Marco Antônio de Morais Alcantara
#QualidadeDaÁgua #TratamentoDaÁgua #TratamentoDeEfluentes #PreservaçãoDoMeioFísico
A água pode ter diferentes meios e formas de acesso ao ambiente
urbano. Do ponto de vista natural estas podem ter acesso por meio de
precipitação, assim como através das correntes dos cursos d’água,
ainda por fontes naturais. Do ponto de vista da atuação antrópica,
ela pode ser coletada de mananciais, e aduzidas para o meio urbano,
explorando águas subterrâneas, através de poços por bombeamento,
podendo este procedimento ser realizado por um órgão de interesse
público ou particular. Tratando-se de águas coletadas e armazenadas
para o consumo, segundo as demandas do meio urbano, pode-se
considerar que a grande parte destas sejam coletadas através de
reservas superficiais ou de águas subterrâneas, sendo recalcadas
para estações de tratamento.
As
águas coletadas da superfície ou da profundidade podem apresentar
diferentes contingências ou limitações, decorrentes de suas
condições de exposição e da interação com o meio físico. As
águas superficiais podem conter constituintes diversos tais como
matéria orgânica natural e artificial, produtos químicos,
suspensões ou ainda micro-organismos patógenos prejudiciais à
saúde humana. Por outro lado, as águas subterrâneas estão
sujeitas a serem influenciadas preferencialmente pelo contato desta
com os elementos inorgânicos presentes nas rochas e nos minerais,
não se descartando as possibilidades de contaminação por elementos
orgânicos ou elementos químicos presentes no solo, os quais são
infiltrados e carreados pelo escoamento subsuperficial.
A
água in natura é reprovada para o consumo direto, por ser um
potencial para a ocorrência de doenças tais como as diarreias,
hepatites e outras, além de causar perturbações no sistema
urinário. A composição da água é considerada ainda importante
diante da questão da “dureza da água”, provocando o baixo
rendimento em formação de espumas no contexto prático, e ainda
causando o desconforto ou o incômodo físico aos utilizadores. Ainda
pode se citar a questão do sabor ou do odor da água, os quais
causam o incômodo e mesmo a recusa no consumo de determinada água.
As
águas coletadas do manancial para consumo são encaminhadas para os
sistemas de tratamento, denominados por Estação de Tratamento de
Água (ETA). Dentro de processos diferenciados, a água pode ter a
eliminação dos seus riscos potenciais e das características
negativas ao consumo.
Uma
vez atendido o tratamento, a água é conduzida aos reservatórios da
cidade, de modo a estar disponível para o consumo. A Figura 1 ilustra o trajeto da água até chegar à distribuição.
Figura 1: O trajeto da água da captação até a distribuição.
A Figura 2 procura ilustrar as etapas do tratamento da água, dentro de sua
característica mais comum. .
Figura 2: Etapas do tratamento da água
Os processos de tratamento da água envolvem ações químicas,
físico-químicas, e físicas. Pelos processos químicos e
físico-químicos, situados em (1) e (2), considera-se o papel da
troca iônica e as substituições para a redução da dureza da
água, e a interferência na estabilidade das partículas, de modo a
poder favorecer a coagulação e a sedimentação das partículas,
por gravidade (3), reduzindo-se desta maneira as suspensões sólidas;
a filtração é útil para reduzir suspensões e micro-organismos
(4), e a desinfecção conduz a eliminação de micro-organismos
patógenos (5) A desinfecção se dá normalmente por meio de
produtos químicos, e o cloro é o que é mais utilizado. A
quantidade de cloro incorporada pode atribuir à água pode
incorporar um sabor característico, não agradável, contudo, isto
também decorre de que a quantidade de cloro incorporada à água tem
por objetivos proteger esta ao longo dos sistemas de distribuição.
Índices
de qualidade são exigidos para as águas tratadas e disponibilizadas
para o consumo, estes normalmente são: (i) ausência de turbidez,
que indicam a presença de substâncias sólidas e suspensões. As
suspensões podem estar associadas também a presença de
micro-organismos; (ii) baixa dureza; (iii) ausência de
micro-organismos patógenos; (iv) ausência de cor ou odor. Esta água
é água limpa.
A previsão de demanda se torna uma questão importante, considerando
fatores como a população (i), horários de maior consumo (ii)
hábitos da população (iii) e reserva para situações emergenciais
(iv), tais como a necessidade de utilização da água para conter
incêndios, ou de possíveis interrupções no serviço de captação.
Populações diferentes podem ter diferentes consumos diários de
água, assim como, quando a água é captada de mananciais
superficiais, pode haver variações sazonais ao longo do ano na
disponibilidade desta do manancial.
Após
a reservação, vem a distribuição da água, em atendimento às
diferentes demandas tanto residenciais como comerciais, e de
edifícios de uso institucional, tais como escolas, serviço público
e creches. Hortas podem ter o consumo direto da rede pública, assim
como pequenas empresas de processamento.
As
redes de distribuição devem propor a melhor funcionalidade, de modo
que a água chegue a té ao consumidor dentro das condições
adequadas de vazão e de pressão na rede. A pressão na rede
contribui do ponto de vista sanitário de modo a não facilitar a
contaminação da água.
Dentro
do estágio da utilização da água como a “atividade-fim”, o
que se tem de característico é o contato desta com as atividades
antrópicas, tais como as de alimentação, higienização, limpeza
de edificações, recreação, processamento industrial, jardinagem e
agricultura, entre outras coisas. Neste sentido poderão ser
incorporados à água a matéria orgânica, excretada do organismo
dos seres vivos, ou de origem sintética, a partir de produtos
utilizados no cotidiano, além das matérias orgânicas de outras
fontes como de origem de posas de jardim; tudo classificado como
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) ou Demanda Química de
Oxigênio (DQO); ainda, podem ser considerados os elementos químicos
tais como o nitrogênio e o fósforo, oriundos da deposição da
urina ou dos fertilizantes utilizados no meio urbano; e somam-se os
elementos químicos resultantes de processos industriais, e de
herbicidas.
Uma
vez sido utilizada a água, esta tem o seu retorno ao meio físico, a
partir das diferentes condições em que ela foi utilizada. A água
servida retorna pelos sistemas de esgoto. Os sistemas de esgoto podem
ser considerados como sistemas unitários ou sistemas separatistas,
sendo que, os unitários conduzem tanto a água coletada do esgoto
doméstico como dos coletores de águas pluviais. Normalmente se tem
utilizado os sistemas separatistas.
Quanto
aos sistemas de águas de drenagem urbana, estes são concebidos de
modo que o escoamento pode ser procedentes de vias, guias e sarjetas,
e de bocas de lobo para os coletores secundários, seguindo-se para
as galerias de drenagem e finalmente para os emissários, os quais
lançam a água no meio físico, devendo haver cuidado como os
impactos no meio físico. Esta água é contaminada, tanto por
elementos presentes nas vias, tais como dejetos de organismos de
animais, como de possíveis lançamentos clandestinos de redes de
esgoto em sistemas de águas pluviais.
Os
sistemas de redes de esgoto são constituídos por sistemas
primários, secundários, interceptores e emissários. As
características dos esgotos não permitem o seu lançamento
diretamente no meio físico, devido ao fato destes conter
contaminantes à saúde, e ainda do fato de que estes possam poluir
os cursos d’água, pelo aumento da D.B.O. Por esta razão é
normalmente realizado o seu tratamento antes de poder lançá-lo no
corpo receptor. A Figura 3 ilustra a trajetória de retorno da água
utilizada para o meio físico.
Figura 3: Trajetória da água residuária desde os pontos de utilização até o retorno ao meio físico
O tratamento do esgoto compreende três fases: (i) tratamento primário, (ii) tratamento secundário, e (iii) tratamento terciário. No tratamento primário são removidos os sólidos, e ainda é reduzida aproximadamente 30% da D.B.O; isto se dá pelo processo físico de sedimentação em um decantador. Segue-se o secundário, tratamento biológico, em duas fases. Na primeira fase o esgoto é disposto em um tanque de aeração, onde, através da oxigenação do efluente, possam sobreviver bactérias aeróbicas, que se alimentam da matéria orgânica, oxidando-a, e desta maneira reduzindo a D.B.O. Em fase seguinte o material é conduzido ao decantador, onde, as bactérias em suspensões sedimentam-se até o fundo. Neste local não há alimentos. Uma parte deste material é conduzida para fora, para uma fase de desinfecção, enquanto que outra retorna ao tanque aerado juntamente com as suspensões, e que é conhecido como o “lofo ativado”, e as bactérias nesta fase são ávidas por alimento e, desta forma, elas continuam a promover a oxidação da matéria orgânica e a queda da D.B.O. A Figura 4 ilustra as etapas do tratamento de esgotos por "lodos ativados".
Figura 4: Tratamento de esgotos pelo processo de tratamento biológico por lodos ativados
Como variáveis de projeto para as estações de tratamento se tem a
vazão, o volume dos tanques e o tempo de retenção.
Uma
observação importante é que, no tanque de aeração se dá também
a reprodução de micro-organismos, e isto contribui para o aumento
do lofo formado; e por esta razão nem todo lodo do sedimentado no
decantador é aproveitado para retornar ao tanque de aeração, sendo
uma parte dele descartado, e isso é assunto de novas atuações no
tratamento do esgoto.
Os
tratamentos prosseguem com a filtração e a desinfecção do
efluente tratado biologicamente, de modo a poder ser lançado no meio
físico, é o tratamento terciário.
Conforme
a preocupação ressaltada com relação ao lodo descartado do
processo, existem alternativas complementares para a continuidade
deste material que foi subtraído. Uma delas é a digestão
anaeróbica com a produção de metano, e do metano com o oxigênio
pode-se ter a formação de gás carbônico e de água. Este material
é digerido. No final, uma das preocupações que se tem é quanto ao
seu desaguamento, assim como o lançamento da parte sólida; obtém-se
um produto que pode ser recuperado ao meio físico de formas
diversas. Uma delas é a incorporação ao solo para a compostagem e
a produção de adubos, outra é o lançamento dela em áreas de
inundação ou em lagoas de estabilização.
Nos
dois sistemas o material é induzido aos processos de degradação
biológica, tanto sob condições aeróbicas como em condições
anaeróbicas. Isto vai depender da profundidade e das condições
para a presença de oxigênio. Onde existe a sedimentação do lodo o
processo se dá por condições anaeróbicas, enquanto que nas
regiões oxigenadas o processo se dá mediante condições aeróbicas.
No caso de lagoas de estabilização a parte superior pode ser
penetrada pela luz, e a presença de algas contribuem para produção
de oxigênio por fotossíntese; já na região inferior, de
acumulação de lodo, prevalecem as condições anaeróbicas, e na
região intermediária ocorre uma zona anoxa, facultativa. A figura 5 ilustra uma lagoa de estabilização.
Figura 5: Lagoa de estabilização
Para o caso de áreas inundadas, a seção transversal pode ser tal
que exista uma região superior, rasa, de aproximadamente 0,30m de
profundidade, sendo identificada na ilustração por Zona 1 e Zona 3;
se considera ainda uma outra região mais profunda, caracterizada por
um canal, de aproximadamente 0,9m de profundidade, compreendida pela
Zona 2. As regiões superficiais atuam como regiões anaeróbicas.
Plantas podem ser cultivadas na parte superior, de modo que, com o
movimentos das águas, se possa sofrer a influência dos caules, e
possa se promover a oxigenação da água. A Figura 6 ilustra uma região denominada por zona de inundação.
Figura 6: Zona de inundação.
Uma questão importante quanto aos sistemas naturais de tratamento
como os de áreas de inundação e os de lagoas de estabilização é
a redução de custos, em especial com a aeração para se manter
vivos os micro-organismos; por outro lado, estes sistemas requerem
áreas de terreno disponíveis.
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