode ser:
¾ local ou
¾ regional
O reúso urbano local é feito no próprio local onde são gerados os
esgotos. Assim, o uso do águas cinzas ou fossa séptica (tratamento biológico)
é um reúso local.
Reúso local
Estudo de caso:
Empresa de ônibus de Guarulhos localizada no Bairro do Taboão
reciclava a água após a lavagem dos ônibus em caixas de deposição de
sedimentos e retirada de óleos. O reaproveitamento era de 80%. A água de
make-up era introduzida, ou seja, os 20% restantes.
O óleo ficava na parte superior e semanalmente era retirado por uma
empresa.
Postos de gasolina e lava-rápidos podem também reciclar a água.
1.9 Reúso de esgotos sanitários urbanos regionais
O reúso dos esgotos sanitários urbanos que saem de uma Estação de
Tratamento de Esgotos Esgotos Sanitários públicas não são destinados a
serem transformados em água potável.
Geralmente são feitos em lugares onde há problemas de recursos
hídricos e existência de indústrias para consumirem a água não potável.
Nos Estados Unidos os locais onde mais se faz o reúso dos esgotos
sanitarios são: Texas, Flórida e Califórnia.
1.10 Onde usar a água de reúso dos esgotos sanitários?
Os usos mais comuns estão na Figura (1.1) que mostram seis usos:
¾ Reúso para uso industrial
¾ Reúso para uso agrícola
¾ Reúso para o meio ambiente
¾ Recarga de aquíferos subterrâneos
¾ Reúso para uso recreacional
¾ Reúso urbano.
1-10
Reúso de água
1.11 Reúso para uso industrial
A demanda do uso industrial situa-se em torno de 8% no Brasil
Muitas indústrias não precisam de água potável, sendo que uma água
de reúso pode ser usada sem problemas.
As indústrias deverão estar próximas das estações de tratamento de
esgotos para diminuir os custos e deve, logicamente, haver uma quantidade
de indústrias onde compense fazer os investimentos necessários.
Na Tabela (1.7) apresentamos algumas exigências nas indústrias em
vários estados americanos, segundo USEPA.
Tabela 1.5 - Reúso nas industrias
Fonte: USEPA
1.12 Reúso para uso agrícola
A agricultura consome de 60% a 70% do consumo total da água doce.
No Brasil não é costume usar a água de esgotos tratada para uso agrícola, o
que não acontece com o México.
1.13 Reúso para o meio ambiente
As águas de esgoto tratado podem ser usadas em wetlands artificiais.
1.14 Recarga de aquíferos subterrâneos
Uma maneira é evitar a intrusão salina que é usado geralmente em
litorais. As outras maneiras de recarga são para armazenar as águas de
esgotos tratadas para futuro uso ou para controlar a subsidência, isto é, o
abaixamento do solo.
Existem três modalidades, conforme Figura (1.2):
¾ Bacia de infiltração
1-11
Capítulo 1
¾
¾
Poço de infiltração que fica na região não saturada
Poço tubular que atinge a região saturada e de preferência um
aqüífero confinado.
Figura 1.2 - Infiltração de esgotos tratados em bacia de infiltração, poço tubular em zona
aerada e em zona saturada.
Asano, 2001 que a água de reúso para ser usada nas águas subterrâneas
apresenta 3 classes de constituintes que devem ser estudados:
1. Viruss entéricos e outros patógenos emergentes.
2. Constituintes orgânicos que inclui produtos industriais e
farmacêuticos.
3. Sais e metais pesados.
Asano, 2001 alerta ainda quando aos produtos químicos que produzem
disruptores endócrinos e a existência de antibióticos resistentes achados na
água.
1.15 Reúso para uso Recreacional
Os esgotos tratados podem ser usados em lagoas para uso de pesca,
barcos, etc.
1.16 Reúso Urbano
O reúso urbano dos esgotos tratados podem ser usados em praças
públicas, jardins, etc.
Pode ser feito um sistema dual de distribuição como a cidade de São
Petersburg, na Flórida, que usa a água de esgotos tratada desde 1977 com
sucesso, havendo uma diminuição no consumo de água potável. Pode ser
usada para irrigar jardins de cemitérios, grandes parques, etc.
1-12
Reúso de água
Na Tabela (1.6) temos algumas exigências de vários estados
americanos para o tratamento avançado e se faz a diluição do efluente em um
curso de água, onde haverá coleta de água para tratamento completo.
Tabela 1.6 - Reúso indireto para água potável
Fonte: USEPA
1.17. Níveis de Tratamento de esgotos sanitários municipais
O tratamento dos esgotos é uma combinação de três processos
conforme Nações Unidas, 2007:
¾ Processos físicos: as impurezas são removidas por
peneiramento, sedimentação, filtraçao, flotação, absorção ou
adsorção ou ambas e centrifugação.
¾ Processos químicos: as impurezas sao removidas
quimicamente através da coagulação, absorção, oxidoredução, desinfeção e e troca iônica.
¾ Processos biológicos: os poluentes sao removidos usando
mecanismos biologicos, como tratamento aeróbico,
tratamento anaer[obico e processo de fotossíntese, como nas
lagoas.
1-13
Capítulo 1
Figura 1.3- Alternativas para reúso dos esgotos sanitarios de uma cidade
Fonte: Borrows, 1997
O tratamento dos esgotos está assim dividido:
¾ tratamento preliminar,
¾ tratamento primário,
¾ tratamento secundário,
¾ tratamento terciário,
¾ tratamento avançado.
1.18 Tratamento preliminar
O tratamento preliminar consiste basicamente em remoção de sólidos
de tamanho grande e partículas de detritos:
1. Gradeamento
2. Remoção de areia
3. Caixa de retenção de óleo e gordura
4. Peneiras
Nada mais é que o gradeamento para remover os objetos flutuantes
de grandes dimensões, mas evitando que os sólidos se depositem. É feita
também a remoção física da areia e partículas sólidas através de deposição,
telas ou flotação. A remoção de DBO é desprezível no tratamento preliminar.
A velocidade do fluxo é, em geral, menor que 0,3m/s.
1.19 Tratamento primário
O tratamento primário consiste basicamente remoção de sólidos em
suspensos:
1. Decantação primária ou simples
2. Precipitação química com baixa eficiência
1-14
Reúso de água
3. Sedimentação
4. Flotação por ar dissolvido
5. Coagulação e sedimentação
A redução da DBO no tratamento primário é muito baixa variando de
30% a 40%.
O tratamento primário consiste também em digestores para
tratamento do lodo removido e desidratação do lodo.
Os tanques sépticos são um tratamento primário.
1.20 Tratamento secundário
É tratamento biológico e remoção dos poluentes biodegradáveis.
Remove matéria orgânica dissolvida e em suspensão. A DBO é
removida quase totalmente. Dependendo do sistema adotado, as eficiências
de remoção são altas. Os processos de tratamento secundário, conforme
Nunes, 1996 são:
¾ Processo de lodos ativados
¾ Lagoas de estabilização
¾ Sistemas anaeróbicos com alta eficiência
¾ Lagoas aeradas
¾ Filtros biológicos
¾ Precipitação química com alta eficiência
É a fase do tratamento biológico. Há introdução de ar e se acelera o
crescimento de bactérias e outros organismos para consumir o restante da
matéria orgânica. Após o tratamento secundário, cerca de até 98% do DBO foi
removida. Depois pode ser usado desinfecção com cloro ou ultravioleta.
1.21 Tratamento terciário e avançado
O tratamento terciário consiste basicamente na remoção de poluentes
específicos como nitrogênio, fósforo, cor, odor:
1. Coagulação química e sedimentação
2. Filtros de areia
3. Adsorção em carvão ativado
4. Osmose reversa
5. Eletrodiálise
6. Troca iônica
7. Filtros de areia
8. Tratamento com ozônio
9. Remoção de organismos patogênicos
10. Reator com membranas
O tratamento terciário vai remover o que restou dos sólidos em
suspensão, da matérias orgânica, do nitrogênio, do fósforo, metais pesados e
bactérias.
1-15
Capítulo 1
É usado quando o tratamento secundário não consegue remover
nitrogênio, fósforo, etc. Comumente faz-se coagulação e sedimentação
seguido de desinfecção.
Geralmente é usado quando pode haver contato das águas de reúso
com o seres humanos.
1.22 Tecnologias de filtração em membranas
Conforme as Nações Unidas, 2007 com as membranas de filtração
podemos obter uma alta qualidade da água de esgoto ou das águas do mar.
As membranas possuem porosidade entre 0,035μm e 0,4μm estando
entre microfiltração e e ultrafiltração.
Figura 1.4- Esquema simplificado de um MBR
Fonte: TSG- making every drop count, dezembro 2005
Figura 1.5- Mostra as membranas com fibras ocas a esquerda e
membranas planas a direita.
1-16
Reúso de água
Existem dois processos básicos no mundo: o de fibras ocas usado pela
firma Zenon e membranas planas usado pela Kubota. Ambos são bons, mas
existem algumas particularidades, pois a Zenon usa fibras ocas e a Kubota
membranas planas. A firma Zenon tem poro de 0,1μm (porosidade efetiva de
0,035μm e a firma Kubota tem poros de 0,4μm (0,1μm de porosidade efetiva);
Na Zenon temos pulsação automática e a Kubota não. Na Zenon a pulsação
faz o fluxo inverter todo 10min a 15mim para evitar entupimentos. A Kubota
não tem fluxo invertido e mecanismo é mais fácil.
Figura 1.6- Esquemas básicos do uso do MBR. Acima é o esquema
da firma Zenon (Canadense) e abaixo da firma Kubota (japonesa).
1-17
Capítulo 1
Figura 1.7- Reatores de Membrana da Kubota(acima) e da Zenon( aba
ixo).
1-18
Reúso de água
Na Europa o uso do Reator de Membrana (MBR) começou em 1999
sendo que as instalações existentes variam de 25 L/s a 210 L/s. Nos Estados
Unidos praticamente o primeiro processo de Reator de Membranas foi feito
em 1975 na Califórnia no Condado de Orange com uma instalação de 219 L/s
usando membranas de acetato de celulose. Com o passar dos anos as
membranas de acetato de celulose foram substituídas por membranas de
poliamidas. As membranas de fibras ocas começaram a ser feitas nos anos
1980 e foram testadas em 1992 no Condado de Orange com sucesso.
Nos Estados Unidos as instalações de MBR varia de 41L/s a 440 L/s. O
MBR não só elimina a necessidade do clarificador secundário numa estação
de tratamento por lodo ativado, como produz um efluente de alta qualidade,
chegando-se a um verdadeiro State of Art dos MBR.
As aplicações de reuso por MBR tem sido em descargas de bacias
sanitárias, indústrias têxteis, uso não potável, etc.
As membrans são um processo em que a separação das partículas é por
meio determinada pressão em uma dada concentração conforme Figura (1.8).
Os processos de filtração em membranas podem ser classificados de
acordo com a remoção das partículas conforme Figura (1.9):
1. Microfiltraçao (MF): a membrana tem poros que variam de 0,1μm a
1μm de diâmetro. Pode remover partículas como bactérias, cistos e
oocistos.
2. Ultrafiltração (UF): neste caso as membranas variam de 0,01 a 0,1
μm e pode remover partículas e moléculas grandes, incluso bactérias
e virus.
3. Osmose Reversa (RO): neste caso as membranas podem rejeitar
até pequenos solutos iônicos tais como sais como o que estão livres
na água mineral.
4. Nanofiltraçao (NF): neste caso as membranas são similares ao RO
e a taxa de rejeição é baixa.
1-19
Capítulo 1
Figura 1.8-Membranas de osmose reversa
Fonte: Naçoes Unidas, 2007
Figura 1.9- Processos de filtraçao em membranas e os materiais que
podem dser retidos.
Fonte: Nações Unidas, 2007
A Alemanha e Austrália usam o tratamento de lodos ativados com
membranas que se chama (MBR-membrane bioreactors) para reúso de
esgotos.
As pressoes aumentam na seguinte ordem:
MF<UF<NF<RO
1-20
Reúso de água
Na Tabela (1.7) estao as caracteristicas de varios tipos de
membranas. Por exemplo, uma membrana UF a pressao varia de 0,7atm a
2,0 atm ou seja, 7mca a 20mca. O diametro do poro chega até 0,1μm. O
material pode ser polisulfona e usa-se fibras ocas e o fluxo é de 26 L/m2 x h a
44 L/m2xh.
Tabela 1.7-Caracterisitcas importantes de membranas para aplicaçoes municipais.
Caracterisiticas MF
UF
MBR
NF
RO
suibmersa
Pressao (atm)
0,32 a 1,4
0,7 a 2,0
-0,7 a -0,3
4,8 a 8,2
8,5 a 20,4
-4
Diametro
0,1 a 0,2
0,01 a 0,1
0,0035
a 0,001 a 0,01
1 xc 10 a 1
-3
poro(μm)
0,40
x 10
Material
Polipropileno.
Polipropileno
Polietileno,
Acetato
de Acetato
de
Polisulfona,
Polisulfona,
PVDF
celulosed,
celulose
e
Polivinillidene
PVDF
poliamida
poliamida
Fluiride
aromatica
aromatica
(PVDF)
Fluxo
(L/m2 x h)
Modelo
de
configuralãp
35 a 52
26 a 44
Fibra oca
Fibra
espiral
Operaçao
Entrada/Saida
Dentro para
fora
Fluxo
transversal
Fim de linha
Osmonics,
Dow,
Pall,
Koch, USfilter
ntrada/Saida
Dentro para
fora
Fluxo
transversal
Fim de linha
Dow,
Hydranautics.
Koch, Norit,
Pall e Zenon
Firmas
fornecedors
oca,
10 a 35
17 a 21
17 a 21
Fibra
oca,
membrana
plana
ntrada/Saida
Fluxo
transversal
hibrido
Fim de linha
Espiral
Espiral
Entrada
e
saida
Fluxo
transversal
Entrada
e
saida
Fluxo
transversa
Zenon,
Kubota,
Mitsubishi,
USfilter,
Hubedr and
SegherKeppel
Dow, Filme
Tec,
Hydranautics,
Tripsep,
Osmonics,
Toyobo
Dow, Filme
Tec,
Hydranautics,
Tripsep,
Osmonics,
Koch, Trisep,
Toray
Fonte: Werf
Facilmente se consegue que o efluente tenha turbidez <0,2 uT e que
a remoção de virus seja de 4log (99,99%) dependendo do diâmetro nominal
dos poros da membrana. Estas membranas seguramente removem os
patogênicos como Cryptosporidium e Giardia.
Foram usados em tratamento de esgotos até 50 L/s a 116 L/s;
As membranas são usadas no tratamento de lodos ativados em lugar
dos clarificadores secundários.É um processo de tratamento terciário.
Deverão ser estudados os custos de manutenção e operação para o
bom funcionamento do sistema de tratamento de membranas devendo
observar os seguintes parâmetros operacionais (Tsutiya, 2001 et al).
¾ Pressao de operação das membranas
¾ Perda de carga nos módulos
1-21
Capítulo 1
¾
¾
Fluxo do permeado e de concentrado
Condutividade elétrica do permeado
As Figuras (1.10) a (1.12) mostram os modulos do chamado sistema
MBR (reator em membranas). Temos a apresentaçao de um modulo, a
superposiçao de outro modulo e a composiçao com três módulos.
A Figura (1.13) e (1.14) mostra o corte longitudinal e transversal de
um sistema de lodo ativado com membranas, conhecido como MBR (reator
com membranas).
Trata-se de ultrafiltraçao com diametros de poros menor que 0,1μm.
Para uma simples residencia a membrana terá área de 6,25m2 pode
tratar em média 0,17m3/h e no maximo 2,73 m3/dia para as horas de pico.
Normalmente as membranas podem tratar até 98,28 m3/dia (1,14 L/s)
com area de 225m2, sendo que acima de 3000m2 de membranas são
introduzidos discos rotativos.
A manutenção das membranas é feita somente uma vez por ano,
onde faz-se uma limpeza com jato de ar das membranas e se retira o lodo
acumulado, que deverá ser seco e encaminhado a um aterro sanitario.
Durante a operação é introduzido sulfato férrico para diminuir a
quantidade de nitrogênio nos esgotos.
Pode ser feito em concreto ou material plástico.
A qualidade do efluente de esgotos usando reatores de membrana
conforme Nocachhis et al conforme Tsutyia,2001conforme Tabela (1.8).
Tabela 1.8- Qualidade dos efluentes de reatores de membranas
Parâmetro
Valor
Remoção
em %
DBO
< 2mg/L
> 99%
TSS
Abaixo do limite de detecção
>99%
TKN
< 2mg/L
> 96%
NH3
<0,3mg/L
>97%
PT
<0,1mg/L
>96%
Turbidez (uT)
< 1 uT
>99%
Coliformes totais
100%
Coliformes fecais
100%
Virus
Redução acima de 4log e na maioria dos
>99%
casos abaixo do limite de detecção
Fonte: Novachis et al, 1998 in Tsutiya, 2001.
A pressão de bombeamento é baixo, ou seja, somente 2mca que
significa baixo custo de energia elétrica na bomba.
As membranas de ultrafiltração são de material plástico denominado
polisulfona (PSO). Existem outros materiais como: acetato de celuluse,
polietersulfona, polipropileno, poliamida, poliacrilamida e outros
1-22
Reúso de água
Custo ????
Nao nos interessa os grandes tratamento de esgotos com o uso de
membranas como os reatores tradicionais produzidos pela Zenon e pels
Kubota.
O interesse que temos é para pequenas estaçoes de tratamento para
uma casa ou centenas de casas usando reatores de membranas submersos
novos.
O representante das membranas fabricadas na Alemanha (Martin
System do Brasil é a firma Geasanevita- engenharia e meio ambiente.
http://www.geasanevita.com.br localizada na av. Faria Lima, 2894 11ºandar
conjunto 113 São Paulo Telefone 3071-1680.
t
de
Figura 1.10- Um módulo do MBR (reator em membranas) fornecido pela firma
alemã SiClaro
Fonte:http://www.martin-systems.de/en/produkte/downloads/Membran/siClaroMembranfilter.pdf
1-23
Capítulo 1
Figura 1.11- Dois modulos do MBR (reator em membranas) fornecido pela firma
alemã SiClaro
1-24
Reúso de água
Figura 1.12- Três módulos do MBR (reator em membranas) fornecido pela firma
alemã SiClaro
1-25
Capítulo 1
Figura 1.13- Corte longitudinal de um sistema de lodo ativado com as
membranas da siClaro
1-26
Reúso de água
Figura 1.14- Corte transversal de um sistema de lodo ativado com as membranas
da siClaro
Em instalações acima de 139 L/s é importante o uso de peneiras e
tratamento primario antes do tratamento propriamente dito.
Em plantas abaixo de 22 L/s o peneiramente é limpo automaticamente.
Salientamos a importância da desifecção com cloro do efluente devido
a facilidade de monitoramento.
O lodo estabilizado deve ser compactado antes de ir para o aterro
sanitário existindo equipamentos para isto.
1.23 Riscos a saúde pública
Um dos grandes perigos do reúso para a saúde pública é quando não
se faz o tratamento e a desinfeção, podendo ocasionar doenças como: colera,
febre tifoide, disenteria, helmintos.
Infelizmente alguns paises no mundo usam os esgotos sem
tratamento na agricultura.
Alguns dos patógenos que se podem encontrar num esgoto bruto são
os seguintes:
1-27
Capítulo 1
Tabela 1.9- Exemplos de patógenos associados a esgotos municipais
Protozoario
Giardia lamblia, Crysptosporidium sp
Helmintos
Ascaris, Toxocara, Taenia, ancylostoma
Virus
Hepatite A, Rotavirus, Enteroviroses
Doenças causadas Salmonella sp, Vibrio cholerae, Legionellacease
por bacterias
Fonte: Nações Unidas, 2007
Desinfecção
O objetivo da desinfecção é matar ou inativar os microorganismos
patogênicos, vírus e parasitas da água de esgotos tratadas. Comumente a
desinfecção se utiliza de fortes oxidantes como o cloro, ozônio, bromo, mas
todos eles na deixam inativo os ovos de helmintos, conforme Nações Unidas,
2007.
Cloro: é o mais usado desinfetante, mas a presença de sólidos em
suspensão, materiais orgânica ou amônia na água causam problemas para a
sua eficiência. Os sólidos em suspensos agem como um escudo para os
microorganismos que se protegem do cloro.
O cloro pode ter alguns efeitos negativos em certas irrigações de
determinadas culturas e em ambiente aquático. A retirada do cloro, ou seja, a
decloração é um processo muito caro para ser usado no reúso.
Ultravioleta: a radiação UV inativa o microorganismo para reprodução e não
cria subproduto.
Ozônio: é um ótimo desinfetante, mas é caro. Devemos ter um tempo correto
de contato e uma concentração adequada de ozônio.
Deve ser estudado para cada caso qual a melhor solução.
Ovos de Helmintos: os ovos de helmintos possuem diâmetro que varia entre
20 μm a 80μm, densidade relativa entre 1,06 a 1,15 e altamente pegajoso.
Somente podem ser inativos com temperaturas acima de 40ºC.
Os processos de coagulação, sedimentação, floculação removem os
ovos de helmintos.
1-28
Reúso de água
1.24 Rede dual
Na cidade de São Petersburgo, na Flórida, existem duas redes: água
potável e água não potável, conforme Figuras (1.15) e (1.16).
Figura 1.15 - Sistema de rede dual na Flórida
Figura 1.16 - Sistema de rede dual
A água não potável provém do tratamento de esgotos sanitários e se
destina somente a rega de jardins públicos e gramados privados. Funciona
desde 1977.
O sistema dual diariamente supre mais de 75.600m3/dia (875 L/s).
Na Califórnia 63% do volume de águas de esgotos tratadas são
usadas na agricultura.
Na Tabela (1.8) estão os volumes de esgotos tratados e usados na
agricultura nos estados da Califórnia e Flórida.
Tabela 1.10 - Volume de esgotos aproveitado na agricultura
Estados
Volume anual de esgotos tratados que vão para a
agricultura
Califórnia
6,6m3/s
Flórida
3,9m3/s
Quando há tratamento e desinfecção do águas cinzas, pode ser feita
irrigação com o mesmo.
1-29
Capítulo 1
1.25 Guia para reúso da água da USEPA
A USEPA apresenta nas Tabelas (1.9) e (1.10) com orientações para
as várias modalidades de reúso.
Por exemplo, para reúso urbano necessitamos de tratamento
secundário, filtração e desinfecção. Os parâmetros como pH, DBO, uT, cloro e
coliformes fecais devem ser monitorados com espaçamentos variados.
Tabela 1.9 - Orientações para reúso da água da USEPA
Tipo de reúso
Tratamento
Parâmetros
Monitoramento
pH de 6 a 9
Mensal
Secundário
DBO ≤ 10mg/L
Semanal
Reúso Urbano
Jardins, lavagens de Filtração
≤ 2 uT
Continuadamente
veículos
Descarga em bacias
sanitárias
Área de acesso
restrito para
irrigação
Desinfecção
Secundário
Desinfecção
Locais onde o público
é proibido
Coliformes fecais
não detectáveis
Cloro residual
mínimo de 1mg/L
Diariamente
Continuadamente
pH de 6 a 9
Semanal
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro residual
mínimo de 1mg/L
Diário
Diário
Continuadamente
Fonte: adaptado da USEPA
Tabela 1.10- continuação- Orientações para reúso da água da USEPA
Tipo de reúso
Tratamento
Parâmetros
Monitoramento
pH de 6 a 9
Semanalmente
Secundário
DBO ≤ 10mg/L
Semanal
Recreacional
(contato acidental
Filtração
≤ 2 uT
Continuadamente
parcial ou total na
pesca ou
velejamento)
Desinfecção
Paisagismo
Secundário
Coliformes fecais
não detectáveis
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
DBO ≤ 30mg/L
1-30
Diariamente
Continuadamente
Semanal.
Reúso de água
Desinfecção
(locais onde o público
tem contato)
Uso na
construção civil
Secundário
Desinfecção
(compactação
de
solo, lavagem de
agregados, execução
de concreto)
Uso Industrial
Secundário
Desinfecção
(once through
cooling)
Uso Industrial
Secundário
Desinfecção
Coagulação
química e
filtração
(recirculationg cooling
towers)
Uso ambiental
(uso em wetlands,
Secundário
Desinfecção
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diário
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diário
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro residual
mínimo de 1mg/L
pH de 6 a 9
Diário
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
pH de 6 a 9
Diário
semanal
DBO ≤ 30mg/L
≤ 30mg/L TSS
≤ 200 Coliformes
Semanal.
Diário
Diário
1-31
Continuadamente
Continuadamente
Continuadamente
Diário
Capítulo 1
alagados, várzeas e
despejos em
córregos
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Continuadamente
1.26 Estado de New Jersey
O Estado de New Jersey, 2005 recomenda se utilizar do esgoto
sanitário tratado somente a partir da vazão de > 4,4 L/s (380m3/dia)
Recomenda ainda que se o reúso for usado em áreas públicas Tipo I,
isto é, aquelas em que o público pode ter contato com a água, deve seguir o
seguinte:
¾ Desinfecção com 1,0mg/l de cloro com tempo de contato mínimo de
>15mim;
¾ Se usar desinfeçcão coml Ultravioileta a dosagem mínima deve ser de
100 mJ/cm2 e neste caso uT<2;
¾ Pode também ser usado ozônio;
¾ Os coliformes fecais < 14 /100mL
¾ O sólido total em suspensão TSS < 5mg/L
¾ O nitrogênio total (NO3 + NH3) ≤ 10mg/L
¾ Não pode ser irrigado mais de ≤ 50mm/semana.
1.27 Estado da Geórgia
O Estado da Geórgia recomenda que o uso das águas de esgotos
tratadas (reúso) deve obedecer no mínimo:
¾ Turbidez ≤ 3 uT
¾ DBO5 ≤ 5 mg/L
¾ TSS ≤ 5mg/L
¾ Coliformes fecais ≤ 23/100mL
¾ pH entre 6 a 9
¾ O desinfetante deve ser detectável em qualquer ponto.
1.28Estado da Flórida
Em lugares onde será usada a água de reúso para descargas em vasos
sanitários, se recomenda que;
¾ Aplicado a hotéis, motéis, prédios de apartamentos e locais onde o
usuário não tem acesso ao sistema predial de instalações para
reparos e modificações.
¾ Não pode ser usado em residências onde o usuário pode ter
interferência nas instalações prediais.
¾ A água de reúso deverá ter cor azul.
¾ As tubulações deverão ter cor vermelha.
1-32
Reúso de água
1.29 Estado do Texas
A água de reúso para descarga em bacias sanitárias deve ter segundo
NRRI 97-15 do Estado do Texas:
¾ BDO5 ≤ 5 mg/L
¾ Cor azul da água
¾ Análise uma vez por semana
¾ Caso a água fique armazenada mais de 24h deverá ser desinfetada.
Para irrigação de gramado, isto é, paisagismo é exigido:
¾ BDO5 ≤ 10 mg/L
¾ Turbidez ≤ 3uT
¾ Análise uma vez por mês
¾ Caso a água fique armazenada mais de 24h deverá ser desinfetada.
No Estado do Texas é proibida a irrigação com água de esgotos bruta,
isto é, sem tratamento. É necessário autorização dos órgãos de saúde
quando o águas cinzas tem vazão maior ou igual 0,2 L/s (17m3/dia)
1.30 Uso da água de reúso
A água de reúso pode ser usada em;
¾ Fontes decorativas
¾ Lagos para enfeite
¾ Incêndio
¾ Lavagem de ruas
1.31 Padrões de qualidade da água para Reúso
Não existe legislação brasileira quanto ao reúso, entretanto o
Sinduscon- São Paulo, 2005 definiu 4 classes de água para reúso.
Água de Reúso Classe 1
São para águas tratadas, destinadas a edifícios em descargas de bacias
sanitárias, lavagem de pisos, chafarizes, espelhos de água, lavagem de
roupas, lavagem de veículos, etc conforme Tabela (1.12).
1-33
Capítulo 1
Tabela 1.11- Água de reúso classe 1
São para águas tratadas destinadas a construção de edifícios como
lavagem de agregados, preparação de concreto, compactação de solo,
controle de poeira, conforme Tabela (1.12).
Tabela 1.12 - Água de reúso classe 2
1-34
Reúso de água
São para águas tratadas destinadas a irrigação de áreas verdes e rega de
jardins, conforme Tabela (1.13).
São para águas tratadas destinadas a resfriamento de equipamentos de
ar condicionado e com água a ser usada em torres de resfriamento com
recirculação e sem recirculação, conforme Tabela (1.15).
1-35
Capítulo 1
1.32 Normas da ABNT
Existe uma norma da ABNT, norma NB-570 de março de 1990, que trata
sobre o Projeto de Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários, porém
desconhecemos normas para estações de tratamento físico-químico de
efluentes industriais.
1.33 Custos
O custo de água de reúso para março de 2005 segundo Hespanhol e
Mierzwa, 2005 é R$ 1,80/m3.
Os custos das estações de tratamento de esgotos estão na Tabela
(1.15).
Tabela 1.15 - Custos de Estações de Tratamento em dólares americanos
por habitante.
Estação de Tratamento de Esgotos
Custo
(US$ /habitante)
Lodo ativado
68
Lagoa de estabilização
29
Reatores UASB com pós-tratamento
23
1US$= R$ 2,20 setembro de 2006
1-36
Reúso de água
Segundo Asano, 2001 os custos variam numa faixa muito grande. Por
exemplo, na Califórnia o custo da água de reúso provindo dos esgotos
sanitários é de US$ 0,50/m3 que é muito grande para ser usado na
agricultura, mas entretanto pode ser usado em rega de gramados e campos
de golfe e praças publicas.
Há uma idéia errada de que a água de reúso é sempre mais barata
que a água potável.
A Califórnia usa para amortização de capital o prazo de 20anos.
Na cidade de Fukuoka no Japão sempre citada nestes assuntos de
reuso o custo da água de reuso é de US$ 2,00/m3 enquanto que a água
potável é US$ 1,9/m3. O custo para o consumidor na mesma cidade é US$
3,0/m3 para a água de reuso e US$ 3,7/m3 para a água potável.No Japão é
usado
20anos
como
tempo
de
amortização
de
capital.
1-37
Capítulo 1
1.34 Bibliografia e livros consultados.
-ABNT NB- 570/1990 - Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário.
11páginas.
-ABNT NBR 5626/1998 - Instalações prediais de água fria, 41páginas.
-BORROWS, JOHN. Water Reuse: considerations for commissions. The
National Regulatory Research Institute. Ohio, june, 1997, acessado em 15 de
junho de 2006.
-ASANO, TAKASHI. Water from (wastewater- the dependable water resource).
Lido em Stockholm Water Prize Laureate Lecture em 2001, Sweden.
Professor do Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Davis na
Califórnia.
-CIEAU: http://www.cieau.com/ . Página francesa de informação com dados
sobre consumo de água.
-ESTADO DA CALIFORNIA. California Code of Regulation (CCR) chapter 62610 Title 22, 1978 e 2004. Reuse of Reclaimed water and land applications.
-ESTADO DA GEORGIA. Guidelines for Water Reclamation and Urban Water
Reuse. 20 de fevereiro de 2002.
-ESTADO DE NEW JERSEY. Reclaimed Water for beneficial Reuse- A
NJDEP Techical Manual. Janeiro de 2005.
-FETTER, C.W. Applied Hydrologeology. 3a ed. Prentice Hall, 1994, ISBN 002-336490-4, 691páginas.
-JORDÃO, EDUARDO PACHECO e PESSÔA, CONSTANTINO ARRUDA.
Tratamento de Esgotos Sanitários. 4ª ed. 2005, 906páginas.
-MANCUSO, PEDRO CAETANO SANCHES et al. Reúso de água. USP,
2003, 579páginas, ISBN 85-204-1450-8.
-MIERZWA, JOSE CARLOS e HESPANHOL, IVANILDO. Água na indústriauso racional e reúso. ISBN 85-86238-41-4 Oficina de Textos, 143páginas.
-MIERZWA, JOSÉ CARLOS. O uso racional e o reúso como ferramentas para
o gerenciamento de águas e efluentes na indústria. São Paulo, EPUSP, 2002,
Tese de Doutoramento, 399páginas.
-NATIONAL REGULATORY RESERCH INSTITUTE (NRRI). Water Reuse.considerations for commissions, junho de 1997, Ohio University.- Johhn D.,
Borrows e Todd Simpson. NRRI 97-15, 127páginas.
-NUNES, JOSÉ ALVES. Tratamento físico-químico de águas residuárias
Industriais. 1996, 277páginas.
-SINDUSCON-SP. Conservação e Reúso da água em edificações. São Paulo,
2005, 151páginas.
-TSUTIYA, MILTON TOMOYAUKI e SCHNEIDER, RENÉ PETER.
Membranas filtrantes; para o tratamento de agua, esgoto e água de reúso.
ABES, 200’1, 234p.
-TOMAZ, PLÍNIO. Conservação da água. Editora Parma, Guarulhos, 1999,
294 p.
1-38
Reúso de água
-TOMAZ, PLÍNIO. Economia de água. São Paulo, Navegar, 2001, 112p. ISBN
85-87678-09-4.
-TOMAZ, PLÍNIO. Previsão de consumo de água. São Paulo, Navegar, 2000,
250 p. ISBN: 85-87678-02-07.
-UNEP (UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAME). Water and
wastewater reuse- a environmentally sound approach for sustainable urban
water management. In Colaboration with Japan, 2007.
-USEPA (U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY). Guidelines for
Water Reuse. EPA/625/R-04/108 setembro de 2004 acessado em 15 de
junho de 2006 http://www.epa.gov/
-VICKERS, AMY. Handbook of Water use and conservation. Waterflowpress,
2001,446paginas, ISBN 1-931579-07-5
www.nrri.ohio-state.edu
-YAMAGATA, HIROKI E OGOSHI, MASASHI. On-site insight into reuse in
Japan. Jornal Water21. IWA (International Water Associtation)
1-39
Tanque Séptico
Capítulo 2
Tanque séptico
A interligação complexa dos sistemas de água doce exige que o manejo
hídrico seja holístico.
Agenda 21.
Córrego restaurado em Dusseldort, Alemanha
2-1
Capítulo 2
SUMÁRIO
Ordem Assunto
Página
Capítulo 2 - Tanque séptico
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
Introdução
Normas brasileiras
Sistemas de tanques sépticos
Caixa de gordura
Tanque séptico
Septo difusor
Efluente do sistema de Tanque séptico + septos difusores
Remoção do lodo
Custo
Reúso
Estudo de caso
Adsorção em carvão ativado
2-2
Tanque Séptico
CapÍtulo 2- Tanque séptico
2.1. Introdução
Os tanques sépticos eram antigamente chamado de fossas sépticas.
O tanque séptico pode atender uma residência ou até 300 unidades
(1500pessoas). É muito usado na França e no Japão, pois conseguem de
uma maneira bem econômica e baixíssima manutenção, redução de DB0 de
96%.
A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) varia de >200mg/L a
>750mg/L sendo a média de 350 mg/L.
O chamado sistema tanque séptico tem um tratamento
complementar e adotamos o tratamento aeróbio com septo difusores devido
ao baixo custo de implantação, manutenção e operação.
Devido a isto, a escolha que fizemos foi sobre sistema de tanque
séptico existente no Brasil, onde o tanque séptico faz a redução anaeróbica e
os septos difusores (tecnologia francesa) a redução aeróbica.
Devido a altíssima redução de DBO o efluente dos Tanques Sépticos
podem ser usados como água de reúso.
2.1 Normas brasileiras
As normas brasileiras da ABNT sobre Tanque sépticos são duas:
¾ NBR 7229/93 sobre Projeto, Construção e operação de sistemas de
tanques sépticos.
¾ NBR 13969/97 sobre Tanques sépticos-unidades de tratamento
complementar e disposição de efluentes líquidos. Construção e
Operação.
Tivemos a oportunidade de conversamos com o industrial e pesquisador
francês sr. François Neveux que fabrica 25% dos tanques sépticos na França.
Na França não se separa o graywater (água cinza) do blackwater (esgoto
sanitário), sendo o todo o tratamento feito junto. Informou ainda que para o
dimensionamento da caixa de gordura seguem as normas alemãs da DIN.
2.3 Sistemas de tanques sépticos
Os sistemas de tanques sépticos são basicamente o seguinte:
¾ Caixa de gordura que deve ser bem maior que a das normas
brasileiras.
¾ Tanque séptico propriamente dito, que é um tratamento primário
anaeróbico que atinge a redução de DBO de 60%.
¾ Septo difusor que é tratamento secundário aeróbico que juntamente
com o tratamento primário atinge redução de DBO de 96%.
2-3
Capítulo 2
2.4 Caixa de gordura
O dimensionamento correto da caixa de gordura é muito importante
para o bom funcionamento do sistema de tanque sépticos, conforme Figura
(2.1) motivo pelo qual vamos nos dedicar um pouco mais visto haver pouca
literatura brasileira sobre o assunto.
Figura 2.1 – Caixa de gordura
Fonte: Jordão et al, 2005
As caixas de gorduras devem obedecer a quatro critérios básicos para
o seu perfeito funcionamento.
1. Tempo de detenção: deverá haver um tempo de detenção
suficiente para que as gorduras e o óleo sejam emulsionadas,
separadas e que flutuam na superfície da caixa de gordura.
2-4
Tanque Séptico
2. Temperatura: a caixa de gordura deve permitir que os
esgotos
tenham
a
sua
temperatura
aumentada
suficientemente para emulsionar a gordura e separá-las.
3. Turbulência: a turbulência deverá ser evitada, pois poderá
atrapalhar a subida da gordura.
4. Volume da caixa: deve ser adequado para permitir o
armazenamento da gordura durante os intervalos de limpeza.
Os óleos e graxas, segundo Jordão, 2005 estão presentes nos
esgotos de 30mg/L a 70mg/L conforme já constatado em quatro estações de
tratamento de esgotos sanitários. Em projetos de hospitais, restaurantes e
cozinhas industriais é normalmente adotado 100mg/L de óleo e gorduras
sendo este a base do dimensionamento das caixas de gordura pela EPA.
Algumas cidades americanas admitem limites de óleo e gorduras que
variam de 150mg/L a 300mg/L, sendo a média de 200mg/L.
O óleo pode-se apresentar da seguinte maneira:
• Óleo livre: que está presente nas águas pluviais em glóbulos
maiores que 20μm. Eles são separados devido a sua baixa
gravidade específica e eles flutuam.
• Óleos emulsionados mecanicamente: estão dispersos na
água de uma maneira estável. O óleo é misturado a água
através de uma emulsão mecânica, como um bombeamento,
a existência de uma válvula globo ou uma outra restrição do
escoamento. Em geral os glóbulos são da ordem de 5μm a
20μm.
• Óleo emulsionado quimicamente: as emulsões deste tipo são
geralmente feitas intencionalmente e formam detergentes,
fluidos alcalinos e outros reagentes. Usualmente possuem
glóbulos menores que 5μm.
• Óleo dissolvido: é o óleo solubilizado em um líquido que é um
solvente e pode ser detectado usando análises químicas, por
exemplo. O separador óleo/água não remove óleo dissolvido.
• Óleo aderente a sólidos: é aquele óleo que adere às
superfícies de materiais particulados.
Existem caixas de retenção de óleos e graxas do tipo API- American
Petroleum Institute, conforme Figura (2.2).
2-5
Capítulo 2
Figura 2.2 - Caixa de retenção de óleos e sedimentos conforme API com
profundidade mínima de água de 0,90m e máxima de 2,40m.
Fonte: City of Eugene, 2001
Uma caixa de dimensões muito pequena acarretará a perda de todo o
sistema, sendo que a ABNT deverá alterar as normas vigentes.
As caixas de gorduras da firma Rotogine são feitas em polietileno e
possuem volume de 100 litros a 8.000 litros, conforme Figura (2.3).
2-6
Tanque Séptico
Caixa de gordura
100 litros a 500 litros
Gordura flutuante
Água limpa
Resíduos pesados + gordura digerida
[email protected]
Figura 2.3 - Caixa de gordura
Fonte: http://www.rotogine.com.br/
A caixa de gordura da Figura (2.4) é o modelo recomendado pelo
Estado da Carolina do Norte, 2002.
Figura 2.4 - Caixa de retenção de gordura
Fonte: Estado da Carolina do Norte, 2002.
Método da velocidade de ascensão (por área de superfície)
Nunes,1996 apresenta uma outra maneira para se dimensionar uma
caixa de gordura através da equação:
Área (m2)= vazão (m3/h) x 1,5/ velocidade mínima de ascensão (m/h).
Sendo a velocidade de ascensão das partículas menores de 4mm/s,
ou seja, 14,4 m/h.
2-7
Capítulo 2
Para partículas com diâmetro de 150μm a velocidade de ascensão é
de 3,6m/he para partículas com diâmetro de 60μm a velocidade de ascensão
será 0,6m/h.
Exemplo 2.1
Supondo velocidade mínima de ascensão de 3,6m/h para indústria com 300
empregados.
Quota per capita: 70 litros/dia x empregado e funcionamento de 8h/dia.
Vazão = 70x 300 = 21.000 litros/dia= 21.0000/ 8h= 2.625 litros/h= 2,625m3/h
Vazão de pico= 2,625m3/h x 1,50= 3,49m3/h
Área (m2)= vazão (m3/h) x 1,5 / velocidade mínima de ascensão (m/h)
Área (m2)= 3,49m3/h / 0,6m/h= 5,8 m2
Adotando tempo de retençao de 30min teremos:
Volume= 2,625m3/h x (30min / 60s)= 1,31m3
Adotando:
L= comprimento (m)
B= largura (m)
Supondo: L= 1,5 B
A= L x B
A= 1,5 B2
A= área (m2)= 5,8m2
5,8= 1,5 B2
B= 1,97m
L= 1,5 x B= 1,5 x 1,97= 2,96m
Altura da caixa
V= L x B x H
1,31m3 = 2,96 x 1,97 x H
H= 0,22m
Adota H= 1,00m
Método do tempo de detenção
Metcal&Eddy, 1991 recomenda que a caixa de gordura coletiva para
que a flotação das gorduras seja efetiva deve deter o efluente no mínimo em
30 (trinta) minutos. Muitas vezes no critério de detenção é usado de 20min a
25min para detenção.
Nunes, 1996 recomenda tempo de detenção de 3min a 5min quando
a temperatura for abaixo de 25ºC e, quando acima, adota-se até 30min de
detenção.
Exemplo 2.2
Considerando a vazão de 2,625m3/h calcular o volume referente a detenção
de 30min, segundo Metcal&Eddy, 1991.
Volume= (30min/60) x 2625litros/h= 1313 litros
2-8
Tanque Séptico
A gordura não deverá ocupar mais de 75% do volume da caixa e
deverá rotineiramente ser retirada para ser enterrada ou usada na indústria de
sabão.
As gorduras residenciais, segundo Jordão et al, 2005, não são muito
puras e não podem ser aproveitadas.
Caso não seja retirada a gordura das caixas, ela será arrastada com o
efluente, causando problemas no tratamento.
Método da EPA1 para restaurantes
Este método é baseado empiricamente no valor limite de óleos e
gorduras de 100mg/L, conforme Estado da Carolina do Norte, 2002.
Consumo por refeição: 20 litros
Fator de armazenamento
mínimo= 1,7
máximo=2,5
Fator de carga mínimo=0,5 máximo= 1,25 médio= 1,0 baixo= 0,80
Volume mínimo da caixa de gordura= 3.000 litros
V= (número de assentos) x 20litros/refeição x (Fator de armazenamento) x 1/2
do número de horas aberto) x (fator de carga)
Exemplo 2.3
Dimensionar a caixa de gordura para restaurante com 50 assentos,
trabalhando 8 horas/dia com 20litros por refeição, usando fator de
armazenamento igual 2,0 e fator de carga igual a 1,0.
V= (número de assentos) x 20litros/refeição x (Fator de armazenamento) x 1/2
do número de horas aberto) x (fator de carga)
V= (50 assentos) x 20litros/refeição x (2,0) x 1/2 de 8 horas aberto) x (1,0)
V= 8.000litros
Método da EPA1 para hospitais
Volume mínimo= 3.000litros
Fator de armazenamento mínimo=1,7 máximo= 2,5
Consumo por refeição= 18litros/refeição
Fator de carga
Máquina de lavar prato= 1,25
Sem máquina de lavar prato= 0,75
Exemplo 2.4
Dimensionar a caixa de gordura de um hospital com 100 pacientes e 10
pessoas para atendimento.
V= (número de refeições servidas no dia) x (consumo/refeição) x (fator
de armazenamento) x (fator de carga)
Refeições= 100 x 3 + 10 x 3 = 330 refeições
V= 330 x 18 x 1,25 x 2,0 = 14.850 litros
2-9
Capítulo 2
2.5 Tanque séptico
Nas Figuras (2.5) a (2.7) podemos ver um tanque séptico feito em
polietileno, sendo que o volume varia de 1.000litros até 8.000 litros.
2-10
Tanque Séptico
Figura 2.5 - Esquema de tanque séptico prismático retangular de
câmara única.
Fonte: Jordão et al, 2005.
O volume do tanque séptico deve ser obtido pela equação:
V= 1000 + N (C x T + K x Lf)
Sendo:
V= volume do tanque séptico (litros)
N= número de pessoas
C= contribuição de despejo por pessoa, geralmente 50 litros/dia
T= período de detenção= 1 dia
K= fator de limpeza para 5 anos= 225
Lf= contribuição do lodo fresco= 0,20 litros/pessoa
2-11
Capítulo 2
Fossa séptica (tanque séptico) de
polietileno (1000L a 8000L)
[email protected]
Figura 2.6 - Tanque séptico de polietileno de 1.000 litros a 8.000 litros
Fonte:http://www.rotogine.com.br/
Corte do tanque séptico
Tampa removível
Tubo PVC Ø100mm
Afluente vem
da caixa de gordura
Tubo PVC Ø100mm
efluente vai
para Filtro Anaeróbio/
Sépto Difusor
Vedação nos tubos
PVC com silicone
h1
h2
Cesto com brita
nº 3 ou 4
Ø externo
Corte - Tanque Séptico
s/ escala
[email protected]
Figura 2.7 - Corte esquemático do Tanque séptico
Exemplo 2.5
Dimensionar um tanque séptico para 70 pessoas
N= 70
C= 50 litros/dia
T= 1dia
K= 225 para limpeza de 5 em 5 anos.
Lf= 0,20 litros/pessoa
V= 1000 + N (C x T + K x Lf)
V= 1000 + 70 (50 x 1 + 225 x 0,20)= 7.650 litros
Portanto, usaremos um tanque séptico de polietileno com 8.000 litros
de capacidade.
2-12
Tanque Séptico
Os tanques sépticos podem atingir até 1500 casas, conforme se pode
ver na Figura (2.8), com a vantagem da manutenção ser feita de 5 em 5 anos
e de não haver fornecimento de energia elétrica ou peças girantes.
Fossas sépticas e tanques
anaeróbios: 1.500 casas
[email protected]
Figura 2.8 - Bateria de tanques sépticos para 300casas
2.6 Septo difusor (tratamento secundário)
O septo difusor é o tratamento secundário aeróbico e que faz com que
todo o sistema tenha redução de 96% de DBO, conforme Figura (2.9) e (2.10).
Septo difusor-(aeróbio)
[email protected]
Figura 2.9 - Septo difusor
2-13
Capítulo 2
Septo difusores: tratamento
Aeróbio
[email protected]
Figura 2.10 - Vários septos difusores
Os septos difusores é tecnologia francesa e possuem dois modelos
(Tipo I e Tipo II) e são feitos em polietileno e bidim.
O modelo antigo tinha 250litros/dia de capacidade de tratamento e
com dimensões de 1,22m x 0,65m x 0,20m.
O novo septo difusor (Tipo II) é mais usado é para capacidade de
1000 litros /dia e possui as dimensões de 1,20m x 1,00m x0,40m.
Tabela 2.1 - Dimensões e capacidade dos septos difusores
Dimensões
Tipo
Capacidade de tratamento
1,22 x 0,65 x 0,20
I
250 l/dia
1,20 x 1,00 x 0,40 (melhor)
II (mais usado)
1000 l/dia
Exemplo 2.6
Dimensionar a quantidade de septo difusor tipo II para cozinha com 120
empregados.
Considerando consumo de 70 litros/dia x empregado
Consumo médio diário=70 x 120= 8.400 litros/dia
Como o septo-difusor Tipo II é para 1000 litros/dia,
N= 8.400 / 1000= 8,4 septos-difusores
Como são em pares, adotamos 10 septo-difusores Tipo II.
2.7 Efluente do sistema do Tanque séptico + septos difusores
As normas brasileiras sobre Tanque sépticos prevêem o uso do
efluente em:
¾ Rega de jardim
¾ Lavagem de pátio
¾ Irrigação subsuperficial de jardins
¾ Uso em descarga em bacias sanitárias.
2-14
Tanque Séptico
¾ Poço absorvente
¾ Vala de infiltração
¾ Rede Pública
¾ Corpo de água
Jordão et al, 2005 recomenda que a disposição do efluente de um
sistema de tanque séptico seja destinado ao sumidouro, vala de infiltração,
vala de filtração ou filtro de areia.
Lançamento em curso de água
Para o lançamento do efluente num curso de água o mesmo deverá
obedecer a Conama-Resolução nº 357 de 17 de março de 2005, onde os
corpos de água são classificados em águas doces e águas salinas.
As águas doces são classificadas em:
¾ Classe especial
¾ Classe 1
¾ Classe 2
¾ Classe 3
¾ Classe 4
Na Tabela (2.1) estão as exigências para as águas doces das Classe 1 a
Classe 3.
Tabela 2.1 - Padrões da Resolução Conama 357/2005 para águas doces
OD
CF
DBO
(Oxigênio
(Coliformes
(Demanda
Águas doces
Bioquímica de
Dissolvido)
Fecais)
Oxigênio)
(
(mg/L)
(mg/L)
NMP/100mL)
Classe 1
3
6
200
Classe 2
5
5
1000
Classe 3
10
4
Classe Especial
-são as águas destinadas abastecimento humano com desinfecção
-preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas
-preservação dos ambientes aquáticos.
Classe 1
- são as águas doces para abastecimento humano após tratamento
simplificado;
- preservação das comunidades aquáticas;
2-15
Capítulo 2
- recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho.
Classe 2
- são as destinadas ao abastecimento humano após tratamento;
- proteção das comunidades aquáticas;
- recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho;
- irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos
de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto.
Classe 3
- são as destinadas ao abastecimento humano após tratamento
convencional ou avançado;
- irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
- pesca amadora;
- recreação de contato secundário;
- dessedentação de animais.
2-16
Tanque Séptico
Classe 4
- são as águas destinadas da navegação;
- harmonia paisagística.
O efluente poderá ser desinfetado com hipoclorito de sódio, havendo
possibilidade de a dosagem ser automática.
Exemplo 2.7- Extraído de Nunes, 1996
Um rio apresenta DBO média de 1,0mg/L e vazão crítica de 10m3/s=
36.000m3/h. Após o lançamento industrial de 24m3/h de DBO de 85mg/L,
pede-se calcular a DBO em que ficará o rio após o lançamento.
DBO= (Qrio x DBOrio + Qind x DBO ind) / (Qrio + Qind)
DBO= (36.000 x 1,0 + 24 x 85) / (36.000+24)= 1,056 mg/L
Exemplo 2.8- Extraído de Nunes, 1996
Um rio apresenta OD média de 7,0mg/L e vazão crítica de 10m3/s=
36.000m3/h. Após o lançamento industrial de 24m3/h de OD de 0mg/L, pedese calcular a OD em que ficará o rio após o lançamento.
OD= (Qrio x ODrio + Qind x OD ind) / (Qrio + Qind)
OD= (36.000 x 7,0 + 24 x 0) / (36.000+24) = 6,99 mg/L
2-17
Capítulo 2
2.8 Remoção do lodo
De cada 5 em 5 anos ou conforme o intervalo escolhido será retirado
por caminhão tanque o lodo digerido no tanque séptico e encaminhado para
uma Estação de Tratamento de Esgoto Pública.
2.9 Custo
Os custos de materiais dos produtos da Rotogine estão nas Tabelas
(2.2) a (2.4) em dólares americanos do dia 9 de setembro de 2006 (1US$=
R$2,33).
Tabela 2.2 - Custos dos tanques sépticos em polietileno
Capacidade
Custo do Tanque séptico
(litros)
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
US$
227
370
601
858
990
1247
1449
1549
Fonte: 1US$= R$ 2,33 de 8/9/06
Tabela 2.3 - Custos dos septos difusores em polietileno e bidim
Septor difusor
Capacidade de tratamento
US$
1,22m x 0,65m x 0,20m (Tipo I)
250 l/dia
123
1,20m x 1,00m x 0,40m (Tipo II)
1000 l/dia
549
Fonte: 1US$= R$ 2,33 de 8/9/06
2-18
Tanque Séptico
Tabela 2.4 - Custos das caixas de gorduras em polietileno
Dimensões
Área
Capacidade e diâmetro superfície
Altura
Custo da caixa de gordura
Litros
100
250
500
1000
1500
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
(m)
0,80x0,50
1,04x 0,72
0,82x1,12
1,22
1,22
1,55
1,55
2,3
2,3
2,3
2,3
2,3
(m2)
0,40
0,75
0,92
1,16
1,16
1,87
1,87
4,12
4,12
4,12
4,12
4,12
(m)
0,650
0,740
1,230
1,400
1,800
1,595
2,160
1,700
1,900
2,100
2,250
2,500
US$
74
90
186
261
289
366
784
1130
1356
1381
1495
1609
Fonte: 1US$= R$ 2,33 de 8/9/06
2.10 Reúso
Os efluentes dos sistemas de tanque sépticos incluso o septo difusor
reduz a DBO em 96% e pode ser aproveitado. Uma aplicação de reúso é na
construção civil, como a feitura de concreto para elaboração de blocos.
É previsto pela norma brasileira que o mesmo pode ser usado em
descarga em bacias sanitárias, mas não fixa parâmetros de qualidade que
não existiam na época da elaboração das mesmas.
Usando padrões americanos da USEPA, conforme Tabela (2.5) e
(2.6) para descarga em bacias sanitárias, deve ser obedecido no mínimo a pH
entre 6 a 9, DBO menor que 10mg/L e turbidez menor que 2uT e não sendo
detectável coliformes fecais e com cloração mínima de 1 mg/L.
2-19
Capítulo 2
Tipo de reúso
Tratamento
Parâmetros
Monitoramento
pH de 6 a 9
Mensal
Secundário
DBO ≤ 10mg/L
Semanal
Reúso Urbano
(jardins, lavagens de Filtração
≤ 2 uT
Continuadamente
veículos,
Descarga em bacias
sanitárias
Área de acesso
restrito para
irrigação
Desinfecção
Secundário
Desinfecção
é proibido)
Coliformes fecais
não detectáveis
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diariamente
Continuadamente
pH de 6 a 9
Semanal
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diário
Diário
2-20
Continuadamente
Tanque Séptico
Tipo de reúso
Tratamento
Parâmetros
Monitoramento
pH de 6 a 9
Semanalmente
Secundário
DBO ≤ 10mg/L
Semanal
Recreacional
(contato
acidental Filtração
≤ 2 uT
Continuadamente
parcial ou total na
pesca
ou
velejamento)
Desinfecção
Paisagismo
Secundário
Desinfecção
tem contato)
Uso na
construção civil
Secundário
Desinfecção
(compactação
de
solo, lavagem de
agregados, execução
de concreto)
Uso Industrial
(once
cooling)
Secundário
Desinfecção
through
Uso Industrial
Secundário
Desinfecção
Coliformes fecais
não detectáveis
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diariamente
Continuadamente
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diário
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
Diário
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
pH de 6 a 9
Diário
DBO ≤ 30mg/L
Semanal.
2-21
Continuadamente
Continuadamente
Continuadamente
Capítulo 2
Coagulação
química e
filtração
(recirculationg cooling
towers)
Uso ambiental
(uso em wetlands,
alagados, várzeas e
despejos
em
córregos)
Secundário
Desinfecção
≤ 30mg/L TSS
Diário
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Cloro
residual
mínimo de 1mg/L
pH de 6 a 9
Diário
Diário
Semanal
DBO ≤ 30mg/L
≤ 30mg/L TSS
≤ 200 Coliformes
fecais coli
Semanal.
Diário
Diário
Cloro residual
mínimo de 1mg/L
Continuadamente
Alertamos que se deve tomar muita precaução para o reúso de
tanques sépticos em descargas em bacias sanitárias. Uma das
conseqüências que pode ocorrer é o mal cheiro na hora da descarga e o
problema de se formar um colarinho preto ao nível da água na bacia sanitária.
Como se vê pelos padrões americanos, custa caro o monitoramento
de análises diárias e semanais, daí deve haver uma certa área de prédio em
que tais custos podem ser absorvidos e havendo boa relação entre
benefício/custo.
No Japão é obrigatório o reúso e aproveitamento de água de chuva
quando a área construída for maior que 30.000m2 ou que o consumo de água
não potável diariamente for maior que 100m3/dia.
2.11 Estudo de caso
Visitei em 20 de dezembro de 2001, a firma FEMAQ - Fundição,
Engenharia e Máquinas Ltda, localizada em Piracicaba.
Firma que executou as fossas sépticas e septo difusor: Rotogine.
Existe um restaurante onde os 120 empregados fazem suas refeições
e usam os banheiros.
O volume da fossa séptica de Piracicaba é de 8.000 litros. A redução
de DBO é de 96,4%.
O efluente líquido é usado para fabricar blocos de concreto e lajotas
de concreto para pisos.
As fossas sépticas são feitas em polietileno.
2-22
Tanque Séptico
Na Tabela (2.7) estão as análises feitas pelo laboratório Bioagri na
FEMAQ de Piracicaba.
Tabela 2.7 - Análise feita pelo laboratório Bioagri em 29.6.01 na FEMAQ Piracicaba
Parâmetros
Valor inicial
(mg/L)
Valor final
(mg/L)
Redução
Redução em
(%)
167
6
161
96,4
754
18
736
97,6
132
46
86
65,2
400/100ml
720/100ml
10/100ml
69/100ml
390/100ml
651/100ml
97,5
90,4
DBO
(Demanda Bioquímica de
oxigênio)
DQO
(Demanda química de
oxigênio)
TSS
(sólidos totais em
suspensão)
Coliformes fecais
Coliformes totais
Na Tabela (2.8) estão as comparações com dados de Nelson Gandur
Dacah.
Tabela 2.8 - Valores de Nelson Gandur Dacah p. 28 do livro Tratamento
Primário de esgoto e valores obtidos pela Rotogine em Piracicaba
DBO
TSS
(Demanda
(sólidos totais
Tipo de
Bioquímica de
em suspensão)
Bactérias
tratamento
oxigênio)
Preliminar
5% a 10%
5% a 20%
10% a 20%
Primário
25% a 85%
40% a 90%
25% a 80%
Secundário
75% a 97%
70% a 95%
90% a 98%
Terciário
97% a 100%
95% a 100%
98% a 100%
Rotogine,
96%
Piracicaba
Classificação: tratamento secundário
65%
98%
Conclusão: a fossa séptica de Piracicaba reduz 96% de DBO, reduz
65% de sólidos em suspensão e reduz 98% de bactérias e pode o tratamento
ser classificado como secundário.
O efluente da indústria FEMAC foi usado na construção civil para
fazer blocos de concreto.
Observar na Tabela (2.6) que não temos problemas de coliformes e
da DBO pelas análises.
2-23
Capítulo 2
Somente o TSS atingiu somente 46 mg/L sendo exigido pela USEPA
menor ou igual que 30mg/L. Também não foi aplicado dosagem de cloro, mas
no caso não vemos necessidade.
2.12 Adsorção em carvão ativado
Existem substãncias que produzem odor e matéria orgânica
dissolvida. Isso pode ser resolvido através de substâncias adsorventes como
a turfa, carvão vegetal, carvão ativado e outros.
A grande vantagem do carvão ativado é que possui uma área muito
grande por grama, mas tem seu custo alto.
Pode ser feito leito de carvão ativado cujo tempo de contato no leito
deve ser de 15min a 40min.
2-24
Tanque Séptico
2.13 Bibliografia e livros consultados
-ABNT NBR 7229/93 sobre Projeto, Construção e operação de sistemas
de tanques sépticos.
-ABNT NBR 13969/97 sobre Tanques sépticos-unidades de tratamento
complementar e disposição de efluentes líquidos. Construção e Operação.
-BRITTO, EVANDRO RODRIGUES DE. Tecnologias Adequadas ao
Tratamento de Esgotos, ABES, 2004, 161 páginas.
-CIDADE OF EUGENE. Eugene Stormwater Basin Plan CIDADE, 2002.
-ESTADO DA CAROLINA DO NORTE. Considerations for the
management of discharge of fats, oil and grease (FOG) to sanitary sewer
system. Jun, 2002, 73 páginas.
-JORDÃO, EDUARDO PACHECO e PESSÔA, CONSTANTINO
ARRUDA. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª ed., 2005, 906 páginas.
-MACINTYRE, ARCHIBALD JOSEPH. Instalações Hidráulicas. 770
páginas.
-METCAL&EDDY.
Wastewater
Engineering.
McGray-Hill,
1991,
1334páginas.
-NUNES, JOSÉ ALVES. Tratamento físico-químico de águas residuárias
Industriais. 1996, 277 páginas.
-CONAMA, RESOLUÇÃO Nº357 DE 17/03/05. Dispõe sobre a
classificação dos corpos de água e diretrizes para o seu enquadramento, bem
como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. 26
páginas.
-SINDUSCON. Conservação e reúso da água em edificações. Junho
2005, São Paulo, 150 páginas.
-USEPA (U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY). Guidelines
for Water Reuse. EPA/625/R-04/108 setembro de 2004 acessado em 15 de
junho de 2006 http://www.epa.gov/
-ROTOGINE- Kne Plast Indústria e Comércio Ltda internet:
http://www.rotogine.com.br/
2-25
Capítulo 2
2-26
Águas cinzas
Capítulo 3
Águas cinzas
Desenvolver fontes novas e alternativas de abastecimento de água tais
como dessalinização da água do mar, reposição artificial de águas
subterrâneas, uso de água de pouca qualidade, aproveitamento de
águas residuais e reciclagem da água.
Agenda 21
3-1
Capítulo 3
SUMÁRIO
Ordem Assunto
Página
Capítulo 3 - Águas cinzas
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
Introdução
Tratamento das águas cinzas
Nomenclatura
Riscos das águas cinzas
Qualidade das águas cinzas
Área para irrigação com águas cinzas
Custos
Aceitação pública
Reservação das águas cinzas
Volume de água para dimensionamento
Uso da água
Uso do águas cinzas
Técnicas e Tecnologias
Recomendações finais
Exemplo de caso: APEX - reúso da água usando águas
cinzas
Introdução
Aspecto legal
Solução técnica
Cloração
Proposta
Custos
Bibliografia e livros recomendados
3-2
Águas cinzas
Capítulo 3 - Águas cinzas
3.1 Introdução
O uso do águas cinzas, ou seja, as águas cinzas é também reúso.
O código da Califórnia define Águas cinzas como a água de esgoto
não tratada que não teve contato com a bacia sanitária.
Águas cinzas inclui a água do chuveiro, banheira, pia do banheiro,
lavagem de roupas em máquinas domésticas.
¾ Não inclui a água da pia da cozinha
¾ Bacia sanitária
¾ Máquina de lavar pratos.
¾ Não devem ser lançados produtos químicos ou ingredientes
biológicos e químicos nos pontos citados.
No Arizona as águas cinzas pode ser usado simplesmente sem
autorização até 1500 litros/dia (1,5m3/dia). É proibido uso das águas cinzas
com água de pia de cozinha, bacias sanitárias e máquina de lavar pratos.
O uso é para irrigação subsuperficial, sendo proibido o uso por
aspersão (Sprinklers).
Recomenda-se ainda que sejam evitadas águas de lavagem de
fraldas de criança.
3.2 Tratamento do águas cinzas
Na Figura (3.1) temos um modelo de tratamento de águas cinzas para
o uso do efluente na irrigação subsuperficial dos jardins usado nos Estados
Unidos onde 50% a 60% das casas possuem jardins gramados.
Algumas cidades ainda usam o termo light gray para a água da
banheira e do chuveiro e, para água da torneira da cozinha, usam o nome
dark gray.
Figura 3.1 - Tratamento de esgoto (águas cinzas) para uso na
irrigação
Existem para serem adquiridos na Califórnia cerca de 20 sistemas
que usam as águas cinzas cujo custo varia de US$ 200,00 a US$ 1000,00.
3-3
Capítulo 3
3.3 Nomenclatura
•
•
•
•
•
Black water: fezes e urina;
Dark águas cinzas: pia da cozinha;
Yellow águas cinzas: somente urina;
Light águas cinzas: chuveiro e lavatório;
Brown águas cinzas: fezes sem urina.
Blackwater especificamente a água de esgotos sanitários de uma
casa. Inclui todo o tipo de água não incluindo a adição de produtos químicos
ou químico-biológicos que possam causar problemas.
Consiste largamente de compostos orgânicos que passam no trato
digestivo do corpo humano.
Contém fezes humanas, urina, pedaço de papel (celulose) etc.
Algumas vezes blackwater é definido somente como a água das bacias
sanitárias.
Na Califórnia o uso das águas cinzas é legalizado e usado somente
para irrigação abaixo da superfície através de tubulações enterradas.
O uso do águas cinzas reduz o consumo de água na Califórnia, cerca
de 15% a 25%.
Com as modificações do código da Califórnia feitas em 18 de março
de 1997, o águas cinzas pode ser usado além de residências, em comércio,
indústria e prédios de apartamentos.
Parece ser um conceito geral de que não existe uma solução
universal do uso do águas cinzas que se aplique a tudo.
Não esquecer também que as águas cinzas tem que ser aprovado
pelos órgãos sanitários, como a Secretaria da Saúde e Cetesb.
3-4
Águas cinzas
Figura 3.2 - Esquema das águas cinzas
Fonte: Califórnia
Fonte: Califórnia
3-5
Capítulo 3
Fonte: Califórnia
Fonte: Califórnia
3-6
Águas cinzas
Fonte: Califórnia
Fonte: Califórnia
3-7
Capítulo 3
3.4 Riscos das águas cinzas
São basicamente quatro:
¾ Riscos nas plantas
O risco nas plantas é o aumento do sódio que pode descolorir as
folhas devido ao ambiente se tornar muito alcalino.
Alguns detergentes usados em lavanderias possuem boro, cloretos,
peróxidos e produtos destilados do petróleo. O boro é muito tóxico e queima
as folhas das plantas.
¾ Riscos no solo
Há tendência do solo ficar alcalinizado, aumentando o chamado
índice SAR, que mede a absorção de sódio pelo solo, causando problema na
absorção de água para as plantas. Ao longo do tempo, conforme o tipo de
solo, será reduzida a permeabilidade e a aeração.
¾ Riscos na saúde do homem
Não existe risco a saúde do homem e, portanto, não deve ser feita
irrigação por aspersão devido as bactérias que ficarão no ar. A irrigação será
subsuperficial sempre.
¾ Riscos no meio ambiente
A vantagem é reduzir o uso de água potável. A desvantagem é
aumentar a poluição das águas subterrâneas e para isto devemos ter o nível
do lençol freático no mínimo 1,50 abaixo do fundo da tubulação por onde
passa o águas cinzas, conforme é recomendado no Arizona.
3.5 Qualidade do águas cinzas
Geralmente os estudos sobre águas cinzas apontam os seguintes
parâmetros:
¾ Demanda Bioquímica de Oxigênio a 20ºC e 5 dias (DBO5 ,20)
¾ Sólidos totais em suspensão (TSS)
¾ Sólidos totais dissolvidos (TDS) para salinidade
¾ Sódio (Na)
¾ Boro (B)
¾ Contagem de bactérias
¾ Demanda química de oxigênio (DQO)
¾ Fósforo total (PT)
¾ Nitrogênio total (NT= nitrogênio total)
Os estudos da Suécia de Olsen, 1967 são os mais conhecidos no
mundo.
3-8
Águas cinzas
Na Tabela (3.1) estão os valores em grama/dia/pessoa de águas
cinzas, blackwater e águas cinzas mais blackwater.
Tabela 3.1 - Valores em grama/dia/pessoa de águas cinzas, blackwater e
águas cinzas + blackwater.
Parâmetros
Águas
Blackwater Gray+black
cinzas
DBO5 (demanda bioquímica de
25
20
45
oxigênio em 5 dias)
DQO (demanda química de oxigênio)
48
72
120
Fósforo total (PT)
2,2
1,6
3,5
Nitrogênio total (NT)
1,1
11
12,1
Resíduo total
77
53
130
Estudos feitos pela bioquímica Margaret Findley estão na Tabela
(3.2):
Tabela 3.2 - Valores em gramas/dia/pessoa de águas cinzas (água cinza)
e águas cinzas + blackwater (esgoto sanitário)
Parâmetro
Águas
Águas cinzas+
cinzas
blackwater
DBO5
34
71
Sólidos Totais em suspensão
18
70
(TSS)
Nitrogênio total (NT)
1,6
13,2
Fósforo total (PT)
3,1
4,6
Um dos problemas das águas cinzas é que a quebra das moléculas
orgânicas se dá muito mais rápido do que uma blackwater.
Portanto, a decomposição do águas cinzas é muito mais rápida do
que o blackwater conforme se pode ver no site http://www.águas cinzas.com.
A quantidade de oxigênio necessária para a decomposição do águas
cinzas nos cinco dias DBO5 possui 90% do total da demanda de oxigênio DO
consumido para a decomposição. O DBO5 da blackwater é somente 40% do
oxigênio necessário no águas cinzas.
Numa certa posição o DBO1 é 40% do DO consumido pela
blackwater é somente de 8% do DO. Isto significa que a decomposição
orgânica do blackwater continuará a consumir oxigênio num tempo maior do
ponto de descarga do que o águas cinzas.
Esta rápida estabilização do águas cinzas tem a vantagem de
prevenir que a matéria orgânica se decomponha rapidamente no solo durante
da infiltração havendo menor impacto ambiental.
3-9
Capítulo 3
Caso se jogue as águas cinzas num lago, imediatamente se
desenvolvem algas perto do ponto de descarga e dá uma aparência que a
poluição está pior. Tudo isto mostra as grandes diferenças entre o águas
cinzas e blackwater de fezes e urina serem tratados separadamente.
As águas cinzas contém cerca de 1/10 do nitrogênio contido no
blackwater, não esquecendo que o nitrato e nitrito são causadores de câncer
e são difíceis de serem removidos no tratamento.
Além disso, as águas cinzas contém menos patogênicos que o
blackwater.
Não há casos comprovados de doenças causadas pelo uso do águas
cinzas.
Deve ser evitado o uso de bombas centrífugas devido ao problema da
constante limpeza dos filtros de 75μm. Por exemplo, em 5 anos poderemos
ter 100 vezes limpar com luvas especiais os filtros fétidos, que não é nada
agradável.
Uma recomendação especial é que as águas cinzas não pode ser
usado em rega de jardins, em frutas, verduras e não pode ser lançado no
córrego mais próximo.
O uso das águas cinzas em bacias sanitárias deve ser feito somente
quando houver um tratamento completo do mesmo, o que é muito caro,
compensando somente para edifícios de apartamentos muito grandes. No
Japão é obrigatório o uso das águas cinzas e água de chuva para prédios
com mais de 30.000m2 ou que usem mais de 100m3/dia de água não potável.
O oxigênio dissolvido das águas cinzas diminui, mas os coliformes
aumentam após 2 ou 3 dias, ocasionando problemas de odor.
A água tratada de esgotos sanitários nos Estados Unidos deverá
obedecer a Tabela (3.3):
Tabela 3.3 - Parâmetros e valores usados nos Estados Unidos para o uso
da água tratada de esgotos sanitários.
Parâmetros
Valores
Coliformes fecais
< 1/100mL
Coliformes totais em 95% das amostras
< 10/100mL
Vírus
< 2 /50L
Parasitas
< 1/50L
Turbidez
< 2 uT
pH
6,5 a 8,0
Cor
< 15 uH
Cloro livre
< 0,5mg/L no ponto de entrega
Uso da água de reúso em bacias sanitárias, conforme Texas
3-10
Águas cinzas
A água de reúso de esgotos tratados no Texas para ser usada em
descarga em bacias sanitárias tem as seguintes condições (Texas chapter
310 Rules: e310,11).
¾ DBO5 5mg/L
¾ Coliforme fecal 75/ 100ml
¾ Para a descarga deverá ter cor azul
¾ Que seja feita análise da água uma vez por semana quando
usada para descarga em bacias sanitárias.
A desinfecção é para remover os coliformes.
No Arizona não se usa a água da torneira da cozinha devido a ser
encontrado um número muito grande de coliformes fecais: 88400/ 100mL.
Fosfatos
É bom para plantas e usado como fertilizante.
Biodegradável
É chamado de biodegradável o complexo químico que pode ser
quebrado em vários compostos mais simples com a atividade biológica.
Cloreto
Muitos detergentes possuem cloro. O cloro bloqueia o processo
metabólico da planta. Em concentrações abaixo de 142mg/L de cloreto não
causa problema. Mas quando o nível de cloretos está entre 142mg/L a
355mg/L começam a aparecer os problemas que são muito sérios para níveis
de cloreto acima de 355mg/L.
Alcalinidade
É uma solução de sódio, potássio, cálcio que age combinado em
forma de cloretos, sulfatos e carbonatos.
pH
Em geral o pH está entre 6,5 a 8,4 conforme Tabela (3.4). Quando o
pH for menor que 7 então o solo será acido e caso seja igual a 7 o solo será
neutro. Quando o solo tiver pH maior que 7 será acido.
Tabela 3.4 - Valores de pH
Tipo de restrição
Valores do pH do solo
Sem restrição
<7
Com restrição moderada
Entre 7 e 8
Solo com restrição severa
>8
Na prática são usados solos sem restrição a solos com restrição
moderada.
3-11
Capítulo 3
Boro
É necessário para as plantas em pequenas quantidades. Abaixo de
0,75meq/L (miliequivalente/litro) de boro não há problemas. Os problemas
começam quando o boro está entre 0,75 a 2,0 e ficam piores quando a
quantidade de boro é maior que 2,0meq/L.
Sódio
Age como veneno, pois reduz a habilidade de tirar água do solo. O
Excesso de sódio destrói a estrutura das argilas, removendo os vazios e
prejudicando a drenagem. Uma vez o solo danificado com sódio nunca mais
será recuperado.
Quando a quantidade de sódio no solo é menor que 69mg/L não há
problemas. Os problemas começam quando o sódio está entre 69mg/L a
207mg/L. Quando o solo tem mais que 207mg/L de sódio os problemas são
bastante severos.
Dureza (Carbonato de Cálcio CaCO3)
É uma medida da capacidade da água em consumir sabão e formar
incrustações e deve-se a presença de compostos de Ca e Mg, em geral, sob
a forma de carbonatos, sulfatos e cloretos conforme Tabela (3.5) (Mestrinho,
1997). São expressos geralmente em ppm de CaCO3.
Para irrigação é melhor uma água mole (água branda) do que uma
água dura.
Tabela 3.5 - Classificação da dureza das águas conforme concentração
de CaCO3.
Classificação da água segundo
Concentração de CaCO3
ETP, 1986
Água mole (água branda)
0 a 75mg/L
Água moderadamente dura
75 a 150mg/L
Água dura
150 a 300mg/L
Água muito dura
>300mg
Fonte: Macedo, 2004 Águas e Águas.
Condutividade Elétrica CE
A condutividade elétrica da água (CE) é um indicador da salinidade.
Ela mede os sais dissolvidos na água e quanto maior a concentração de sais
e minerais, maior é o potencial de impactos adversos às plantas e ao solo,
conforme Tabela (3.6).
É medida por um aparelho chamado condutivímetro.
3-12
Águas cinzas
Conforme Macedo, 2004, a condutividade elétrica é a capacidade da
água de transmitir a corrente elétrica. É medida em microsiemens/cm (SI) a
uma determinada temperatura em graus Celsius.
1mS/m= 10 μmhos/cm
1μS/cm (microsiems/cm)= 1 μmhos/cm (micromhos/cm)
Tabela 3.6 - Classificação da salinidade conforme condutividade elétrica CE.
Classificação da salinidade
Condutividade Elétrica (CE)
(mhos/cm)
0 a 2000
2000 a 4000
4000 a 8000
8000 a 16000
> 16000
Água não salina
Água ligeiramente salina
Água meio salina
Água moderadamente salina
Água muito salina
Segundo Mestrinho 1997, as águas naturais possuem condutividade
elétrica entre 5 a 50 μS/cm enquanto a água do mar está entre 50 a 50.000
μS/cm.
Existe relação entre CE que fornece o TDS, conforme Mestrinho,
1997:
TDS (mg/L)= A x condutividade (μmohos/cm)
Sendo:
A= 0,54 a 0,96
Condutividade (μmohos/cm)= soma dos cátiosn (meq/L) x 100
Um valor médio que pode ser usado nas estimativas de TDS é:
TDS= 0,64 xCE
Sendo:
TDS= sólidos totais dissolvidos (mg/L)
CE= condutividade elétrica (μmhos/cm)
A classificação da água conforme os sólidos totais dissolvidos (TDS)
está na Tabela (3.7).
Tabela 3.7 - Classificação das águas baseado no Sólido DissolvidosTtotal (TDS).
Classe
TDS
(mg/L)
0 a 1.000
1.000 a 10.000
10.000 A 100.000
>100.000
Doce
Salobra
Salina
Muito salgada
3-13
Capítulo 3
Fonte: Fetter, 1994
Adsorção de sódio (SAR-Sodiumn adsorption ratio)
A adsorção de sódio é um parâmetro importante. O índice SAR está
relacionado com a condutividade elétrica CE.
SAR= Na+ / [(Ca2+ + Mg2+)/2]0,5
Geralmente as concentrações são expressas em meg/L.
mmol/L= mg/L / peso molecular
Molaridade= mol/L = mmol/L / 1000
Miliequivalente/litro (meq/L)= mmol/L= mg/L/peso equivalente
(Hounslow, 1995)
Peso equivalente= peso molecular / valência
O sódio tem valência=1, o cálcio tem valência=2 e Mg tem valência=2,
conforme Tabela (3.8).
Tabela 3.8 - Peso molecular, valência e peso equivalente.
Peso equivalente
Espécie
Peso molecular
Valência
Peso molecular /
valência
Na+
22,991
1
22,991
Ca 2+
40,08
2
20,04
Mg 2+
24,312
2
12,312
Fonte: adaptado de Hounslow, 1995
Exemplo 3.1
Calcular em meq/L de 6 mg/L de Mg.
meq/L= mg/L /peso equivalente = 6 mg/L / 12,312= 0,49 meq/L
Quando o índice SAR está entre 2 a 10 indica que não há perigo do
sódio. O perigo começa quando SAR está entre 7 a 18 e fica grave quando
SAR está entre 11 e 26, conforme Fetter, 1994.
Os índices maiores que 13 reduzem a permeabilidade e aeração dos
solos causando problemas na irrigação.
Relembremos que a troca catiônica é muito importante, pois seguem
esta ordem:
Na+ > K+ > Meg2+ > Ca 2+
Isto significa que o sódio substitui o potássio, o manganês e o cálcio
ficando no lugar deles. É a troca iônica que é muito importante em argilas que
podem remover metais pesados.
3-14
Águas cinzas
Cálcio (Ca)
Em quantidades apropriadas o cálcio é um micronutrientes para as
plantas, mas em quantidade excessivas entopem as pontas dos emissores no
gotejamento na irrigação subsuperficial. Altos níveis de cálcio tendem a tornar
o solo alcalino.
O solo é medido para estimarmos o valor do SAR.
Magnésio (Mg)
Em quantidades apropriadas o magnésio é um micronutrientes para
as plantas, mas em quantidade excessivas entopem as pontas dos emissores
no gotejamento na irrigação subsuperficial. Altos níveis de magnésio tendem
a tornar o solo alcalino.
O solo é medido para estimarmos o valor do SAR.
Geralmente o nível de magnésio no solo não apresenta problema.
Plantas que não gostam muito de sódio:
Jasmim e outras.
Plantas que gostam das águas cinzas
Grama bermuda, rosas, agapanto, etc.
Plantas que não gostam de águas cinzas.
Geralmente são plantas que gostam da acidez e não gostam de
ambiente alcalino: azálea, begônia, gardênia, camélia, violetas, etc.
Evapotranspiração
Apresentamos na Tabela (3.9) os valores médios mensais da
evapotranspiração de Guarulhos, calculado conforme Método de PenmanMonteith, 1998, recomendado pela FAO.
Tabela 3.9 - Valores de evapotranspiração de Guarulhos obtido pelo
método de Penman-Monteith FA0, 1998.
Evopotranspiração
Mês
mensal média
(mm/mês)
(mm/mês) (mm/semana)
janeiro
140
35
fevereiro
126
32
março
130
33
abril
107
27
maio
85
21
3-15
Capítulo 3
junho
73
18
julho
81
20
agosto
104
26
setembro
108
27
outubro
130
33
novembro
139
35
dezembro
144
36
A Figura (3.8) mostra a diferença de histogramas de precipitações
mensais da Califórnia e Flórida, bem como da evapotranspiração.
Observa-se que na Flórida chove bastante quando há alta
evapotranspiração e na Califórnia chove muito pouco. Os gráficos servem de
alerta para os estudos de precipitação e evapotranspiração.
Figura 3.8- Figuras mostram a precipitação e evapotranspiração
3.6 Área para irrigação com águas cinzas
A área é dada pela equação:
LA= GW / (ETo x Kc)
Sendo:
LA= área para landscape (paisagismo) (m2)
GW= estimativa de águas cinzas (mm/semana)
Kc= coeficiente da cultura (adimensional), conforme Tabela (3.10)
Tabela 3.10 - Coeficiente da cultura Kc
Tipo de plantas
Kc
Planta que consome muita água
0,5 a 0,8
Planta que tem consumo médio de água
0,3 a 0,5
Planta que consome pouca água
Menor que 0,3
Exemplo 3.1
Achar a área de gramado LA que pode ser usada em uma casa que tenha
160litros/ dia das águas cinzas para o mês de janeiro na cidade de Guarulhos.
3-16
Águas cinzas
Em uma semana teremos
1litro/m2= 1mm /m2
GW= 160 litros/dia x 7 dias= 11.200litros= 11200mm
Grama tipo bermuda com coeficiente de cultura Kc= 0,5
LA= GW / (ETo x Kc )= 11200mm/ ( 35 x 0,5) = 63m2
Portanto, podemos irrigar subsuperficialmente 63m2 de grama tipo
bermuda usando as águas cinzas.
Irrigação por gotejamento
A irrigação por gotejamento é subsuperficial e deverá ter bico de no
máximo 115μm, ou seja, 0,115mm.
Deverá haver filtro com capacidade aproximada de 6m3/h.
A bomba deverá ter vazão mínima de 2,4 m3/h.
Os emissores do gotejamento deverão ter abertura de 1,2mm, ou
seja, 1200μm devendo ser resistente contra raízes.
A pressão máxima deverá ser de 28mca e os tubos deverão estar
enterrado cerca de 200mm.
A pressão máxima no gotejador deverá ser de 14mca e caso seja
maior, deverá haver um redutor de pressão.
Tubos perfurados
Diâmetro mínimo de 75mm
Material; PVC, PEAD ou outro
Comprimento máximo: 30m
Espaçamento mínimo= 1,20m
Declividade mínima do tubo= 0,25%
3.7 Custos
Nos Estados Unidos, para uma residência, o custo aproximado é de
US$ 1.000 para o águas cinzas ser usado em bacias sanitárias.
Supondo-se uma economia de 19% obtém-se o pay-back em 15
anos, sendo considerada a conta anual de água de US$ 250.
3.8 Aceitação pública
É sempre aconselhável a educação pública e estudar as atitudes das
pessoas e dos órgãos do governo para o uso do águas cinzas. O objetivo é
obter a aceitação do processo.
3.9 Reservação das águas cinzas
Geralmente os reservatórios para armazenar águas cinzas possuem
volumes que variam de 80L até 600L, conforme Arizona, 1999. Na Califórnia é
usado reservatório sempre maior que 200L.
3-17
Capítulo 3
O período de detenção da água servida em reservatório deve ser
sempre menor ou igual a 72h, mas de preferência deve ser menor ou igual a
24h.
Nunca se deve armazenar águas cinzas que não tiver sido tratado.
3-18
Águas cinzas
3.10 Volume de água para dimensionamento
O código da Califórnia prevê:
Primeiro quarto: 2 pessoa/quarto
Para quarto adicional: 1 pessoa/quarto
Chuveiro, banheiro etc: 100 litros/pessoa/dia
Lavagem de roupas: 60 litros/pessoa/dia.
3.11 Uso da água
Na Tabela (3.11) temos o uso da água e porcentagem nos Estados
Unidos, Austrália e Inglaterra.
Tabela 3.11 - Uso da água em porcentagem nos Estados Unidos, Austrália e Inglaterra.
Uso da água
USA
Austrália
UK
Lavagem de roupas
13
15
12
Bacias sanitárias
29
19
35
Água para beber e cozinhar
3
5
19
Rega de jardins
35
35
6
Banheira e chuveiro
20
26
28
Total
100
100
100
3.12 Uso das águas cinzas
Pesquisas cujos resultados estão na Tabela (3.12), mostraram que
em 66% dos casos, para obter a chamada águas cinzas, usa-se somente as
águas da máquina de lavar roupa.
As águas das banheiras e chuveiros são usadas em 15% dos casos.
A água da torneira da cozinha é usada em 10% dos casos. A água da torneira
do banheiro é usada somente em 5% dos casos e o restante 4% são outros
usos.
Tabela 3.12 - Porcentagens das varias fontes utilizadas para o águas
cinzas.
Várias fontes de que provêem Porcentagem das casas que
as águas cinzas
usam águas cinzas provindo
das varias fontes (%)
Lavagem de roupas
66
Banheira e chuveiro
15
Torneira da cozinha (não
10
aconselhado)
Torneira do banheiro
5
Outros usos
4
3-19
Capítulo 3
Total
100
Nota: o uso do águas cinzas em todos os casos foi para irrigação
3.13 Técnicas e Tecnologias
Para o uso das águas cinzas deve ser considerada a técnica e
tecnologia disponível.
Primeiramente pode-se querer usar as águas cinzas sem nenhum
tratamento, o que pode ser feito para uso em irrigação, mas apresenta
problemas e não é recomendado.
Uma maneira mais simples é filtrar as águas cinzas para evitar
entupimentos e usá-lo em irrigação subsuperficial, que é muito usado na
Califórnia, com sucesso.
Outra solução é fazer o tratamento primário, secundário e terciário.
Isto inclui carvão ativado, desinfecção e, algumas vezes, até o uso de osmose
reversa. Todos estes processos custam muito e somente é recomendado
após estudos de benefício/custo.
3.14 Recomendações finais
O uso das águas cinzas deve ser feito com muita cautela sendo
necessários estudos de benefício/custo e cuidados na utilização. Acredito que
somente em edifícios muito grandes (da ordem de 30.000m2 de área de
construção) é que compense o tratamento completo do águas cinzas e,
mesmo assim, o custo será alto.
O uso das águas cinzas com pequeno tratamento pode ser feito para
irrigação de jardins e gramados subsuperficial.
3.15. Exemplo de caso: APEX - reúso da água usando águas cinzas
3.15.1 Introdução
O objetivo da APEX é o reaproveitamento da águas servidas e de
esgotos sanitários para uso não doméstico, isto é, para água não potável para
os canteiros de obras em todo o Brasil.
O projeto é elaborado conforme normas técnicas da ABNT
concernentes ao tratamento de esgotos: ABNT 7229/93 e 13969/97.
Serão reaproveitadas as águas de lavagem do corpo humano, ou
seja, a água de banho e de lavagem das mãos, ambas localizadas nos
banheiros.
Trata-se do que é chamado mundialmente de águas cinzas, que
apresentam menos patogênicos e 1/10 do nitrogênio de um esgoto provindo
da bacia sanitária. Mesmo assim, a água de lavagem que estamos
considerando possui pequena quantidade de fezes e de urina, daí ser
necessário o tratamento.
O reúso do águas cinzas será usado somente para descargas em
bacias sanitárias.
3-20
Águas cinzas
3.15.2 Aspecto legal
No Brasil ainda não existe legislação para o uso das águas cinzas
para o reúso da água. Somente em setembro de 2003 o assunto foi
autorizado na prefeitura Municipal de Curitiba e ainda não regulamentado.
Nos Estados Unidos o uso do águas cinzas é para irrigação
subsuperficial. No Japão é usado somente para prédios com mais de
30.000m2 ou que gastem mais de 100m3/dia de água não potável.
3.15.3 Solução técnica
O uso das águas cinzas sem tratamento não é possível.
Apesar das águas cinzas ter pouca matéria orgânica, existe um
problema de odor provocado pela rápida decomposição da matéria orgânica
existente, aconselhando que o armazenamento seja, no máximo, de 72h e
alguns estados americanos aconselham no máximo de 24h.
Com o reúso da água certamente irá diminuir a tarifa de água e
esgoto a ser paga à concessionária local.
A solução proposta é o tratamento completo das águas cinzas para
ser usado em bacias sanitárias.
Deverá haver dois tratamentos, sendo um anaeróbio e outro aeróbio.
No tratamento anaeróbio será feito em tanques de polietileno, fáceis
de serem instalados e reaproveitáveis.
¾ Tanque séptico de polietileno para o tratamento anaeróbio.
¾ Septo difusor tipo II de polietileno para o tratamento aeróbio.
¾ Não há peças girantes.
¾ Não há motor.
Espera-se uma redução da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
de 96%, comparando-se ao tratamento de uma estação de lodo ativado e
muito superior as fossas sépticas tradicionais que reduzem somente 35% a
60% da DBO.
A grande vantagem é que a limpeza do tanque séptico é de um ano,
ou seja, o tempo de duração média de uma obra e toda a água que passa nos
chuveiros e torneiras de lavatórios serão reaproveitadas.
A eficiência do sistema começa a partir dos 3 meses de
funcionamento quando a DBO atinge a redução de 92% e, a partir de 4
meses, atinge 96%.
3.15.4 Cloração
Não há legislação no Brasil sobre as águas cinzas, mesmo assim
aconselha-se fazer a cloração da água do reúso com o mínimo de 0,5mg/L,
que poderá ser feito através de dosador automático com custo aproximado de
R$1.500,00.
3-21
Capítulo 3
A cloração é feita no reservatório enterrado após o efluente sair dos
septos-difusores.
3.15.5 Proposta
Consideramos que a APEX se utiliza dos seguintes índices:
• 1 vaso sanitário para cada 20 pessoas
• 1 chuveiro para cada 10 pessoas
O dimensionamento foi de canteiro de obras de 10 pessoas até 140
pessoas e foram usadas as normas da ABNT já citadas, considerando
manutenção anual e contribuição de 50 litros/pessoa x dia.
Propomos a construção modular de Tanque Séptico + Septos
difusores na seqüência:
a. A água dos chuveiros e lavatórios dos banheiros é encaminhada
para o tanque séptico de polietileno;
b. No tanque séptico realiza-se o tratamento anaeróbio e depois o
efluente vai para os septos difusores.
c. Nos septos difusores que são de polietileno com colméia interna,
realiza-se o tratamento aeróbio.
d. Após esse tratamento o efluente vai para um, reservatório
enterrado de polietileno de onde a água de reúso será
encaminhada por bombeamento para o reservatório superior de
água não potável para abastecer as bacias sanitárias.
e. Neste reservatório inferior deverá haver uma canalização de, no
mínimo, 100mm para funcionar como overflow, ou seja,
extravazão. O destino da extravazão será a rede coletora de
esgoto sanitário público existente.
f. No reservatório inferior deverá ser feita a cloração de, no mínimo,
0,5mg/L.
g. Ainda no reservatório inferior será instalada bomba simples, tipo
Nauger, para encaminhamento da água de reúso para o
reservatório superior ou outro destino como lavagem de pátio,
rega de jardins ou lavagem de formas. O sistema de
bombeamento deverá ser automatizado com sistema de ligadesliga.
3.15.6 Custos
O custo fornecido é de data de 8 de dezembro de 2003, conforme
Tabela (3.13).
O prazo de duração dos materiais é de 20 anos.
A mão de obra para instalação é de cerca de 30% a 40% do custo do
material e, a mão de obra para retirada é de aproximadamente 20%.
3-22
Águas cinzas
Tabela 3.13 - Custos dos materiais fornecido pela firma Rotogine- Kne
Plast Indústria e Comércio Ltda com telefone 4611-1379 ou 4611- 2167 e
http://www.kneplast.com.br
Septo
difusor
Tanque séptico
Caixas d água
Caixas
L=1,20m x W=
de polietileno (para água não potável)
e gorduras
1,00m x H=0,44m
Custo do
Tanque
Séptico
(litros)
R$
1500
553
2000
708
3000
1150
4000
1639
5000
1892
6000
2385
7000
2770
8000
2962
Polietileno
(litros)
315
500
1000
1500
2000
3000
5000
7500
10000
Material Polietileno Material
R$
(litros)
R$
116
100
142
144
250
180
229
500
356
465
637
946
1328
1949
2260
Tipo
Tipo I
Tipo II
R$
235,00
1050,00
Data base: 8 de dezembro de 2003
Resultado final
Na Tabela (3.14) e (3.15) estão os tanques sépticos e septos
difusores em função do número de bacias sanitárias e número de chuveiros,
bem como os volumes dos reservatórios inferiores e superiores necessários.
Elaboramos quatro grupos de bacias sanitárias e chuveiros para
facilitar o dimensionamento.
O custo médio do metro cúbico de água tratada é de R$ 0,81/m3.
3-23
Capítulo 3
Tabela 3.14 - Tanques sépticos e número de septos difusores em
função do número de bacias sanitárias e chuveiros.
Bacias
Chuveiros
Número
de
pessoas
Tanque
Séptico
(anaeróbio)
Septo
difusor
Tipo II
(aeróbio)
4
4
4
8
8
8
8
12
12
12
12
14
14
14
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
(litros)
2000
3000
4000
4000
5000
5000
6000
6000
6000
6000
7000
7000
7000
8000
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
Sanitárias
2
2
2
4
4
4
4
6
6
6
6
8
8
8
3-24
Águas cinzas
Tabela 3.15- continuação- Tanques sépticos e número de septos
difusores em função do número de bacias sanitárias e chuveiros.
Reservatórios de
água não potável
Volume de água
não potável disponível
Inferior
superior
(litros)
500
500
500
1000
1000
1000
1000
1500
1500
1500
1500
2000
2000
2000
(litros)
500
500
500
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1500
1500
1500
Bacia
Sanitária
(litros/dia)
300
600
900
1200
1500
1800
2100
2400
2700
3000
3300
3600
3900
4200
3-25
Outros
fins
(litros/dia)
1395
1710
2065
2240
2550
2620
2890
2840
3070
2850
3035
2740
2885
3030
Capítulo 3
A Tabela (3.16) e (3.17) apresenta o custo médio de canteiro.
Tabela 3.16 - Custo médio para canteiro de 70 pessoas
Canteiro de obras para 70 pessoas
Material Quantidade
R$
Tanque séptico de polietileno 6000 litros
2.385,00
1
Septo difusor Tipo II
1.050,00
3
Reservatório inferior polietileno 1000 litros
229,00
1
Reservatório superior polietileno 1000 litros
229,00
1
Bomba, tubulações, sistema liga-desliga e timer
Verba
Dosador automático de cloro
Verba
Volume diário = 4,99m3/dia
5
Numero de dias no ano=
365
Volume anual recuperado(m3)=
1825
Custo total (R$)=
10.040,55
Juros anuais =8% ao ano
8,00
Número de anos = 20
20,00
Amortização anual (R$)=
1.022,65
3
Custo do reúso
R$ 0,81/m
3-26
Águas cinzas
Tabela 3.17- continuação- Custo médio para canteiro de 70 pessoas
Total Material Mão de obra Material +mão de obra
R$
R$
R$
2.385,00
834,75
3.219,75
3.150,00
1.102,50
4.252,50
229,00
80,15
309,15
229,00
80,15
309,15
450,00
1.500,00
Total=
10.040,55
Total Material Mão de obra Material +mão de obra
R$
R$
R$
2.385,00
834,75
3.219,75
3.150,00
1.102,50
4.252,50
229,00
80,15
309,15
229,00
80,15
309,15
450,00
1.500,00
Total=
3-27
10.040,55
Capítulo 3
3.16 Bibliografia e livros recomendados
- http://www.csbe.org/águas cinzas/contents.htm
- http://www.oasisdesign.net/faq/sbebmudgwstudy.htm
- http://www.watercasa.org/
-.MANCUSO, PEDRO CAETANO SANCHES ET AL. Reúso de Água.
Universidade de São Paulo, 2003. ISBN 85-204-1450-8,
-HOUNSLOW, ARTHUR W. Water quality data- analysis and interpretation.
Lewis publishers, 1995 ISBN 0-87371-676-0, 397páginas.
-MESTRINHO, SUELY S. PACHECO. Geoquímica e contaminação de águas
subterrâneas. Ministério de Minas e Energia, Departamento Nacional de
Produção Mineral em convênio com ABAS- Associação
-ROTOGINE- Kne Plast Indústria e Comércio Ltda. www.kneplast.com.br
-TEXAS CHAPTER 310 RULES: e310,11) in
http://www.oasisdesign.net/faq/SBebmudGWstudy.htm
3-28
Monitoramento do consumo de água
Capítulo 4
Monitoramento do consumo de água em instalações
comerciais e indústrias
Estima-se que 80% de todas as moléstias e mais de um terço dos óbitos dos países em
desenvolvimento sejam causados pelo consumo de águas contaminadas e, em média, até
um décimo do tempo produtivo de cada pessoa se perde devido a doenças relacionadas
com a água.
Agenda 21
4-1
Capítulo 4
SUMÁRIO
Ordem Assunto
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Página
Capítulo 4 - Monitoramento do consumo de água em
instalações comerciais e indústrias
Introdução
Economia de água em instalações comerciais e industriais
Atividades
Estabelecimento de prioridades dos elementos dentro do
Sistema de Abastecimento de Água
Auditoria final
Estudo do caso: reduzir as despesas com água potável e
esgoto sanitário em uma indústria de alimentação.
Métodos não convencionais
Bibliografia
4-2
Capítulo 4 - Monitoramento do consumo de água em instalações
4.1 Introdução
As tarifas de água e esgotos sanitários na região metropolitana de
São Paulo são caras e não há até o momento, meios para os preços
abaixarem. A solução é procurar diminuir o consumo e usar medidas não
convencionais como aproveitamento de água de chuva e reúso.
Vamos mostrar neste trabalho método científico para diminuição do
consumo principalmente para grandes consumidores de água no comércio e
indústria
4.2 Economia de água em instalações comerciais e industriais
Para melhor orientar a economia ou conservação da água em
instalações comerciais e industriais é necessário que se aplique o conceito
que iremos expor abaixo.
O ambiente em que procuramos fazer a conservação da água é
dentro de uma instalação comercial ou industrial que receberá o nome
genérico de indústria.
A indústria pode possuir uma ligação de água do serviço público e um
reservatório e daí a água é distribuída para vários setores. É como se fosse
um sistema de abastecimento municipal, em que a água vai para um grande
número de usuários. Cada setor da indústria deverá possuir um medidor, pois,
como diz Lord Byron, só se conhece um problema quando se consegue
medir.
Sistema é um conjunto de elementos ligados por um conjunto de
relações.
O Sistema de Abastecimento de Água dentro da indústria tem os
seguintes caracteres estruturais. Podemos possuir sistema com água fria e
com água quente.
Limites: é a definição da fronteira do sistema. Uma indústria poderá
possuir um sistema de abastecimento de água ou vários sistemas e estes
sistemas poderão ainda estar interligados fisicamente.
Reservatório: é onde se acumula a água. O sistema de abastecimento
poderá possuir um reservatório ou ser alimentado através de outro sistema.
Elementos: são os componentes do sistema que podem ser
separados por categorias ou grupos. São os consumidores de água, como
caldeiras, torres de resfriamento, água para cozinhas, água para banheiros,
etc.
Redes de tubulações: possibilita o abastecimento de água do
reservatório para os elementos do sistema.
Os caracteres funcionais do Sistema de Abastecimento de Água são
4-3
Capítulo 4
Vazões: é o fluxo da água que sai do reservatório e vai para os
elementos do sistema. As unidades podem ser: L/s, m3/h, m3/dia, m3/mês.
Válvulas reguladoras (registro de gaveta): controlam o abastecimento
de cada elemento, podendo aumentar ou diminuir a vazão.
Medidores (hidrômetros): medem a vazão de saída do reservatório,
sendo neste caso o hidrômetro denominado de Master, ou seja, o principal e
medem a vazão que cada elemento abastece.
Retroação (feedback): é a comparação das vazões de entrada com as
vazões de saída, para manter o equilíbrio das mesmas.
Válvula de retenção: evita o refluxo da água.
O Sistema de Abastecimento de Água é aberto. A água entra no
sistema e vai para o reservatório e de lá distribui pela rede para os elementos
e destes vai para o consumo direto, abastecendo caldeiras, torres de
resfriamento etc. A energia elétrica também entra no sistema para acionar
bombas centrífugas ou booster na rede de tubulações.
Entrando a água no reservatório e sendo esta distribuída na rede de
tubulação, o sistema se manterá em equilíbrio dinâmico, com garantia
contínua de fluxo da água e de energia elétrica.
No equilíbrio é visível, o nível do reservatório. É o efeito macroscópio.
O efeito microscópio é invisível. Assim, a soma de vazões que
abastece os elementos deve ser a vazão de saída.
A Figura (4.1) mostra o esquema de distribuição de água numa
indústria nos elementos (A, B, C, D,..). Em cada elemento será instalado um
hidrômetro e verificada somatória das vazões.
Em cada elemento será verificado o consumo de máquinas, etc e
comparar depois com o consumo real.
Figura 4.1 - Esquema da distribuição de água na indústria nos elementos
(A,B,C,D,...)
4.3 Atividades
4-4
Objetivo
Estabelecemos prazos: a economia de água em todos os elementos
do sistema de abastecimento de água, devendo ser reduzido o volume
mensal de água, por exemplo, em 27% no prazo de 8 meses.
Treinamento de pessoal
Através de palestras deverá ser mostrado a todos a necessidade de
economia de água do ponto de vista financeiro e da conservação da água.
Deverá ser entregue apostila e projeções sobre a metodologia que será
aplicada (motivação).
Seleção dos Sistemas de Abastecimento de Água
Deverão ser decidido as prioridades para cada Sistema de
Abastecimento de Água.
Instalação de medidores, válvulas reguladoras e válvulas de retenção.
No Sistema de Abastecimento de Água prioritário deverá ser instalado
o hidrômetro Master, isto é, o hidrômetro principal e os outros medidores bem
como válvulas reguladoras de vazão para permitir o controle do fluxo da água
e válvulas de retenção para evitar o retorno da mesma.
Os medidores e válvulas poderão possuir acionamento manual ou a
distância com ou sem fios (telemetria).
Nota: quando se separa um determinado setor deverão ser verificados
os catálogos de consumo das máquinas e equipamentos, para depois poder
conferir com o consumo real medido no medidor. Poderão ser achados
máquinas ou equipamentos que estão gastando bem mais água do que
exigido.
Leitura dos medidores
Deverá ser feita aproximadamente por uns três meses a leitura do
medidor Master e dos sub-medidores dentro do Sistema de Abastecimento de
Água escolhido.
Localização de vazamentos visíveis e invisíveis na rede do Sistema de
Abastecimento de Água
Para a localização dos vazamentos invisíveis na rede poderá ser
contratada uma firma que utiliza equipamentos eletrônicos para localizar fugas
de água. Os vazamentos deverão ser reparados.
4-5
Capítulo 4
4.4 Estabelecimento de prioridades dos elementos dentro do Sistema de
Dentro do Sistema de Abastecimento de Água escolhido, deverá ser
estabelecido prioridades para as medidas de conservação da água, levando
em conta dois conceitos: facilidade de resolver o problema e grande consumo
de água.
4.5 Auditoria final
Verificar a economia real atendida e verificar os custos despendidos
fazendo o pay-back, verificando em quantos meses se paga o investimento
feito. Usar n Região Metropolitana de São Paulo US$ 4,0/m3 para a tarifa de
água e US$4,0/m3 para tarifa de esgoto sanitário.
Revisão do objetivo
Após a auditoria deverá ser estabelecido novo objetivo e começar
novamente.
4.6 Estudo do caso: reduzir as despesas com água potável e esgoto
sanitário em uma indústria de alimentação.
As variações de consumo das indústrias são muito grandes, mesmo
considerando uma determinada categoria. Isto se deve ao maquinário
existente, tecnologia aplicada, etc.
A melhor maneira para se diminuir o consumo de água dentro de uma
indústria, é conhecer o consumo de água de cada setor da mesma. Na
indústria de alimentos, por exemplo, o uso da água está aproximadamente
assim distribuído, conforme Tabela (4.1):
Tabela 4.1 - Uso da água em 5 indústrias de alimentos em Denver,
Colorado
Uso da água
Uso da água em porcentagem
Água de processo
12,7%
Água para lavagem
41,9%
Água para lavanderia
0,1%
Água para resfriamento e aquecimento
19,1%
Água para resfriamento s/
14,4%
reaproveitamento.
Consumo doméstico
3,3%
Desperdício e vazamentos de água
7,6%
Outros usos da água
0,9%
Uso total da água =
100,0%
Fonte: AWWA, 1995 in Tomaz, 2000 - Previsão de Consumo de Água
4-6
Elaboramos no ano 2000 um livro denominado “Previsão de Consumo
de Água” para consumos residenciais, comerciais, industriais e públicos.
Assim para a indústria de alimentos e produtos similares, o consumo médio é
de 1773 litros/dia/empregado (Dziegielewski,1996) e conforme o Laboratório
de Engenharia Civil (LNEC) de Portugal, para confeitaria o consumo é de 694
litros/dia/empregado.
Como se pode verificar existe uma grande variação de consumo.
Considerando o consumo médio mensal da indústria de alimentação de
12.797 m3 e 450 funcionários a quota per capita será 948
litros/dia/funcionário.
Deverá ser provisoriamente admitido uma meta como, por exemplo,
atingir 694 litros/dia/empregado, o que significa que teremos que atingir uma
economia de água em volume de 27% em um prazo de oito meses.
4.7 Métodos não convencionais
Após estas medidas deverão ser estudados métodos não
convencionais, como o aproveitamento de águas de chuvas e o
aproveitamento dos esgotos tratados (reúso).
As águas de chuvas podem ser usadas na rega de jardins, lavagem
de pátios e uso em bacias sanitárias, devendo ser construído cisternas para
armazenamento da mesma.
O aproveitamento dos efluentes dos esgotos sanitários tenderá a
diminuir o volume de esgoto a serem lançados na rede pública.
4-7
Capítulo 4
4.8 Bibliografia
-TOMAZ, PLÍNIO. Conservação da água. Editora Parma, Guarulhos, 1999,
294 p.
-TOMAZ, PLÍNIO. Economia de água. São Paulo, Navegar, 2001, 112p. ISBN
85-87678-09-4.
-TOMAZ, PLÍNIO. Previsão de consumo de água. São Paulo, Navegar, 2000,
250 p. ISBN: 85-87678-02-07.
4-8
Capítulo 5
Reabilitação de massas aquáticas poluídas ou degradadas para
restaurar habitats e ecossistemas aquáticos.
Agenda 21
5-1
Capitulo 5
SUMÁRIO
Ordem Assunto
Página
Capítulo 5 - Aproveitamento de água de chuva
5.2
5-2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
Introdução
Aproveitamento da água de chuva através dos séculos
Normas para aproveitamento da água de chuva
Componentes principais para captação de água de chuva
Volume de água de chuva aproveitável
Métodos de dimensionamento da cisterna
Método Prático para dimensionamento da cisterna
Benefício/custo
Conclusão
Bibliografia
5-2
Capítulo 5 - Aproveitamento de água de chuva
5.1 Introdução
O objetivo é o aproveitamento da água de chuva para fins não
potáveis em áreas urbanas. Isto fará com que a água das concessionárias
públicas sejam usadas para fins mais nobres, pois é um contra-senso
usarmos 35% da água potável inclusive com flúor para descarga das bacias
sanitárias.
A água de chuva pode ser usada para: irrigação de jardins, descargas
nas bacias sanitárias, reservatórios de incêndios e uso comercial /industrial
com fins não potáveis.
A captação da água de chuva se faz através dos telhados dos
seguintes materiais: telha de barro, fibro-cimento, chapa galvanizada e outros
tipos de cobertura.
Utilizando água de chuva em uma cidade a economia global é
estimada em 15% da água pública. Para casos particulares a economia de
água é variada. Como exemplo, citamos um posto de gasolina em Guarulhos
localizado na esquina da rua Dona Tecla com rua Cachoeira no bairro do
Picanço, cujo consumo reduziu 50%, usando água de chuva.
Figura 5.1 - Visão de Masada, Israel
5-3
Capitulo 5
Figura 5.2 - Reservatório escavado nas rochas em Masada, Israel.
Capa do livro: Conservação da água do eng Plinio Tomaz
No Texas, a cidade de Austin incentiva o uso da água de chuva,
fornecendo US$500 a quem instalar sistema de captação de água de chuva e
em Hamburgo US$ 2000. No Brasil ocorre o contrário, as concessionárias
punem quem usa água de chuva, cobrando a tarifa de esgoto total, mesmo
quem as destina à lavagem de pátios e irrigação de jardins.
5-4
Futuro: sistema dual de distribuição de água fria (potável e não potável)
Teremos no futuro um sistema dual de distribuição de água fria, sendo
um para água potável e outro para água não potável. O sistema de
distribuição de água não potável é destinado principalmente a descargas de
bacias sanitárias.
5.2 Aproveitamento de água de chuva através dos séculos
A famosa fortaleza de Masada, em Israel, tem dez reservatórios
cavados nas rochas com capacidade total de 40 milhões de litros, conforme
Figura (5.1) e (5.2).
Uma das inscrições mais antigas do mundo é a conhecida Pedra
Moabita, encontrada no Oriente Médio, datada de 830 a.C. Nela, o rei Mesha
dos Moabitas, sugere que seja feita uma cisterna em cada casa para
aproveitamento da água de chuva, conforme Figura (5.3).
No palácio de Knossos, na ilha de Creta, a aproximadamente 2000
aC, era aproveitada a água de chuva para descarga em bacias sanitárias.
Figura 5.3 - Pedra Moabita 830aC
5.3 Normas para aproveitamento de água de chuva
Existe uma comissão da ABNT realizando um projeto de norma
00:001.77-001 de aproveitamento de água de chuva em áreas urbanas para
fins não potáveis.
Na Alemanha temos o projeto de norma DIN 1989 destinado a
utilização de água de chuva.
5-5
Capitulo 5
Yamagata et al, 2002 cita que, no Japão, o consumo de água não
potável em um edifício é de aproximadamente de 30%.
O regulamento do governo metropolitano de Tokyo de 1984 obriga
que todo prédio com área construída maior que 30.000m2 ou quando o
consumo do prédio for maior que 100m3/dia de água não potável, que seja
feito o aproveitamento da água de chuva e/ou reúso dos esgotos sanitários.
5.4 Componentes principais para captação de água de chuva
Os componentes principais para captação de água de chuva são:
- Área de captação
Geralmente são as projeções dos telhados das casas ou indústrias. O
telhado pode estar inclinado, pouco inclinado ou plano.
- Calhas, condutores
Para captação da água de chuva são necessárias calhas e coletores
de águas pluviais que podem ser de PVC ou metálicos.
First flush (primeira água ou carga de lavagem)
A primeira chuva, que contém muita sujeira dos telhados, pode ser
removida manualmente com uso de tubulações, que podem ser desviadas da
cisterna ou automaticamente através de dispositivos de auto-limpeza em que
o homem não precisa fazer nenhuma operação.
- Peneira (definição de peneira= aberturas de 0,25mm a 6mm)
Para remover materiais grosseiros em suspensão usam-se peneiras
com tela de 0,2mm a 1,0mm. Na Figura (5.3) mostra no local da seta
dispositivo em aço inox tipo peneiras com malha de 0,26mm (260μm) para
retiradas de folhas e outros detritos. Tais dispositivos apresentam perdas de
20% a 50% e não detêm o first flush que possui partículas menores que
0,25mm (250μm) e que em média possuem diâmetro de 45μm.
- Reservatório (cisterna)
Pode ficar apoiado, enterrado ou elevado e podem ser de concreto
armado, alvenaria em tijolos comuns, alvenaria em bloco armado, plásticos,
poliéster, etc.
- Extravasor
Deverá ser instalado na cisterna um extravasor (ladrão) que deverá
possuir dispositivo para evitar a entrada de pequenos animais.
5-6
Desinfecção
É aconselhável a desinfecção das águas de chuva com cloro residual
de 0,5mg/litro a 1,0mg/L, que pode ser feito no bombeamento das águas
pluviais, usando uma pequena bomba dosadora de cloro de hipoclorito de
sódio.
O custo da água armazenada, de aproveitamento de água de chuva,
incluindo as canalizações, instalação elétrica, bomba centrífuga flutuante,
dispositivo automático de limpeza com filtros, reservatório em polipropileno ou
chapa de aço inox, etc varia de US$ 100/m3 a US$ 200/m3.
Na Figura (5.4) temos dois reservatórios de aço inox fabricado em
Guarulhos, com 3.000 litros cada.
Figura 5.4 - Dois reservatórios de aço inox com 3.000 litros cada.
Observar o dispositivo (peneira) (seta).
5-7
Capitulo 5
5.5 Volume de água de chuva aproveitável
O volume de água de chuva aproveitável depende do coeficiente de
runoff do telhado bem como da eficiência dos dispositivos usados para o first
flush (carga de lavagem).
V= P x A x C x η first flush
Sendo:
V= volume mensal de água de chuva aproveitável (litros)
P= precipitação média mensal (mm)
C= coeficiente de escoamento superficial (runoff) do telhado (adimensional)
η first flush = eficiência do dispositivo de descarte da primeira água do sistema
A= área do telhado em projeção (m2)
Exemplo 5.1
Supomos, por exemplo, a precipitação media mensal do mês de janeiro da
Região Metropolitana de São Paulo que é P= 272mm. Supomos telhado com
2
runoff C= 0,95 e η first flush = 0,80.A área do telhado é 500m .
V= P x A x C x η first flush
V= 272 x 500 x 0,95 x 0,80= 103.360litros
5.6 Métodos de dimensionamento da cisterna
Para o dimensionamento da cisterna são importantes: a área de
captação do telhado, a precipitação local e a demanda da água não potável.
Os métodos a serem usados são vários, como o Método de Rippl,
Método da Simulação e o Método Monte Carlos.
5.7 Método Prático para dimensionamento da cisterna
Para uma região onde a precipitação média anual é de 1500mm,
poderá ser captado 50% ou seja, 750mm/ano e a média mensal é de
aproximadamente 60mm, obtido da divisão de 750mm por 12 meses. Como
1mm corresponde a 1litro por metro quadrado, então teremos a taxa de
60litros/m2. Isto garantirá uma probabilidade aproximada de 85% para que o
sistema funcione bem.
Exemplo: um telhado com 200m2 poderá captar:
200m2 x 60 litros/m2= 12.000litros= 12m3
Portanto, podemos usar 12m3 de água de chuva durante um mês e
fazer um reservatório com 12m3. Caso haja previsão de dois meses de seca o
reservatório deverá ter 24m3 para se retirar mensalmente 12m3.
5-8
5.8 Benefício/Custo
É comum a análise da relação benefício/custo ou o uso do payback para saber se compensa ou não usar água de chuva.
A viabilidade é clara para os consumidores das categorias comerciais
e industriais e para casas com áreas acima de 300m2. No que se refere às
pequenas residências, a viabilidade fica prejudicada, pois o subsídio da água
pública chega até 20m3 mensais.
5.9 Conclusão
Muitas indústrias, shoppings, supermercados e prédios de
apartamentos já estão usando a água de chuva para fins não potáveis;
inclusive a Prefeitura Municipal de Curitiba (ano 2003) e a Prefeitura Municipal
de São Paulo (ano 2005) já possuem leis a respeito, mas ainda não
regulamentadas.
A economia global da água para as concessionárias de água com o
uso de água de chuva é de aproximadamente de 15% do total que é um
volume considerável.
Em regiões, onde a disponibilidade hídrica social é menor que
1.000m3/ano x habitante (stress da água segundo as Nações Unidas), deveria
ser incentivado o uso da água de chuva e o reúso dos esgotos sanitários,
como é o caso da Região Metropolitana de São Paulo, onde dispomos
somente de 201m3/ano x habitante.
5.10 Bibliografia
TOMAZ, PLINIO. Aproveitamento de água de chuva, 2003, Navegar, São
Paulo.
5-9
Capítulo 6
Os países desenvolvidos aceitaram compromissos diferenciados de
redução ou limitação de emissões entre 2008 e 2012 (representando, no
total dos países desenvolvidos, redução em pelo menos 5% em relação
as emissões combinadas de gases de efeito estufa de 1990).
Protocolo de Quioto, Japão, 1997
6-1
Capítulo 6
SUMÁRIO
Ordem
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
Assunto
Capítulo 6 - Conservação da água
Água doce no mundo
Disponibilidade Hídrica de um país: m3/hab/ano (Nações
Unidas)
As atitudes a serem tomadas: Shiklomanov
Estratégias para conservação da água:
Submetering
Reciclagem e reúso da água
Água Industrial
Medidas não convencionais para conservação da água
Aproveitamento de águas de chuvas
Bibliografia
6-2
Página
6.1 Água doce no mundo
Mar Aral (Rússia): dois rios secaram. Plantação de algodão
Rio Colorado (EUA)
Rio Nilo: 1900- 85 km3/ano 52 km3/ano 42 km3/ano
Índia e China: superexplotação da água subterrânea
A água é um recurso finito
Volume total 1.386 milhões de km3 de água na Terra
Água salgada 97,5%
Água doce
2,5%
Total
100,0%
Água doce (Shiklomanov,1998).
68,90% estão congelados nas calotas polares do Ártico, Antártida e nas
regiões montanhosas.
29,90% água subterrânea compreende do volume total de água doce do
planeta.
0,266% da água doce representa toda a água dos lagos, rios e
reservatórios (0,007% do total de água doce e salgada)
0,934% biomassa e atmosfera sob a forma de vapor
100,000% Total
Brasil : 12% da água doce do mundo
Recursos hídricos
68,5%
3,3%
6,0%,
6,5%
15,7%.
Região Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
População
6,83%
28,94%
42,73%,
15,07%
6,43%.
Região Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
6-3
Capítulo 6
6.2 Disponibilidade Hídrica de um país: m3/hab/ano (Nações Unidas)
Países “muito pobres” ou com “escassez de água” < 500 m3/hab/ano.
Líbia, Arábia Saudita, Israel, Jordânia, Singapura entre outros.
Os países ”pobres em águas” 500 m3/hab/ano <índice <
3
1000m /hab/ano. Egito, Quênia, Cabo Verde e o baixo Colorado, nos Estados
Unidos.
Países com “estresse de água” <1000m3/hab/ano
Países com “abastecimento regular” 1000 m3/hab/ano<índice<2000
3
m /hab/ano. Paquistão, Etiópia, Ucrânia Bélgica, Polônia.
Países “suficientes” 2000 m3/hab/ano <índice <10000 m3/hab/ano.
Alemanha, França, México, Reino Unido, Japão, Itália, Índia, Holanda,
Espanha, Cuba, Iraque, Estados Unidos e outros.
Países “ricos em água” 10.000 m3/hab/ano <índice <100.000
3
m /hab/ano. Brasil, Austrália, Colômbia, Venezuela, Suécia, Rússia, Albânia,
Canadá, Argentina, Angola.
Países “muito ricos em água” >100.000 m3/hab/ano. Guiana
Francesa, a Islândia, o Gabão, o Suriname e a Sibéria (Rússia).
Brasil “rico em água” 35.732 m3/hab/ano.
São Paulo possui 2.209 m3/hab/ano
Região Metropolitana de São Paulo- 201 m3/hab/ano
Pernambuco 1.270 m3/hab/ano. Israel 470m3/hab/ano
Ceará que tem 2.279 m3/hab/ano.
Amazonas tem 773.000 m3/hab/ano
Roraima 1.506.488 m3/hab/ano (maior do Brasil)
Mundo: 7.300 m3/hab/ano (ano 2000)
Maior uso da água é na agricultura e na irrigação.
População do mundo: 6 bilhões
Shiklomanov, março de 2000: situação atual: 35% da população do
planeta está em regiões com estresse de água.
População ano 2025-8 bilhões- 66% da população mundial estará com
estresse de água (WHYCOS, 2000).
Exemplos: o Peru –1990-1.790 m3/hab/ano. Ano 2025 -980 m3/hab/ano.
Tanzânia –1990- 2.780 m3/hab/ano. Ano 2025 -900 m3/hab/ano.
As ações antropogênicas: piora o problema. Aquecimento global da
atmosfera. Poluição dos mananciais superficiais e subterrâneos.
6-4
UNESCO,1999
A utilização dos recursos hídricos deve ser sustentável, isto é, deve
ser administrado globalmente, com o objetivo de atender a sociedade agora e
no futuro, mantendo a integridade ecológica, ambiental e hidrológica.
Portanto, o desenvolvimento sustentável da água necessita de um
compromisso no presente, para atender as nossas necessidades sem
comprometer as futuras gerações.
6.3 As atitudes a serem tomadas: Shiklomanov
1. Proteção dos recursos hídricos através de um decréscimo drástico no
consumo da água, especialmente na irrigação e indústria.
2. Cessação ou redução das descargas de águas residuárias nas bacias
hidrográficas.
3. Melhor utilização da água através de planejamento a longo prazo, das
águas de escoamento superficial dependendo da época sazonal.
4. Uso da água salgada ou salobra através da dessalinização térmica ou
osmose reversa.
Água do mar: US$0,50/m3 a US$0,80/m3
Água salobra: US$0,20/m3 a US$0,35 /m3
5.
Intervenção ativa no processo de precipitação das águas de chuvas.
6. Uso da água das geleiras, das águas seculares dos grandes lagos e
dos aqüíferos subterrâneos.
Aqüífero Botucatu (chamado de Aqüífero Guarani) 35.000 km3 de
água renovável.
Rebocar geleiras (água doce) para as grandes cidades litorâneas, tais
como Nova Iorque e outras.
7.
Redistribuição dos recursos hídricos através do território.
Transferência de parte da água do Rio São Francisco (eixo leste para
a Paraíba com 16m3/s) e eixo norte para o Ceará com 48m3/s)
Aqueduto do rio Colorado localizado na Califórnia (EUA)
Container de 10.000 toneladas rebocado por navio Turquia
6-5
Capítulo 6
6.4 Conservação da água
Conservação da água é um conjunto de atividades com objetivo de:
-
Reduzir a demanda da água;
Melhorar o uso da água e reduzir as perdas e desperdícios da
mesma;
Implantar práticas agrícolas para economizar a água.
Benefícios obtidos com a conservação da água:
- Economia de energia elétrica;
- Redução de esgotos sanitários;
Proteção do meio ambiente nos reservatórios de água e nos
mananciais subterrâneos.
Medidas convencionais de conservação da água
6.5 Estratégias para conservação da água:
Providence - Estado de Rhode Island - Estados Unidos, apresentou
no congresso de Conservação da água de 1993, realizado em Las Vegas,
Nevada, conforme Tabela (6.1).
Tabela 6.1 - Medidas convencionais de conservação da água
Medidas convencionais de
Porcentagem aproximada de
conservação da água
economia prevista
Consertos de vazamentos nas redes
públicas
Mudanças nas tarifas
32%
Leis sobre aparelhos sanitários
19%
Consertos de vazamentos nas casas
8%
7%
Educação pública
5%
Redução
públicas
Total
de
pressão
nas
redes
26%
3%
100%
6-6
Estimativa das medidas convencionais para conservação da água.
Mudanças nas tarifas
Estados Unidos - estrutura tarifária decrescente, tarifas uniformes,
tarifa crescente.
Brasil - tarifa crescente, aliada as tarifas sociais para possibilitar o
uso da água para pessoas de baixa renda. Em geral, adota-se um mínimo de
10m3/mês subsidiado internamente pelos consumidores de maior consumo.
Avaliação do consumo de água - com relação a algumas variáveis como
preço, renda, número de pessoas que moram numa casa é importante para
as ações de conservação da água em relação a tarifa.
Reciclagem e
Reuso
7%
Educação
Pública
5%
Leis sobre
aparelhos
sanitários
19%
Redução de
Pressão
3%
Mudanças nas
Tarifas
26%
Conserto de
Vazamentos
32%
Conserto de
Vazamentos nas
casas
8%
Figura 6.1 - Medidas convencionais de conservação da água
6-7
Capítulo 6
Elasticidade da demanda - o quociente entre a porcentagem da variação na
quantidade da demanda pela porcentagem na variação do preço (renda ou
número de pessoas na casa), conforme Tabela (6.2). Toma-se o valor da
elasticidade em valor absoluto. Se o valor obtido for maior que 1 (um) a
demanda é elástica e, se for menor que 1 (um), a demanda é inelástica.
Existem produtos inelásticos como o sal. Diminuindo o preço do sal, o
consumo não será alterado. Se aumentarmos o preço do sal, o consumo será
o mesmo.
Tabela 6.2-Elasticidade do consumo em relação ao nível de renda, preço da
água e número de habitantes na casa nas diversas categorias
Categoria de
consumo
Residência unifamiliar
Edifícios multifamiliares
Comércio
Elasticidade
Preço da
Número de habitantes
Água
-0,2 a –0,4
+0,2 a +0,5
Nível de
Renda
+0,3 a +0,5
+0,4 a +0,6
0 a –0,2
-0,1 a –0,3
Indústria
+0,3 a +0,5
-0,1 a –0,3
Preço/m3 da tarifa de água em 15 países do mundo
Na Tabela (6.3) estão os preços das tarifas de 15 paises.
National Utility Service (NUS) em 15 países sobre o custo do m3 da
tarifa de água no mundo
Os alemães pagam a água mais cara do mundo e os canadenses a
mais barata
Os americanos, US$0,66/m3 em média enquanto que os alemães
pagam US$2,44/m3
Guarulhos- US$0,70/m3 (média distribuída- SAAE paga US$0,25/ m3).
6-8
Tabela 6.3 Preço/m3 da tarifa de água em 15 países do mundo
Porcentagem de
País
Custo do m3 da água
acréscimo ou
decréscimo da tarifa
US$/m3
em relação ao ano
anterior
Alemanha
1,89
15,2
Dinamarca
1,62
12,5
Bélgica
1,53
21,4
Holanda
1,24
2,2
França
1,22
-0,9
Inglaterra
1,17
6,3
Itália
0,75
1,3
Finlândia
0,68
-6,2
Irlanda
0,62
6,9
Suécia
0,57
-2,2
Espanha
0,56
0
Austrália
0,49
-39,4
Estados Unidos
0,47
-1,4
África do Sul
0,45
22,8
Canadá
0,40
4,3
Educação pública
Televisão, rádio, jornais e panfletos não ultrapassam de 5% do total
de economia de água que se pode fazer.
Palestras em escolas, visitas técnicas e assessoramento às
indústrias, encorajando as medidas de conservação da água.
Conserto de vazamentos no sistema de distribuição de água potável
Reparos nas redes e ligações de água - bem como instalar de
medidores da água em setores da rede para conhecimento a distância
(telemetria) das vazões e constatar a perda de água quando ela acontecer
(tempo real).
Reabilitação - anual de cerca de 1% da rede de distribuição, isto é,
a reconstrução de trechos muito velhos que apresentam problemas de
construção ou de material inadequado.
Os vazamentos nas redes e ligações de água em Guarulhos são de
22m3/km/dia enquanto que na Inglaterra é 8,4m3/km/dia e na Alemanha
3,7m3/km/dia.
6-9
Capítulo 6
Redução de Pressão da água nas redes públicas
Economia de água de cerca de 3%.
Válvula redutora de pressão (VRP) moderna com comando a
distância usando telemetria que realmente funcionam.
Leis sobre aparelhos sanitários
Nos Estados Unidos em 24 de outubro de 1992 foi promulgada Lei
Federal 102-486 - Energy Policy Act,
Bacia sanitária:
6 litros/descarga (EUA)
Torneiras:
10 litros/minuto(EUA)
Descargas em mictórios:
3,8 litros/descarga(EUA)
Chuveiros:
10 litros/minuto(EUA)
IPT em 1986 - variavam de 20 litros/descarga a 12 litros/descarga,
México - substituídas em 1998, gratuitamente, 350.000 bacias sanitárias
possibilitando o abastecimento de mais de 250.000 pessoas.
Caixa de descarga da Docol para 6 litros.
Figura 6.2 - Caixa de descarga com 6 litros/descarga junto da
bacia sanitária
6-10
Para economizar água, a caixa de descarga Docol consome de 6
litros/descarga a 9 litros/descarga. O volume de 6 litros ou 9 litros é
determinado pela bacia sanitária. Atualmente existem bacias que precisam de
6 litros e outras de 9 litros.
Arejadores da Docol
Figura 6.3 - Arejador que é instalado na torneira de cozinha
Torneira com sensor que abre automaticamente (Docol)
Figura 6.4 - Torneira com sensor
Bateria: A torneira é alimentada por bateria de 9 volts.
Possui led interno na lente que indica quando a bateria está fraca.
6-11
Capítulo 6
Hidrômetros em apartamentos
6.6 Submetering
Submetering é o que chamamos aqui de sub-medidor. Hidrômetro
principal (master) e sub-medidores em cada apartamento. Foi usado no Brasil
pela primeira vez em 1970, no Parque Cecap, antigo Conjunto Zezinho
Magalhães Prado.
Guarulhos - temos a Lei 4650 de 27 de setembro de 1994, que exige
que apartamentos com área menor que 100m2 tenham hidrômetros
individuais. A economia de água pode chegar a 30%, comparando-se quando
o apartamento não tinha hidrômetro. Em Guarulhos existem mais de 20.000
apartamentos com medição individualizada.
Pernambuco - na cidade de Recife tem sido usados, com sucesso,
hidrômetros em prédios de apartamentos novos e velhos. Isto foi feito pelos
drs. Adalberto Cavalcanti Coelho e João Carlos B. Maynard, havendo
atualmente cerca de 40.000 apartamentos no Recife com hidrômetros
individuais.
Goiânia: existe cerca de 12.000 hidrômetros individuais em
apartamentos.
6.7 Reciclagem e reúso da água
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
(ABES) em 1992 - Pedro Mancuso, Manoel Botelho e outros.
Os esgotos sanitários podem dispor de até três tipos de tratamento.
Tratamento primário - retirada de materiais sólidos;
Tratamento secundário - após o tratamento primário. É a redução da
demanda bioquímica de oxigênio (DBO) a níveis tolerantes com redução
considerável de microorganismos até aproximadamente 98%;
Tratamento terciário - após o tratamento primário e secundário é
usada a floculação, filtração, carvão ativado, osmose reversa.
A desinfecção é usada nos tratamentos secundário e terciário para
destruir as bactérias, vírus e outros patógenos.
Reúso e reciclagem - são usados, muitas vezes, como sinônimos,
nos Estados Unidos. A água de reúso ou reciclagem não é potável e poderá
ser usada em descargas de bacias sanitárias, irrigação, uso industrial, recarga
de aqüíferos subterrâneos, etc conforme o nível de tratamento. A tubulação
que conduzir água de reúso ou reciclada terá cor vermelha (normas da
Califórnia) e será identificada salientando tratar-se de água não potável.
6-12
Descarga zero - muitas indústrias no Brasil já começaram a reciclar a
sua água dentro da sua propriedade. Os esgotos sanitários ou industriais são
tratados e reutilizados, com o objetivo de se obter descarga zero, o que na
prática é muito difícil de atingir.
Japão - o reúso da água vem sendo feito desde 1964.
México - possui o maior e mais velho projeto de reúso da água
usando esgoto sanitário para uso na agricultura e irrigação. É irrigado em todo
o país 257.000 hectares com vazão de 102m3/s, ou seja, 8.812 milhões de
litros/dia (dados de 1995).
Califórnia - nos Estados Unidos tem um regulamento (California
Code of Regulations Title 22) para o reúso da água de esgoto sanitário após
tratamento.
Europa - até o ano 2000 não existem normas européias para o reúso
da água de esgoto tratada, entretanto o Artigo nº12 sobre as Diretivas sobre o
tratamento de esgotos (91/271/EEC) estabelece que os esgotos tratados
devem ser reaproveitados de maneira conveniente.
6.8 Água Industrial
Objetivo - uso da água industrial já é comum nos Estados Unidos e
na Europa, sendo o mesmo altamente recomendado.
Reúso potável direto - quando após o tratamento secundário e
terciário de um esgoto sanitário, o mesmo é lançado diretamente na rede de
distribuição de água potável, temos o reúso potável direto, o que é
desaconselhado pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e por
demais órgãos internacionais. Em resumo, a água obtida por intermédio de
reúso, não deve ser usada como água potável.
Reúso potável indireto - quando os efluentes de uma estação de
esgoto sanitário, após o tratamento secundário e terciário, reforçar as águas
subterrâneas através de injeção de poços tubulares profundos, ou quando for
misturado e diluído com outra água de superfície, temos o reúso potável
indireto.
Reúso não potável industrial - o reúso pode ser também de água
não potável, que é o nosso caso em questão. Quando o efluente de uma
estação de tratamento de esgoto, após o tratamento secundário e terciário,
pode abastecer indústrias e servir como água não potável, temos então o que
se chama de reúso não potável industrial.
6-13
Capítulo 6
Nações Unidas - em 1985 o Conselho Econômico e Social das
Nações Unidas, estabeleceu uma política de gestão para áreas carentes de
recursos hídricos, que suporta esse conceito: “a não ser que exista grande
disponibilidade, nenhuma água de boa qualidade deve ser utilizada para
usos que toleram águas de qualidade inferior”.
Agenda 21 - a Conferência sobre Desenvolvimento e Ambiente
realizada em junho de 1992 no Rio de Janeiro, dedicou importância especial
ao reúso, recomendando aos países participantes, “a implementação de
políticas de gestão, dirigidas para o uso e reciclagem de efluentes
integrando proteção da saúde pública de grupos de risco, com práticas
ambientais adequadas”.
Consertos de vazamentos nas casas evitam o desperdício
Na Tabela (6.4) temos as reduções de consumo em diversas
categorias.
6-14
Tabela 6.4 - Redução de consumo de água em diversas
categorias de consumo localizando vazamentos e instalando aparelhos
economizadores de água.
Categoria de
Consumo
Quota per capita
litros/funcionário/dia
Redução
de
consumo
de água
Período de
Pay-back
(mês)
Antes
Depois
Escritório
comercial
57
47
16%
9
Edifício da
SABESP (sede)
83
32
62%
8
Cozinha da Ford
39
19
52%
1
Cozinha Ford
Ipiranga
42
20
52%
1
Cozinha da
SABESP(sede)
33
16
66%
0,5
Hospital das
Clínicas
255
202
21%
0,20
Armazéns
Ceagesp
40
27
37%
0
6-15
Capítulo 6
Dicas para conservação d´água em residências
Banheiro
Verificar se não há vazamentos nas torneiras e nas tubulações;
Feche a água enquanto estiver escovando os dentes ou fazendo a
barba.
O banho no chuveiro não deve ultrapassar 5 (cinco) minutos. Desligue
o chuveiro enquanto estiver usando o sabonete.
Um misturador de cozinha gasta 12 litros/minuto. Em 5 minutos gasta
60 litros.
Um chuveiro gasta 15 litros/minuto. Em um banho de 5 minutos gastase 75 litros e em 10 minutos gasta-se 150 litros.
Use chuveiros com restritor de vazão e que, portanto, economizam
cerca de 30% da água (Deca).
Uma torneira de lavatório gasta 10 litros/minuto. Um minuto gasta
10litros. Em 5 minutos gasta 50 litros.
Verifique periodicamente a bacia sanitária. Se a mesma for com caixa
de descarga, coloque um pouco de alguma substância colorida na água.
Espere alguns minutos e se você observar a cor na água da bacia sanitária
então há vazamento. Se a bacia sanitária tem válvula de descarga, esvaziar a
água contida no fundo da bacia e notar se a mesma enche de água através
de vazamento da válvula. Isto pode ser feito com cinza de cigarro. Coloque
cinza de cigarro e se a mesma está sendo deslocada existe vazamento.
Instale de preferências bacias sanitárias com caixa acoplada com 6
litros/descarga. As válvulas de descargas apresentam o grande risco de
retrossifonagem, pois pode haver mistura de água limpa com água suja.
Cozinha e Lavanderia
As máquinas de lavar roupas e pratos são mais eficientes quando
estão funcionamento a plena carga, isto é, na sua capacidade máxima. Evite
usar um ciclo extra. Não ultrapasse a carga recomendada pelo fabricante.
Adquira uma máquina de lavar roupas ou pratos que economize água.
Existem máquinas de lavar roupas e pratos que usam de 18 litros a 100 litros.
Utilizar a quantidade de água correta para preparar alimentos sem
exageros.
6-16
Um misturador de cozinha gasta 12 litros/minuto. Durante 5 minutos
gasta 60 litros.
Instale torneiras na cozinha com aerador.
Uma torneira gasta 12 litros/minuto.
Quando lavar pratos com as mãos não deixe a água ficar correndo
livremente. Tampe a cuba para proceder a limpeza. Lave tudo de uma só vez.
Os pratos ficam secos em duas horas aproximadamente.
Fora da casa e dados gerais
Controle o consumo de água de sua casa. Uma pessoa gasta em
média 5m3/mês. Assim uma casa com 4 pessoas deverá gastar em média 4
pessoas x 5m3/mês = 20m3/mês. Pode haver uma variação para mais ou para
menos de 30% (trinta por cento), o que ainda será considerado normal.
Quando estiver fora da faixa dos 30% haverá problema de vazamentos ou
desperdícios.
Quando lavar o carro use sabão e água em um balde. Use uma
mangueira com esguicho na ponta para fechar a água.
Conserte os vazamentos visíveis, tais como vazamentos em torneiras,
no ladrão da caixa d´água, nas máquinas de lavar roupa e pratos. A média em
100 casas é de 25 vazamentos nas torneiras e 25 nas bacias sanitárias.
Use uma vassoura e balde para limpar as calçadas e passeios.
Verificar vazamentos nas instalações internas, utilizando o método do
copo e outros.
Verificar se não há vazamentos nos reservatórios.
No caso de sprinklers para rega de jardins, não regar os passeios e
calçadas. Verifique constantemente o sistema de sprinklers.
Um sprinkler gasta de 10 litros/minuto a 35 litros/minuto. O sprinkler
deve trabalhar duas vezes por semana funcionando menos que uma hora.
Uma torneira de jardim ou de tanque gasta 12 litros/minuto. Em 5
minutos gasta 6 litros. Em 10 minutos gasta 120 litros.
6-17
Capítulo 6
Regue ao amanhecer ou entardecer quando a temperatura do dia
está mais baixa para evitar a evaporação.
Reaproveitar a água das máquinas de lavar roupa para lavagem de
pátios.
Não regar jardins em dias de chuva ou quando acabou de chover.
Para irrigação de jardins devem ser instalados aparelhos automáticos
que levam em conta a precipitação das chuvas.
Use gramas que usam pouca água.
Dicas gerais para economizar água
Ensine às crianças as medidas de conservação da água. A água não
deve ser usada como um brinquedo.
Evite comprar brinquedos que usem a água.
Ensine os empregados das medidas de conservação da água.
Encoraje as escolas nas medidas da conservação da água.
Ensine os amigos e vizinhos das medidas de conservação da água.
Sugestões gerais para economia de água em comércio
Os postos de gasolina e lava-rápidos podem economizar água,
fazendo a reciclagem da mesma, podendo ser obtido redução de até 80% do
consumo.
Os edifícios de escritórios podem diminuir o consumo de água,
fazendo-se uma verificação em todas as bacias sanitárias e torneiras.
Em restaurantes pode-se obter economia verificando-se as bacias
sanitárias, torneiras de lavatórios, mictórios e torneiras nas cozinhas.
6-18
6.9 Medidas não convencionais para conservação da água
Medidas não convencionais para conservação da água são: uso do
graywater, uso da água de chuva, bacias sanitárias para compostagem e
dessalinização.
Graywater (águas cinzas)
É muito grande nos Estados Unidos principalmente na Califórnia.
Graywater é o esgoto residencial provindo da torneira do banheiro, do
chuveiro, da banheira, da máquina de lavar roupas. Não inclui os esgotos das
bacias sanitárias (black water), das torneiras das cozinhas e nem das
máquinas de lavar pratos.
Figura 6.5 - Tipo de tratamento de graywater usado nos Estados
Unidos
Tratamento de esgoto (graywater) para uso na irrigação
Na Califórnia o uso do graywater é legalizado e usado somente para
irrigação abaixo da superfície através de tubulações enterradas.
Custo - existem para serem adquiridos na Califórnia cerca de 20
sistemas que usam o graywater, cujo custo varia de US$200,00 a
US$1000,00. O uso da graywater reduz o consumo de água na Califórnia em
cerca de 15 a 25%.
Não há odor e o uso do graywater também pode ser usado para
descargas das bacias sanitárias.
6-19
Capítulo 6
Bacias sanitárias para compostagem
Adubo natural - embora seja completamente desconhecido no Brasil,
nos Estados Unidos usam-se muito bacias sanitárias que fabricam um adubo
natural, isto é, fazem a compostagem.
Nas bacias sanitárias com compostagem é usado processo aeróbio
para quebrar o material orgânico produzindo o CO2. É instalado em
residências e em prédios menores que três pavimentos. Nestas bacias
sanitárias para compostagem praticamente não se usa água, havendo
economia da mesma em cerca de 28%. Periodicamente é necessário uma
pequena manutenção.
Nos Estados Unidos e Canadá existem 20.000 banheiros públicos
onde se usam as bacias com compostagem do tipo Sueco, denominada
Clivus Multrum.
O custo de uma bacia de compostagem varia de US$750,00 a
US$1200,00. Não produz odor, é de fácil instalação e necessita de ventilação.
Na prática, são adicionados materiais de carbono para melhorar a eficiência
da compostagem.
Figura 6.6-Bacia de Compostagem
6-20
6.10 Aproveitamento de águas de chuvas
O aproveitamento de águas de chuva é bastante velho. Existe lei de
870 anos a.C, feita pelo rei Mesha, dos Moabitas (falavam uma língua
semelhante ao hebraico) que obrigava as famílias locais a aproveitar a água
de chuva dos telhados.
Figura 6.7 - Aproveitamento de água de chuva
Aproveitamento de água de chuva com reservatórios de PVC.
É usado nos Estados Unidos, na Alemanha, Austrália e Japão, entre
outros. No Brasil é usada em algumas cidades do Nordeste.
Cisternas - de modo geral, a água de chuva é acumulada em
cisternas.
Alemanha - em Hamburgo, a água de chuva é muito usada para as
descargas nas bacias sanitárias e servem para aliviar o pico das vazões de
enchentes. A prefeitura de Hamburgo fornece US$ 1500 a US$ 2000 a quem
aproveitar água de chuva. Em Guarulhos foi colocado, no novo Código de
Obras, a exigência de reservatórios de detenção em lotes.
Japão - o aproveitamento da água de chuva é feito em casas, prédios
de apartamentos, estádios de beisebol e prédios de escritórios. A água de
chuva é usada para as descargas nas bacias sanitárias e rega de jardins.
6-21
Capítulo 6
Europa - os especialistas esperam que na Europa cerca de 15% da
água utilizada seja aquela provinda da água de chuva até o ano de 2010 e
que na Alemanha chegue a 24% (dados de fevereiro/2000).
Dessalinização de água do mar ou salobra
Dessalinização da água do mar ou de águas salobras: usado desde
1950.
Técnicas de dessalinização são duas: a osmose reversa e
destilação. São muito usadas no oriente médio, nos países detentores de
petróleo.
Preços: Água do mar US$0,50/m3 a US$0,80/m3
Água salobra US$0,20/m3 a US$0,35/m3.
Dois processos básicos: para dessalinização da água do mar é
usada a destilação através do processo Multi-Stage Flash (MSF) que é o
melhor. Para águas salobras, o processo mais eficiente e econômico é da
Osmose Reversa (RO) muito usada no nordeste do Brasil devido a pesquisas
e incentivo da Universidade de Campina Grande, na Paraíba.
Na Arábia Saudita existe desde 1978, uma estação dessalinizadora
para 59.000m3/dia e, em Trinidad, de 113.000m3/dia.
Estados Unidos é muito usada a dessalinização nos estados da
Califórnia e da Flórida.
Talvez o custo super-baixo da dessalinização nunca aconteça.
Haverá um ponto em que os preços não mais cairão, como aconteceu com a
energia elétrica de origem nuclear.
6-22
6.11 Bibliografia
TOMAZ, PLINIO. Economia de água. Navegar, São Paulo, 2003.
6-23
Índice Geral
Índice Geral
7-1
Capitulo 7
Água: pague menos
ÍNDICE GERAL
Ordem
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
1.20
1.21
1.22
1.23
1.24
1.25
1.26
1.27
1.28
1.29
1.30
1.31
1.32
1.33
1.34
Ordem
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Assunto
Capítulo 1 - Reúso de água
Introdução
Medidas e incentivos
Consumo cidade de Guarulhos mês de março 2006 SAAE
Média de consumo de uma casa
Quanto podemos reaproveitar de águas cinzas numa casa?
Tarifas do SAAE
Normas da ABNT
Reúso
Reúso de esgotos sanitários urbanos regionais
Considerações
Onde usar a água de reúso dos esgotos sanitários?
Reúso para uso industrial
Reúso para uso agrícola
Reúso para o meio ambiente
Recarga dos aqüíferos subterrâneos
Reúso para uso Recreacional
Reúso urbano
Níveis de tratamento de esgotos sanitários municipais
Tratamento preliminar
Tratamento primário
Tratamento secundário
Tratamento terciário
Tratamento avançado
Rede dual
Guia para reúso da água da USEPA
Estado de New Jersey
Estado da Geórgia
Estado da Flórida
Uso da água de reúso
Padrões de qualidade da água para reúso
Normas da ABNT
Custos
Assunto
Capítulo 2 - Tanque séptico
Introdução
Normas brasileiras
Sistemas de tanques sépticos
Caixa de gordura
Tanque séptico
Septo difusor
7-2
Página
Página
Índice Geral
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
Ordem
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
Ordem
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Ordem
5.2
5-2
Efluente do sistema de Tanque séptico + septos difusores
Remoção do lodo
Custo
Reúso
Estudo de caso
Adsorção em carvão ativado
Assunto
Página
Capítulo 3 – Aguas cinzas
Introdução
Tratamento do águas cinzas
Nomenclatura
Riscos do águas cinzas
Qualidade do águas cinzas
Área para irrigação com águas cinzas
Custos
Aceitação pública
Reservação do águas cinzas
Volume de água para dimensionamento
Uso da água
Uso do águas cinzas
Técnicas e Tecnologias
Recomendações finais
Exemplo de caso: Gafisa - reúso da água usando águas cinzas
Introdução
Aspecto legal
Solução técnica
Cloração
Proposta
Custos
Bibliografia e livros recomendados
Assunto
Capítulo 4- Monitoramento do consumo de água em instalações
Introdução
Economia de água em instalações comerciais e industriais
Atividades
Estabelecimento de prioridades dos elementos dentro do Sistema de
Auditoria final
Estudo do caso: reduzir as despesas com água potável e esgoto sanitário
em uma indústria de alimentação.
Métodos não convencionais
Bibliografia
Assunto
Capítulo 5- Aproveitamento de água de chuva
Introdução
Aproveitamento da água de chuva através dos séculos
7-3
Página
Página
Capitulo 7
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
Ordem
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
6.11
Normas para aproveitamento da água de chuva
Componentes principais para captação de água de chuva
Volume de água de chuva aproveitável
Métodos de dimensionamento da cisterna
Método Prático para dimensionamento da cisterna
Beneficio/custo
Conclusão
Bibliografia
Assunto
Capítulo 6- Conservação da água
Água doce no mundo
Disponibilidade Hídrica de um país: m3/hab/ano (Nações Unidas)
As atitudes a serem tomadas: Shiklomanov
Estratégias para conservação da água:
Submetering
Água Industrial
Medidas não convencionais para conservação da água
Aproveitamento de águas de chuvas
Bibliografia
7-4
Página

pague menos - Prefeitura de Imbituba

Transcrição

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