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Processo avançado de tratamento de água superficial de mananciais não protegidos

Publicado em 06/04/2017 às 16:25:49

Estudo de caso : estação de tratamento de água do Rio Llobregat em Barcelona, Espanha (ETAP Sant Joan Despi)

 

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A Estação de Tratamento de Água ( ETAP ) de SANT JOAN DESPI em Barcelona, Espanha, inaugurada em 1955, trata as águas do rio Llobregat misturadas com as do efluente tratado, em grau terciário, da Estação de Tratamento de Esgotos daquela cidade, lançado a montante. Tem ao longo dos anos sofrido modificações de processos de tratamento com o objetivo de se adaptar à evolução dos padrões de potabilidade cada vez mais restritivos abrangendo inclusive novos parâmetros.

A vazão atual desta ETAP é de 5.3 m³/s e agrega tecnologias das mais avançadas dentre as instalações congêneres de potabilização em toda a Europa. A planta é operada pela AGBAR – Águas de Barcelona.

Em 2009 a planta de tratamento incorporou processos de filtração em membranas de ultrafiltração e de osmose reversa de modo a permitir o cumprimento de limites fixados para trihalometanos, subprodutos da desinfecção, graças à eliminação praticamente total dos precursores orgânicos e inorgânicos responsáveis pela geração destes compostos.

O tratamento convencional inclui gradeamento, desarenação, coagulação com sais de alumínio (não se adicionam floculantes à base de acrilatos), oxidação com dióxido de cloro (visando oxidar, ferro, manganês e matéria orgânica), além de desinfecção, sedimentação / decantação e filtração de areia.

Tratamento avançado

O tratamento avançado se inicia por ozonização seguida de filtração por carvão ativado destinada à melhora das condições organolépticas da água. O ozônio é gerado a partir do oxigênio líquido. A mistura oxigênio e ozona se difunde nas câmaras de contato proporcionando efeitos biocidas e oxidantes eficazes para eliminar microrganismos além de oxidar a matéria orgânica e outros compostos favorecendo sua retenção nos filtros de carvão ativado.

Na etapa de filtração por carvão ativado granular eliminam-se por adsorção compostos orgânicos, óxidos metálicos (ferro, magnésio, níquel, etc). Como parte da capacidade de adsorção do carvão se perde com o tempo, no caso de saturação é feita a regeneração em fornos especiais (serviço terceirizado).

 

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Cerca de metade da vazão tratada até este ponto é encaminhada a tratamento por membranas: Inicialmente o caudal é acidificado com ácido sulfúrico para ajustar o pH de modo a maximizar a retenção de alumínio residual na primeira etapa das membranas de ultrafiltração (UF). Estas membranas de 0,02 µm trabalham submersas e funcionam por aspiração de água até o seu interior segundo uma pressão de 0,8 Bar. A finalidade deste tratamento é a eliminação de bactérias e material em suspensão até o nível requerido para o correto funcionamento da osmose reversa.

Para a etapa de osmose reversa (OR), a água proveniente da ultrafiltração necessita ainda ser submetida a um condicionamento visando proteger a integridade das membranas de OR. Para tanto, a água é inicialmente submetida à radiação ultravioleta, adição de reagentes, filtração em filtros de cartucho e novamente ultravioleta.

A adição de reagentes objetiva proteger as membranas de possíveis precipitações. Neste caso, o pH é reajustado com ácido sulfúrico acrescentando-se bissulfito de sódio a fim de eliminar excesso de oxidantes, além de um dispersante que retarde os fenômenos de cristalização dos sais presentes na água.

Desinfecção e outros tratamentos

A radiação ultravioleta aplicada antes da adição dos reagentes tem função desinfetante para eliminar bactérias e vírus remanescentes das etapas anteriores de tratamento. Os filtros de cartucho, cujo tamanho de poro é superior as das membranas de UF, tem o objetivo de oferecer uma proteção adicional às membranas de OR em caso de fuga se sólidos em suspensão na etapa de UF. A radiação ultravioleta final é um cuidado adicional de desinfecção da água emanada dos filtros de cartucho por eventual ressurgimento de bactérias.

Na etapa de osmose reversa são esperadas, além da eliminação de bactérias e vírus porventura remanescentes, a eliminação de compostos orgânicos e inorgânicos presentes na água alcançando valores de condutividade e de TOC ( Carbono Orgânico Total ) extremamente baixos. Isso é conseguido com a aplicação de uma pressão de 8 a 16 Bar.

Como a água produzida é praticamente carente em sais dissolvidos, é feita uma remineralização em leitos de calcita a fim de se assegurar que a água não seja agressiva. Há eventual necessidade de adição de gás carbônico ou soda cáustica para facilitar a dissolução da calcita.

O índice de recuperação de água das três etapas alcança 90 %. O rejeito é lançado em um emissário de salmoura que atravessa toda a bacia do LLobregat que se dirige ao Mediterrâneo a uma distância adequada da costa a fim de evitar possíveis impactos ambientais.

Numa câmara de mistura se juntam a água ozonizada e filtrada por carvão ativado granular com a proveniente com a linha de membrana e de remineralização.

A água resultante deve estar equilibrada carbonicamente para que não seja agressiva nem incrustante. No reservatório final se dará a cloração que assegurará a eliminação de todo o conteúdo de amônia proveniente da etapa de ozonização-filtração por carvão ativo garantindo-se também a desinfecção total da água.

Tratamento de lodo

A planta de tratamento trata também todos os lodos produzidos nas purgas dos decantadores nas águas de lavagem dos diversos filtros e na drenagem dos leitos de calcita. Todos estes resíduos seguem para um reservatório de homogenização prévio. São tratados cerca de 17.000 m³ diários de lodo.
O tratamento de lodo consiste em várias fases iniciando-se pelo espessamento até 4 % de sólidos. Em seguida, desidratação em decantadores centrífugos até se obter um teor de sólidos entre 35 e 45 %. Na fase seguinte, o lodo é submetido à fluidização adicionando-se à massa, soda cáustica de forma tal a permanecer inalterada a secura dos lodos, enquanto é reduzida a sua viscosidade e a heterogeneidade.

Finalmente, a massa é atomizada (35 t/dia) até 95 % por evaporação da água em um atomizador. Este material é enviado à destruição térmica em fornos de cimento. O sobrenadante que sai desta unidade é enviado ao início do processo logo após a captação de água.

Toda a instalação é automatizada e monitorada através de um centro de telecontrole enviando ordens de comando por meio de mais de 10.000 sinais.
O custo unitário de tratamento por m³ é de € 0,20 (vinte centavos de Euro).

 

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Eng. José Eduardo Cavalcanti
Departamento de Engenharia
Ambiental do Brasil
www.ambientaldobrasil.com.br