Ultrafiltração emerge como solução viável para recuperar água em estações de tratamento

Santa Catarina investe R$ 104,6 milhões em nova estação de tratamento de água e reservatório em Biguaçu, ampliando a segurança do abastecimento local com tecnologias modernas.

O reúso de água é apresentado como uma estratégia crucial para a competitividade industrial, transformando efluentes em ativos financeiros através da economia circular.

É possível constatar que equilibrar a universalização do saneamento básico com o crescimento populacional e a realidade brasileira segue sendo uma tarefa complexa.

O desperdício resulta em impactos negativos ao meio ambiente, à receita e aos custos de produção das empresas, o que deixa mais caro o sistema como um todo, prejudicando, em última instância, todos os usuários.

Tecnologia ajudou a elevar os padrões de eficiência e qualidade no tratamento da água distribuída à população da região.

Sistema é usado no tratamento de efluentes, tratando águas residuais industriais e domésticas para reduzir poluentes e possibilitar o reuso ou descarte seguro no meio ambiente

Ao longo dos anos, a empresa projetou e executou as maiores plantas de reuso em refinarias, como a Plangás, com vazão de tratamento de 5.100 m³/h

O evento, um dos mais importantes do setor, acontecerá entre os dias 24 e 26 de abril de 2024.

Por Ailton César Teles de Barros, Paulo Ricardo Amador Mendes, Rafael Medeiros Ribeiro, Tatiane do Nascimento Lopes e João Vitor Pena de Souza RESUMO Nas estações de tratamento de água (ETAs), durante o processo de purificação de água, é necessária a paralisação das unidades operacionais de decantação e filtração após certo tempo de funcionamento para a realização da descarga e lavagem para a remoção das impurezas retidas. Trabalho este necessário para a maximização da eficiência de operação. Para tanto, durante as lavagens destas unidades, ocorre o descarte de grande volume de água. Mediante o descarte de quantidade considerável de água durante a lavagem destas unidades operacionais, viu-se a oportunidade de avaliar o potencial qualitativo e quantitativo deste volume de água para o reaproveitamento no processo de tratamento, objetivando reduzir as perdas inerentes ao tratamento. O volume médio mensal descartado corresponde a 32.304 m³, equivalendo a aproximadamente 13 piscinas olímpicas. Através da análise dos parâmetros físicos inicialmente realizados, a qualidade do efluente clarificado apresentou-se equivale a água decantada para os parâmetros cor, turbidez e pH após o ensaio de sedimentação durante o tempo de 3,0 horas. A princípio, seria possível o reaproveitamento no sistema de tratamento. Para tanto, serão necessários estudos complementares, através da avaliação dos parâmetros químicos e bacteriológicos, para melhor certificação do potencial qualitativo, de forma a aumentar a oferta de água tratada. Leia o artigo completo na edição 199 de Saneamento Ambiental

Por Mateus Souza * Nunca a sociedade valorizou tanto a água quanto nesta estiagem prolongada. Mas muitos desconhecem as técnicas envolvidas em seu tratamento no contexto industrial, de forma a aproveitar cada gota e devolver esse recurso tão precioso de volta à cadeia produtiva. O fato é que cada unidade fabril requer diferentes aplicações da água, com requisitos muito específicos, por exemplo, em relação aos equipamentos que a utilizam para resfriamento ou na forma de vapor. Eles precisam ser muito bem definidos para oferecer uma configuração adequada e garantir uma escolha correta, por exemplo, das válvulas do sistema, com dimensionamentos customizados e próprios para os parâmetros de operação (pressão, temperatura e fluido). A partir de minha experiência com esses equipamentos, gostaria de destacar abaixo as principais situações de tratamento da água permitidos hoje pela tecnologia. Água potável Em geral recuperada de águas subterrâneas, ela requer diferentes ações para ser efetivamente considerada potável. As principais providências incluem a precipitação ou floculação de partículas suspensas; absorção de substâncias orgânicas dissolvidas com uso de carvão ativado; ultrafiltração; esterilização com adição de cloro ou por meio da radiação de luz UV, entre outros. Na sequência, listo algumas dessas técnicas de limpeza: Ultrafiltração A água a ser tratada é conduzida com pressão reduzida (< 1 bar) por meio de diafragmas com poros de aproximadamente 0,01 μm. Além da retenção de minúsculas substâncias sólidas, opacidades, pólens e bactérias, e, parcialmente, retenção de vírus. Pelo diafragma passam apenas a água, os ingredientes solúveis, como endurecedores ou substâncias minerais, além das moléculas menores. Trocador iônico Em determinadas regiões, as águas subterrâneas podem conter grandes concentrações de íons alcalinos-terrosos, vários tipos de ácido carbônico e sulfatos. Para a desmineralização parcial, a água potável passa pelo leito misturador do trocador iônico, o que reduz os níveis de nitrato, sulfato, cloreto, carboneto de hidrogênio (HCO3-) e os endurecedores cálcio e magnésio. O ácido carbônico, formado pela reação desses produtos, pode ser removido em uma torre de água purificada, conectada a jusante. Nesse caso, as válvulas borboleta são as mais adequadas. Descontaminação por Ultravioleta Antes de chegar às residências, a água ainda pode passar por descontaminação por meio de radiação UVC, processo físico em que os microrganismos que ainda estão presentes na água são neutralizados, o que impede sua proliferação. Além do tratamento de água potável, existem outras qualidades de água a serem tratadas no contexto da indústria: Água residual industrial Esse é um tratamento bastante complexo, pois cada água residual apresenta uma característica própria, e o produto final também tem determinações específicas. Para customizar o resultado desejado, são necessárias válvulas versáteis e controladores de processo que possibilitem atendimento individual ao fluido de operação e todo o processo. Recuperação de águas de processamento Seja para alimentar caldeiras para a produção de vapor, refrigerar centrais elétricas ou como líquido básico na indústria farmacêutica, para ser usada na indústria a água precisa ser distribuída, bloqueada e dosada. Para isso, usa-se válvulas ou válvulas de bloco multivias bastante complexas. Recuperação de água purificada e de alta pureza A pureza dos fluidos de processo é decisiva em muitos segmentos, para se obter a devida qualidade do produto final. Na indústria de semicondutores, por exemplo, a preparação de água de alta pureza da melhor qualidade é uma vantagem competitiva. E para que alcancem a qualidade necessária, os componentes do sistema também devem atingir certos requisitos. Aqui, recomendo o uso de equipamentos resistentes fabricados com fluoro plásticos. Dessalinização da água do mar Por fim, essa técnica deverá atender uma demanda das próximas décadas, e não somente nos países industriais, por conta da escassez crescente da água. Um método eficiente é a recuperação de água potável por meio da dessalinização da água do mar. * Mateus Souza é Gerente geral de vendas da área industrial da GEMÜ Válvulas, Sistemas de Medição e Controle para a área de Energia e Indústria.

Por Giovanino Di Niro * O Brasil tem pela frente um imenso desafio para conseguir atender as metas incluídas no Novo Marco do Saneamento Básico, que prevê garantir o atendimento de 99% da população com água potável até 2033. Atualmente, esse índice está em 83,6%, o que resulta em quase 35 milhões de brasileiros sem acesso a esse serviço básico, segundo dados do Instituto Trata Brasil. Mas para obter sucesso dentro das melhorias previstas no texto sancionado recentemente, o país terá que resolver um dos grandes problemas do setor, que é o grande volume de perdas de água. Devido à infraestrutura atrasada do saneamento no Brasil, muito devido à falta de grandes investimentos e introdução de equipamentos modernos nos sistemas de transporte e distribuição da água, o país atingiu 38,5% de perdas reais e 37,1% em perdas comerciais ao longo de 2018, segundo dados de estudo divulgado este ano pelo Trata Brasil em parceria com a organização americana Water.org. Para se ter uma ideia da importância desperdiçada, todos os dias foram perdidos o equivalente a 7,1 mil piscinas olímpicas, volume que gerou prejuízo de mais de R$ 12 bilhões no ano base do levantamento. Para reduzir essa quantidade de perdas no transporte e na distribuição de água e dar um passo importante para atingir as metas impostas pelo Novo Marco do Saneamento Básico, é crucial que o sistema seja digitalizado. Medições em relação ao fluxo e pressão da água têm que ser realizadas em vários pontos da rede, por longas distâncias, pois só assim é possível detectar onde há variações que remetem a um problema no transporte e na distribuição. Hoje, por exemplo, a grande maioria das identificações só é feita quando uma pessoa percebe um vazamento e avisa a empresa responsável. Ou, na pior das hipóteses, quando se tem vazamentos pequenos que vão prejudicando o lençol freático até abrir uma cratera no local. Com a digitalização por meio da instalação de medidores ao longo das tubulações, o gerenciamento de todo o sistema passa a ser realizado por meio de dados em nuvem e essa modernização está dentro das novas diretrizes para o setor de saneamento no país. Dessa forma, além de otimizar a gestão por meio de plataformas de inteligência operacional onde os dados são transformados em informações que estão disponíveis em dashboards que ajudam a gerar insights para a adequação do fluxo de distribuição da água, todo o sistema - de uma cidade ou região - passa a ser monitorado em uma única sala de controle. Podemos usar como exemplo o sistema de controle que é realizado hoje nas principais rodovias do país. A partir da instalação de câmeras é feito todo um monitoramento das vias para saber que medidas serão tomadas caso ocorra imprevistos como acidentes, congestionamentos, neblina ou fumaça na pista. Ao detectar algum problema, são avaliadas possíveis medidas para desviar o fluxo de veículos visando evitar possíveis acidentes e maiores congestionamentos. Da mesma maneira, quando se tem uma análise de dados do sistema de distribuição de água, é fácil detectar locais de rompimento da tubulação e tomar medidas para a redistribuição da água para evitar perdas até o reparo do problema. Recentemente, por exemplo, a Siemens trouxe para o mercado brasileiro o portfólio SIWA (Siemens Water) voltado para o saneamento. Entre as tecnologias há uma voltada para detecção do local de rompimento da tubulação, com precisão que varia de 20 a 50 metros. A partir dos dados em nuvem, as soluções também auxiliam as empresas a atuarem de maneira preditiva a partir da detecção de locais propícios para a ocorrência do rompimento de uma tubulação, evitando assim perdas de água, e reduzindo custos com manutenções desnecessárias do sistema. Para se ter uma ideia dos benefícios de introduzir soluções inteligentes no setor, uma cidade europeia onde a Siemens atua conseguiu reduzir os danos nas tubulações em 48% ao longo do sistema de 1.500 quilômetros de tubulação. Como resultado, os vazamentos foram reduzidos em 85% e gerou um aumento do faturamento de água em 7%. Para atingir as metas impostas pelo Novo Marco do Saneamento Básico, o Brasil terá não apenas que expandir a distribuição de água tratada para quase 20% da população brasileira como também modernizar todo o sistema que hoje já está ultrapassado quando comparado a outros países. Com esse grande desafio pela frente, será essencial a redução do grande volume de perdas de água que temos atualmente e isso só será alcançado com a introdução de novas tecnologias que já estão disponíveis ao mercado. * Giovanino Di Niro é Gerente Executivo Digitalização e Saneamento da Siemens.

No dia 20 de julho a Sabesp inaugurou a nova unidade de produção de água com o uso de membranas da Estação de Tratamento de Água do Alto da Boa Vista (ETA ABV). Ligada ao Sistema Guarapiranga, o segundo módulo de membranas acrescenta à capacidade da estação mais 1.000 litros por segundo de água tratada, volume suficiente para atender cerca de 400 mil pessoas. O evento de inauguração contou com as presenças do Governador de São Paulo, Geraldo Alckmin, do secretário de Saneamento e Recursos Hídricos do Estado de São Paulo, Benedito Braga, do presidente da Sabesp, Jerson Kelman e de Paulo Massato, diretor da concessionária, além de demais convidados. A Sabesp explica que a obra faz parte do pacote de intervenções essenciais para o enfrentamento da crise hídrica, que já conta com a captação do rio Guaió concluída (mais 1 m³/s) e com a obra em construção da ligação Rio Grande-Alto Tietê (4 m³/s), com cerca de 50% da extensão completa. Em comunicado, a companhia de saneamento de São Paulo informa que o novo aumento de produção de água tratada ajuda a reduzir a retirada do Sistema Cantareira, permitindo ao Guarapiranga avançar em novas áreas, principalmente na região da avenida Paulista. A instalação de membranas ultrafiltrantes é uma tecnologia de ponta já empregada em países como Estados Unidos, Israel e Cingapura e já vinha sendo adotada pela Sabesp na própria ETA ABV e na ETA Rio Grande, onde produz 500 litros de água potável por segundo, além do Aquapolo, onde é usada para gerar água de reuso com alto valr de refinamento. A Centroprojekt do Brasil (CTP) foi quem desenvolveu o projeto para implantar a tecnologia de membranas de ultrafiltração na ETA ABV. A empresa também foi responsável pelos equipamentos e materiais de fornecimento civil, start-up e pré-operação durante seis meses. De acordo com Valdir Folgosi, diretor Técnico da CTP, entre as maiores vantagens da tecnologia de ultrafiltração estão a qualidade superior da água tratada, além da economia de espaço físico e da velocidade de implantação. O uso de membranas tem ainda uma série de ganhos adicionais: o tratamento da água, que levaria pelo menos duas horas, em média, numa estação convencional, é realizado num período de 20 e 30 minutos, com funcionamento automatizado e utilização muito menor de produtos químicos na opção pela ultrafiltração. Folgosi recorda que quando a CTP ganhou a licitação do projeto, em 2013, a atual crise hídrica não havia ainda se “instalado”. O primeiro módulo para tratamento de 1 m³/seg de água potável através de ultrafiltração foi entregue pela CTP à Sabesp num prazo de 210 dias. A segunda etapa, de mais 1 m³/seg, que acabou de ser inaugurada, bateu outro recorde de execução – apenas 180 dias para conseguir atender o prazo de emergência solicitado pela concessionária estadual. “Trata-se de uma planta compacta, de qualidade superior a uma estação de tratamento convencional, que não tem muito consumo de produtos químicos. Um projeto inovador, motivo de grande orgulho para a engenharia brasileira”, salienta Folgosi. O primeiro m³ de tratamento por UF está operando desde janeiro deste ano. O investimento da primeira fase foi de R$ 51,5 milhões e na segunda fase foram aplicados mais R$ 42 milhões, totalizando assim recursos da ordem de pouco mais de R$ 93 milhões. Folgosi ressalta que a unidade de ultrafiltração da ETA ABV é a maior das Américas com essa tecnologia – “até o México não existe planta maior que essa. Embora seja um processo físico de membranas, existe toda uma lógica de controle, uma integração de atividades, que demanda cuidados”, reforça, voltando a pontuar que entre a ampliação de uma estação convencional e a implantação de um aumento de produção visando a tecnologia de ultrafiltração por membrana, o espaço foi uma das vantagens e o prazo de entrega em tempo recorde outra. As membranas, fabricadas pela Koch, são importadas. Tecnologia mais acessível Ana Maria Kairalla, química responsável pela ETA ABV, recorda que há 10 anos, quando tomaram conhecimento da tecnologia de ultrafiltração por membranas, a introdução de fato no mercado era uma coisa muito cara para um país como o Brasil, quase impraticável. Ainda assim, o interesse por mais uma opção de tratamento fez com que a companhia fosse se aproximando da nova alternativa. Desde que começou a prospectar a possibilidade até a implantação atual, Ana Maria acredita que o custo tenha se reduzido em média 50%. “Nesse período as tecnologias evoluíram e as necessidades por novas alternativas de tratamento aumentaram. Hoje o cenário de escassez de água é bastante importante e na Região Metropolitana de São Paulo a Sabesp já opera duas estações com membranas de ultrafiltração para tratamento de água – a ABV e Rio Grande. Existem outras na área denominada ‘interior’, inclusive uma para tratamento de esgoto em Campos do Jordão”, comenta a química. A ETA ABV é a segunda maior da RMSP, fica numa região central e trata a água de um manancial especialmente “complicado” em termos de ocupação marginal. A ETA ABV recebe água do Guarapiranga e atualmente abastece regiões que antes eram atendidas pelo Cantareira, como a avenida Paulista e os bairros de Pinheiros e Cambuci. Oficialmente, a estação abastece 3,8 milhões de pessoas e com a ampliação do novo processo, esse número sobe para algo em torno de 5 milhões de pessoas. Tanto a ETA ABV quanto a Rio Grande foram construídas nos idos de 1958 e associam o tratamento convencional ao método de ultrafiltração. Está nos planos da Sabesp a utilização de UF em outras estações. Mas a ampliação da produção está, é claro, sempre condicionada à obtenção de água bruta. Enquanto o tratamento convencional é mais químico, mais laboratorial, na tecnologia por membranas o processo se torna mais físico, de pressão e vácuo, além de ser totalmente automatizado. Isso muda o conceito de operação. E, por se tratar de um aspecto novo, demanda treinamento de pessoal, explica Folgosi. Neste momento, a nova unidade encontra-se em etapa de operação assistida, passando na sequência a ser operada pela Sabesp.