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IV-198 - RECIRCULAÇÃO DAS ÁGUAS DE LAVAGENS DOS FILTROS DA
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA – ETA GAVIÃO, QUE ABASTECE
FORTALEZA – CE E REGIÃO METROPOLITANA
Delano Sampaio Cidrack(1) Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Ceará. Mestre Bioquímica Vegetal pela Universidade Federal do Ceará. Especialista em Saneamento Ambiental pela Universidade de Fortaleza. Biólogo da Companhia de Água e Esgoto do Ceará – Cagece. Alisson Carlos Melo Oliveira Tecnólogo em Recursos Hídricos/Saneamento Ambiental pelo Instituto Centec. Especialista em Engenharia Ambiental e Saneamento Básico pela FIC/CE. Analista Ambiental da Companhia de Água e Esgoto do Ceará – Cagece. Ana Maria Roberto Moreira Formação: Doutorado em Engenharia Hidráulica e Saneamento – USP. Engenheira de Projetos da GPROJ/Cagece José Airton Pereira Lima Mestre em Engenharia Sanitária – UFC e Coordenador Técnico da UNMPA
Endereço (1)^ : Rua Lauro Vieira Chaves, 1030 – Vila União - Fortaleza - Ce - CEP: 60420-280 - Brasil - Tel: (85) 3101-1815 – e-mail:delano.cidrack@cagece.com.br
RESUMO
O sistema de abastecimento de água da região metropolitana e do município de Fortaleza é atendido por meio da Estação de Tratamento de Água – ETA Gavião com capacidade nominal de 10 m³/s. O manancial de abastecimento é assegurado pelos reservatórios artificiais superficiais que compõem o eixo de açudes Pacajús- Pacoti/Riachão-Gavião. A situação crítica da capacidade de armazenamento dos açudes no Nordeste Brasileiro e em especial no Estado do Ceará, influenciado pela seca durante os últimos cinco anos, propiciou a diminuição da oferta de água para abastecimento, levando a empresa de saneamento a implantar de maneira emergencial dispositivos de recirculação de água para atender os volumes requeridos. Devido essa crise hídrica a ETA produz atualmente 6,8 m³/s. O presente trabalho vem propor uma alternativa emergencial para a “Recuperação das Águas de Lavagem dos Filtros da Estação de Tratamento de Água GAVIÃO”, sem considerar nesta etapa o tratamento e disposição do lodo, sendo este ainda disposto na w etland. Como medida emergencial, para minimizar os efeitos da seca, foi projetado um sistema para recuperação das águas de lavagem dos filtros da ETA, contemplando Captação, Estação Elevatória de Água Recuperada (EEAR) e Adutora de Água recuperada. Com base nas análises realizadas, foi observado que o ponto mais a jusante da ETA, as concentrações de alumínio, DQO e sólidos suspensos totais apresentaram características físico- químicas e bacteriológicas de melhor qualidade, contudo no trecho da saída da lavagem dos filtros os respectivos valores foram considerados elevados na ordem de 107%, 10,3% e 141%, respectivamente, Quanto ao aspecto bacteriológico as condições à montante apresentaram maior predominância de E.coli. O estudo contemplou também a comparação da qualidade da água do manancial de abastecimento com a água recirculada no ponto mais a jusante, apresentando resultados variações entre os parâmetros turbidez, condutividade, cloreto, sulfato, sódio, alumínio e manganês. Aspectos relacionados a qualidade da água tratada foram comparados antes e depois do processo de recirculação da água, demonstrando que o parâmetro turbidez foi que apresentou maior variação. Entretanto o principal objetivo, de incremento do volume de água a ser ofertado ao abastecimento da Região Metropolitana de Fortaleza, foi atingido.
PALAVRAS-CHAVE: Recirculação, Lavagem dos Filtros, Recuperação, Estação de Tratamento de Água.
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INTRODUÇÃO
O abastecimento de água da Região Metropolitana de Fortaleza é assegurado pelos reservatórios artificiais superficiais que compõem o eixo de açudes Pacajús-Pacoti/Riachão-Gavião. A partir de 1993, o sistema de abastecimento recebeu reforço com a construção do Canal do Trabalhador, extensão de 102 km e capacidade máxima de adução em 6 m³/s.
Esse incremento é fruto do transporte das águas lançadas do Açude Orós por via do Rio Jaguaribe, sendo em Itaiçaba seu destino e o ponto de captação para iniciar a transferência de água ao Açude Pacajus e, deste, recalcadas por meio de Estações Elevatórias para o Sistema Integrado Pacoti/Riachão/Gavião.
A Estação de Tratamento de Água (ETA) que realiza o abastecimento da cidade de Fortaleza e região metropolitana - ETA/Gavião possui instalações próximas às margens do Açude Gavião. Apresenta capacidade nominal de produção de 10 m³/s e a adução da água após tratamento é realizada por meio de adutoras que transferem a água para dois reservatórios apoiados no morro do Ancuri. A capacidade de armazenagem de cada um desses reservatórios é de 40.000 m³.
Existe outra planta de tratamento chamada ETA Oeste que produz 1 m³/s de água tratada para abastecer as cidades Caucaia e região oeste da Capital, que já possui uma Estação de Tratamento de Resíduos – ETRG para recuperação das águas de lavagens de filtros. Que não será debatido aqui, pois o objeto do presente trabalho é a ETA Gavião.
Inicialmente, a ETA Gavião foi projetada para funcionar com tecnologia convencional de tratamento. A estrutura contemplava câmara de mistura rápida e floculadores mecanizados, decantadores de fluxo horizontal e filtros rápidos por gravidade. Posteriormente, em 1995, a tecnologia de tratamento foi modificada, passando de convencional à filtração direta descendente, com acréscimo de 25% na área filtrante. Os incrementos de processo e infraestrutura elevaram a capacidade da ETA para 6,9 m³/s, e mais tarde, em 2007, foi elevada para 10 m³/s com a construção de seis novas unidades de filtração. Devido o agravamento da crise hídrica, a ETA produz hoje, apenas, 6,8 m³/s.
A tecnologia utilizada para tratamento das águas de lavagem de filtros é a de wetlands (terras úmidas), que escoam para rio Cocó. A depuração do lodo nesse sistema se dá através: da ação de filtragem mecânica – que é dependente da granulometria e composição do solo; da retenção de cátions e ânions – relacionada a capacidade de troca iônica do solo; e da ação biológica – realizada pelos microrganismos presentes no solo e pelo requerimento de nutrientes para o crescimento das plantas (CHAVES, 2012). Portanto, para escolha do ponto de captação da água de lavagem dos filtros, foram realizadas coletas na entrada e na saída do wetland. O volume das águas da lavagem dos filtros, corresponde a 5% da produção.
Um levantamento realizado pelo Ministério da Integração Nacional revela que o Ceará tem a pior crise hídrica do Nordeste e, se não houver um aumento no volume de chuvas, o quadro tende a agravar-se ainda mais. Como medida emergencial, para minimizar os efeitos da seca, foi projetado um sistema para recuperação das águas de lavagem dos filtros da ETA. Uma comissão foi organizada para analisar e definir uma alternativa viável, considerando os aspectos econômicos e de qualidade do efluente.
Após várias reuniões ficou definido que a melhor alternativa: O bombeamento da água de lavagem pós- wetland de volta para a ETA, obtendo-se permissões temporárias dos órgãos ambientais e reguladores, até que se tenha o projeto da ETRG definitiva. O projeto concebido propõe as seguintes intervenções: Captação, Estação Elevatória de Água Recuperada (EEAR) e Adutora de Água recuperada.
Portanto, o presente trabalho vem propor uma alternativa emergencial para a “Recuperação das Águas de Lavagem dos Filtros da Estação de Tratamento de Água GAVIÃO”, sem considerar nesta etapa o tratamento e disposição do lodo, sendo este ainda disposto na w etland.
MATERIAIS E MÉTODOS
A Estação de Recirculação foi concluída em 06/09/2016, de acordo com o projeto executivo elaborado pela Gerência de Projetos da Companhia de Água e Esgoto do Ceará – Cagece, a um custo de R$ 4.302.888,72. A
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Tabela 2: Análise físico-química da água bruta do açude Gavião e da água de lavagem de filtros no ponto de captação em comparação com os valores máximos permitidos (V.M.P.) na Resolução CONAMA 357/05.
Parâmetros Água bruta Água do ponto mais a jusante
CONAMA 357/
V.M.P.
Unidades
Turbidez 5,29 69,5 100 uT Ferro total dissolvido 0,04 0,03 0,3 mg Fe/L pH 8,07 7,79 6,0 a 9,5 - Dureza total 94,55 105,6 NE mg CaCO3/L Cálcio 5,45 5,88 NE mg Ca/L Magnésio 19,42 21,73 NE mg Mg/L Condutividade 575,4 806,2 NE μS/cm Cloreto 91,75 177,37 250 mg Cl-/L Sulfato 4 8 250 mg SO42-/L Sódio 68 130 NE mg Na/L Potássio 12 15 NE mg K/L Nitrato 0,66 0,69 10 mg N-NO3-/L Nitrito ND ND 1 mg N-NO2-/L Amônia 0,42 0,98 2 mg N-NH3/L Alumínio 0,02 0,04 NE mg Al/L Fluoreto 0,48 0,52 1,4 mg F-/L Manganês 0,05 0,8 0,1 mg Mn/L Sólidos Dissolvidos Totais
316,47 - 500 mg /L
Cor verdadeira 15 7,5 75 uH
A figura 2 apresenta o gráfico de acompanhamento da concentração de trihalometanos (THM) totais em amostras de águas tratadas coletadas entre os dias 12/09/16 e 06/10/16. Somente a amostra coletada no dia 30/09/16 apresentou resultados de THM totais acima do V.M.P na Portaria 2914/11/MS.
Figura 2: Gráfico relacionando a concentração de THM totais com o valor máximo permitido na Portaria MS 2914/11. Somente a amostra do dia 30/09/16 apresentou resultado acima do estabelecido em legislação.
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Comparando as análises físico-químicas em amostras de águas tratadas coletadas antes (agosto/16) e depois (setembro e outubro/16) da recirculação, pode-se perceber um aumento nos valores de turbidez (Tabela 3).
Tabela 3: Análise físico-química da água tratada coletada nos meses de agosto, setembro e outubro/16. Note-se que nos meses de setembro e outubro houve um aumento dos valores de turbidez, ou seja, depois da implantação da recirculação.
Parâmetros
Água tratada coletada em Agosto
Água tratada coletada em Setembro
Água tratada coletada em Outubro
Padrões da Portaria nº 2914/
Unidades
Turbidez 0,34 1,64 0,67 0,5 uT Cor Aparente 2,5 2,5 2,5 15 uH pH 7,68 7,55 7,64 6,0 a 9,5 - Alcalinidade – Hidróxidos
Ausência Ausência Ausência NE mg CaCO3/L
Alcalinidade – Carbonatos
Ausência Ausência Ausência NE mg CaCO3/L
Alcalinidade – Bicarbonatos
100,08 99,74 106,86 NE mg CaCO3/L
Dureza Total 97,12 95,54 97,51 500 mg CaCO2/L Cálcio 6,32 6,4 6,38 NE mg Ca/L Magnésio 19,52 19,9 19,57 NE mg Mg/L Condutividade 591,4 590,3 543,5 NE μS/cm Cloreto 105,96 97,91 106,12 250 mg CI/L Sulfato 10 4 4 250 mg SO42-/L Sódio 65 61 79 200 mg Na/L Potássio 14 11 15 NE mg K/L Nitrato 0,07 0,57 0,65 10 mg N-NO3-/L Nitrito ND ND ND 1 mg N-NO2-/L Amônia 0,34 0,29 0,09 1,5 mg N-NH3/L Alumínio 0,08 0,08 0,04 0,2 mg Al/L Fluoreto 0,67 0,74 0,94 1,5 mg F-/L Manganês ND ND ND 0,1 mg Mn/L Ferro Total 0,03 0,06 0,04 0,3 mg Fe/L Sólidos Totais 325,27 324,66 298,92 1000 mg/L Coliformes Totais
Ausência em 100mL
Ausência em 100mL
Ausência em 100mL
Ausência em 100mL Escherichia Coli Ausência em 100mL
Ausência em 100mL
Ausência em 100mL
Ausência em 100mL
A figura 3 representa o gráfico de incremento de vazão com a recirculação. Em média esse valor foi de 0, m³/s, sendo que a meta estabelecida era de 0,3 m³/s. Com o agravamento da crise hídrica, a Companhia de Recursos Hídricos passou a limitar a oferta de água oriunda do açude Gavião. Em fevereiro de 2016 a Cagece captava 7,58 m³/s, em fevereiro de 2017 esse valor passou para 7,08 m³/s. A compensação só foi possível com incremento de 0,27 m³/s advindo da recirculação. Atualmente, a vazão ofertada pela Companhia de Recursos Hídricos é de 7,1 m³/s, somados aos 0,28 m³/s da recirculação, tem-se 7,38 m³/s.
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hídrica em Fortaleza e Região Metropolitana. Sem esta ação estariam sendo aplicadas medidas de racionamento.
CONCLUSÕES
Apesar de na literatura demonstrar que os perigos associados a protozoários estão diretamente ligados ao percentual da vazão de recirculação em relação a vazão de projeto, será necessário confirmar essa informação com análises específicas;
Em um momento mais oportuno se faz necessária incluir uma etapa de clarificação do rejeito, bem como uma estação para tratamento do resíduo gerado;
Esta é uma solução de caráter temporário, mas se justifica diante da crise hídrica que assola o Estado do Ceará;
O processo de tratamento e o padrão de qualidade da água tratada não foram comprometidos, considerando que foram atendidos os padrões determinados pela Portaria nº 2914/2011 do Ministério da Saúde, ressalvados o caso do parâmetro turbidez.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- APHA. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 22ª ed. Washington: American Public Health Association, 2012.
- DI BERNARDO, L. Métodos e Técnicas de tratamento de Água - V. I e II. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro, Brasil, 1993.
- CHAVES, K. O. Desenvolvimento e aplicação de sistema de floco-flotação por ar dissolvido para tratamento da água de lavagem do filtro da ETA Gavião. Dissertação (Mestrado em Engenharia Hidráulica e Ambiental) - Universidade Federal Ceará, Fortaleza, 2012
- FREITAS, A. G. Recirculação de água de lavagem de filtros e perigos associados a protozoários. Eng Sanit Ambiental,., v. 15, n. 1, p.37-46, mar. 2010. Disponível em: <http://www.dec.ufv.br/modules/mastop_publish/files/PublicacoesdoPrograma/bastos/Eng Sanit Ambient_v 15_n 1_2010.pdf>. Acesso em: 27 dez. 2016.
- FREITAS, A. G. Recirculação de água de lavagem de filtros em escala piloto: Uma contribuição para avaliação de perigos associados à presença de protozoários. 2007. 122 f. Dissertação – Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2007.
