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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA
THAÍS CARVALHO
Uma abordagem sobre o reúso de água na indústria química:
exemplos aplicativos
Lorena
2014
THAÍS CARVALHO
Uma abordagem sobre o reúso de água na indústria química:
exemplos aplicativos
Monografia apresentada à Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo para obtenção do grau de Engenheira Química.
Áreas de concentração: Engenharia Ambiental e Processos de Separação.
Orientador: Prof. Dr. Francisco José Moreira Chaves.
Lorena
2014
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, Alcides e Vera, por toda
confiança e apoio.
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Alcides e Vera, por toda a dedicação, orientação e por fazer
da educação dos filhos sua prioridade.
Às minhas irmãs, pelo carinho e cumplicidade.
Ao meu namorado, Rodolfo, por todo amor e apoio incondicional na busca
dos meus objetivos.
Aos professores, por todo o ensinamento proporcionado e exemplo a ser
seguido.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Francisco Chaves, pela disponibilidade e ajuda
no desenvolvimento deste trabalho.
À Profa. Dra. Maria Lúcia Caetano, pela oportunidade de estágio em seu
laboratório.
Aos colegas de estágio, pela convivência e aprendizado.
Aos colegas de curso, sem os quais estes anos teriam sido muito mais
difíceis.
Às amigas de república, por serem minha segunda família.
“Quem desconfia,
fica sábio.”
João Guimarães Rosa
Resumo
CARVALHO, T. Uma abordagem sobre o reúso de água na indústria química:
modelos aplicativos. 2014. 57 f. Monografia (Graduação) - Escola de Engenharia
de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.
Devido à iminente escassez de água própria para o consumo humano, os diversos
setores produtivos têm buscado alternativas para sua preservação. Dentre estas
alternativas estão: o uso consciente por parte da população em geral, buscando
meios de economizar água potável e reutilizá-la em outras atividades rotineiras. Por
parte das indústrias, o cuidado com a qualidade dos efluentes gerados é obrigatória
e regulamentada por legislação vigente. O presente trabalho tem por objetivo o
estudo de três casos da literatura, em que foram propostas alternativas de reúso
de água, após tratamento adequado, nos processos de três indústrias químicas de
ramos diferentes. O primeiro caso trata-se de um programa de reúso de água da
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) e a
indústria beneficiada é do ramo têxtil. Trata-se de reúso de água não potável e a
mesma foi reutilizada em operações de beneficiamento do produto final. O segundo
caso refere-se a um estudo de caso de uma indústria de aditivos alimentares, onde
a água tratada foi reutilizada para lavagem de tanques e equipamentos segundo o
sistema Clean in Place (CIP). O terceiro caso é o estudo de uma técnica de
tratamento baseada em Processos Oxidativos Avançados (POAs), utilizada para
tratar o efluente de uma indústria petroquímica. O efluente tratado por esta técnica
pode ser realimentado em diferentes pontos da planta com demanda de água
industrial.
Palavras-chave: reúso de água, técnicas de tratamento de água, indústria química.
Abstract
CARVALHO, T. An approach for water reuse in the chemical industry:
application models. 2014. 57 f. Monografia (Graduação) – Escola de Engenharia
de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.
Due to the imminent shortage of water suitable for human consumption, the various
productive sectors have sought alternatives for its preservation. Among these
alternatives are: the conscious use of water by the population in general, looking for
ways to save drinking water and reuse it in other routine activities. From the
industries part, care for the quality of effluents is mandatory and it is regulated by
current legislation. The present work aims to study three cases from the literature,
from different fields, in which they proposed alternatives for water reuse after
appropriate treatment. The first case is about a program of water reuse at
“Companhia de Saneamento Básico (SABESP)” which benefits textile sector
industry. This is about reuse of non-potable water in other operations of the final
product. The second case refers to a case study in a food additives industry, where
the treated water is reused for washing tanks and equipment in accordance with the
Clean in Place (CIP) system. The third case is the study of a treatment technique
based on Advanced Oxidation Processes (AOPs), used to treat the effluent of a
petrochemical industry. The effluent treated by this technique can be replenished at
different points of the plant within demand of industrial water.
Keywords: water reuse, water treatment techniques, chemical industry.
Lista de tabelas
Tabela 1 - Relação entre o grau de qualidade e as aplicações da água na
indústria.............................................................................................21
Tabela 2 - Processos e operações unitárias usadas em tratamento de
água..................................................................................................27
Tabela 3 - Classes de águas de reúso segundo a ABNT NBR 13969/1997......32
Tabela 4 - Categorias de reúso de água abordados pela legislação dos territórios
dos EUA............................................................................................37
Tabela 5 - Alguns padrões de qualidade para a água potável no Brasil............39
Tabela 6 - Estimativa do consumo de água após tratamento para reúso
interno...............................................................................................48
Lista de figuras
Figura 1 – Gráfico da distribuição da água entre seus usos no mundo.................16
Figura 2 – Gráfico da distribuição da água entre seus usos no Brasil...................17
Figura 3 – Fluxograma dos tipos de tratamento de efluentes industriais...............24
Figura 4 – Fluxograma dos sistemas de tratamento na ETE Jesus Netto.............43
Figura 5 – Fluxograma da unidade de polimerização da Suzano Petroquímica....49
Figura 6 – Proposta de rearranjo da unidade de polimerização da Suzano
Petroquímica ....................................................................................................... 51
Lista de abreviaturas e siglas
ABES Associação Brasileira de Engenharia Sanitária
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANA Agência Nacional das Águas
APPCC Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle
BOM Build, operate and maintain
BOT Build, operate and transfer
BPF Boas Práticas de Fabricação
CIP Clean in place
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
COT Carbono Orgânico Total
DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio
DBO5,20 Demanda Bioquímica de Oxigênio medida durante um período de 5
dias, a temperatura de 20oC.
DQO Demanda Química de Oxigênio
EPA Environmental Protection Agency
ETA Estação de Tratamento de Água
ETE Estação de Tratamento de Efluentes
EUA Estados Unidos da América
E1 Efluente do Processo 1
E2 Efluente do Processo 2
E3 Efluente do Processo 3
E4 Efluente do Processo 4
FAFA Filtro Anaeróbio de Fluxo Ascendente
FAO Food and Agriculture Organization
MBAS Metilene Blue Active Substances
MBBR Moving Bed Biofilm Reactor
MBR Membrane Bioreactor
OD Oxigênio Dissolvido
OMS Organização Mundial da Saúde
ONU Organização das Nações Unidas
pH Potencial hidrogeniônico
POA Processo Oxidativo Avançado
PVC Policloreto de Vinila
RAFA Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente
SABESP Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SANEP Serviço Autônomo de Abastecimento de Água de Pelotas
SANEPAR Companhia de Saneamento do Paraná
SNIS Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento
uH Unidade Hazen (mg Pt-Co/L)
uT Unidade de Turbidez
UV Ultravioleta
VMP Valores Máximos Permitidos
WHO World Health Organization
Lista de símbolos
CO2 Dióxido de Carbono
H2O Água
CH4 Metano
NO3- Íon nitrato
SO42- Íon sulfato
-OH Íon hidroxila
TiO2 Dióxido de Titânio
H2O2 Peróxido de Hidrogênio
µm micrômetro
L litro
s segundo
mg miligrama
mL mililitro
m3 metro cúbico
cm centímetro
nm nanômetro
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO............................................................................................12
1.1. MOTIVAÇÃO...............................................................................................12
1.2. OBJETIVOS................................................................................................13
1.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.......................................................................13
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.......................................................................14
2.1. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL......................................................14
2.2. USO DA ÁGUA NO BRASIL E NO MUNDO...............................................15
2.3. REÚSO DE ÁGUA.......................................................................................18
2.3.1. Classificações para o reúso de água......................................................19
2.4. UTILIDADE DA ÁGUA NA INDÚSTRIA......................................................20
2.5. TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS...............23
2.5.1. Classificação dos sistemas de tratamento de efluentes.......................25
2.5.2. Processos Oxidativos Avançados...........................................................29
2.6. LEGISLAÇÃO PARA REÚSO DE ÁGUA....................................................31
2.6.1. No Brasil.....................................................................................................31
2.6.2. Em outros países.......................................................................................36
2.7. PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA......................................................39
2.8. ALTERNATIVAS PARA TERCEIRIZAÇÃO.................................................40
2.8.1. Sistema Build, Operate and Transfer (BOT)...........................................40
2.8.2. Sistema Build, Operate and Maintain (BOM)…………...…………………41
3. DESENVOLVIMENTO................................................................................42
3.1. SISTEMAS DE REÚSO DE ÁGUA: ESTUDO DE CASOS DA
LITERATURA.........................................................................................................42
3.1.1. Estação de Tratamento de Efluentes da SABESP.................................42
3.1.2. Indústria de aromas e essências por Max Joel Franco.........................46
3.1.3. Indústria petroquímica por Daniella de Lira...........................................49
4. CONCLUSÃO.............................................................................................52
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................................................53
REFERÊNCIAS......................................................................................................54
12
1. INTRODUÇÃO
1.1. MOTIVAÇÃO
A água é um recurso natural indispensável à vida no planeta. Além de ser
utilizada de forma direta por seres humanos, animais e plantas para manutenção
de seus organismos; de sua existência também depende a maioria das atividades
realizadas pelo homem.
A atividade antrópica nos centros urbanos, derivada do aumento populacional
e do processo de industrialização, intensificou a contaminação dos mananciais e
deteriorou a qualidade das águas subterrâneas, causando sérios problemas de
saúde pública nas comunidades onde não há tratamento e distribuição adequada
de água. (DI BERNARDO1, 2005 apud FRANCO, 2007)
A iminente escassez de água doce no planeta torna necessária uma gestão
integrada deste recurso. Incentivar o uso racional da água favorecerá o
desenvolvimento de sistemas sustentáveis como forma de prevenção contra a
escassez. (FRANCO, 2007)
“A crescente preocupação com a racionalização dos recursos hídricos aliada
aos elevados custos de água industrial no Brasil [...] tem estimulado as indústrias
nacionais a avaliar as possibilidades internas de reúso” (LIRA, 2006, p. 24).
Segundo Baum (2011) os projetos voltados ao consumo racional de água
industrial reduzem os impactos ambientais, são expressivos nos resultados
financeiros, pois reduzem os custos com água industrial e tratamento de efluentes,
além de trazer benefícios socioculturais por estimular o uso consciente da água na
comunidade local.
Diante dos problemas sociais e de saúde pública consequentes da escassez
de água doce de qualidade, buscou-se evidenciar uma das alternativas
1DI BERNARDO, L.; DANTAS, A.D.B. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2 ed. São Carlos: RiMa, 2005. v.1
13
para a melhor gestão dos recursos hídricos no setor da engenharia e das indústrias
de transformação; a prática do reúso de água em funções menos nobres minimiza
os efeitos sobre a disponibilidade de água de qualidade para o consumo humano.
O aumento de interesse pela adoção da prática de reúso de água na
indústria de transformação levou ao desenvolvimento de novas técnicas de
tratamento de água e efluentes. Há inúmeras novas tecnologias úteis para a
implementação de tal prática, contudo, algumas informações tornam-se
inacessíveis devido às etapas iniciais de aplicação em que se encontram
atualmente.
1.2. OBJETIVOS
O objetivo deste trabalho é efetuar uma revisão bibliográfica com o propósito
de promover uma análise crítica acerca da viabilidade e aplicações das técnicas de
reúso de água em indústrias de transformação.
1.3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Conceituar reúso de água e identificar as diferentes formas de reúso;
- Elencar alguns padrões de qualidade de água para diferentes usos
industriais e domésticos;
- Discutir as restrições para o reúso de água em cada segmento industrial
estudado;
- Verificar aspectos da legislação ambiental infraconstitucional brasileira
compatíveis com as práticas aplicadas em reúso de água.
14
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
A Comissão Mundial Sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento (World
Comission on Environment and Development, WCED) elaborou em 1987 um
relatório intitulado “Nosso Futuro Comum”, também conhecido como Relatório
Bruntland, onde aparece a primeira definição de desenvolvimento sustentável.
Segundo o Relatório Brundtland, o desenvolvimento sustentável é “o
desenvolvimento no qual as necessidades no presente são supridas sem
comprometer a capacidade das gerações futuras de suprirem as suas” (WCED,
1987).
O conceito dominante de desenvolvimento sustentável consiste em descobrir
como o planeta pode proporcionar recursos suficientes para assegurar o bem estar
das pessoas, em toda parte (SILVA et al., 2013).
No início dos anos 1990, foi introduzido o conceito de pegada ecológica por
William Rees e Mathis Wackernagel como medida da apropriação humana das
áreas biologicamente produtivas. Em 2002, Hoekstra e Huang lançaram um
conceito similar denominado pegada hídrica para medir a apropriação humana da
água doce no globo (SILVA et al., 2013).
Os dois conceitos tem em comum o fato de traduzir o uso de recursos naturais
pela humanidade. A pegada ecológica expressa o uso de espaço, em hectares, e
a pegada hídrica mede o uso total de recursos de água doce, em metros cúbicos
por ano (HOEKSTRA3, 2009 apud SILVA et al., 2013).
2Galli, A.; Wiedmann, T.; Ercin, E.; Knoblauch, D.; Ewing, B.; Giljum, S. Integrating Ecological,
Carbon and Water footprint into a "Footprint Family" of indicators: Definition and role in tracking
human pressure on the planet. Ecological Indicators, v.16, p.100-112, 2012.
3Hoekstra, A. Y. Human appropriation of natural capital: A comparison of ecological footprint and
water footprint analysis. Ecological Economics, v.68, p.1963-1974, 2009.
15
Segundo Franco (2007), o aumento na demanda por recursos hídricos
decorre do aumento populacional, assim como a deterioração destes recursos tem
como principal causa o seu uso indiscriminado. Franco (2007) afirma que o
fenômeno da escassez de água não é exclusivo de regiões áridas e semi-áridas,
pois muitas regiões com recursos hídricos abundantes, em função da elevada
demanda, também experimentam conflitos de usos e sofrem restrições ao consumo
e desperdícios.
Mierzwa (2002) identifica os fenômenos naturais relacionados às condições
climáticas de cada região como sendo mais uma das razões para a ocorrência da
mudança na relação entre disponibilidade hídrica e demanda de água.
A necessidade da criação de um sistema de gerenciamento de águas e
efluentes para o uso nas atividades humanas relacionadas a qualquer tipo de uso,
seja ele doméstico, industrial ou agrícola, foi abordada por Mierzwa (2002).
Segundo o autor, o desenvolvimento de atividades de gerenciamento estará
condicionado a fatores tais como a disponibilidade hídrica na região, problemas de
poluição existentes, legislação ambiental e o conceito de desenvolvimento
sustentável.
Freitas (2006) atenta para a relevância dos aspectos ambientais nos
processos decisórios das empresas:
“Situações que até algum tempo atrás eram comuns em indústrias e não pesavam muito
nas decisões gerenciais, como o lançamento de efluente industrial com alta carga
poluidora em um rio, ou liberação de emissões atmosféricas tóxicas sem tratamento,
hoje podem ser aspectos com significativa relevância nos processos decisórios das
empresas, que envolvem em muitos casos a priorização de investimentos” (FREITAS,
2006. p. 1).
2.2. USO DA ÁGUA NO BRASIL E NO MUNDO
Dados recentes da Agência Nacional das Águas (ANA) e da Food and
Agriculture Organization (FAO), membro da Organização nas Nações Unidas
16
(ONU), alertam para o perigo de escassez de água e identificam a irrigação como
principal fonte de desperdício de água, tanto no Brasil, como no mundo.
O aumento no consumo de água foi cerca de duas vezes maior que o aumento
da população nos últimos cem anos e a previsão é de que em 2025, países em
desenvolvimento consumam 50% a mais de água, enquanto que nos países
desenvolvidos, o aumento no consumo poderá chegar a 18% (WALBERT, 2013).
A figura 1 representa a distribuição da água em seus diversos usos no mundo
(ANA, 2012).
Figura 1 – Gráfico da distribuição da água entre seus usos no mundo.
Fonte: ANA (2012).
A Figura 2 representa a distribuição da água em seus diversos usos no Brasil
(ANA, 2012).
Uso doméstico Uso industrial Uso na irrigação
17
Figura 2 – Gráfico da distribuição do uso da água entre seus usos no Brasil.
Fonte: ANA (2012).
Segundo relatório da ANA de 2012, o uso doméstico da água no Brasil ainda
pode ser subdivido entre as categorias: uso urbano, uso rural e uso com animais.
Segundo a FAO, uma redução em apenas 10% no consumo de água utilizada
na irrigação já seria suficiente para abastecer o dobro da população mundial
(WALBERT, 2013).
Além da grande quantidade de água potável utilizada nas atividades de
irrigação, outra fonte de desperdício relevante são os próprios sistemas de
abastecimento de água.
A média de perda de água nos sistemas de abastecimento brasileiros é de
cerca de 40%, valor muito alto se comparado a cidades do Japão e Alemanha, com
apenas 11% de perda. A taxa de perda brasileira não retrata fielmente a situação
atual devido ao fato de a maior parte das empresas de abastecimento não medirem
suas perdas de maneira consistente (ABES, 2013).
Dentro do país, há empresas muito eficazes no combate a perda, como é o
caso da companhia estadual de abastecimento do Paraná (SANEPAR) com 21,1%
de perdas e a companhia municipal de abastecimento da cidade de Pelotas
(SANEP) com apenas 6,7% de perdas, segundo dados do Sistema Nacional de
Informações sobre Saneamento (SNIS), de 2011 (ABES, 2013).
Uso doméstico Uso industrial Uso na irrigação
18
2.3. REÚSO DE ÁGUA
A reciclagem ou reúso de água não é um conceito novo na história do nosso
planeta. A natureza, por meio do ciclo hidrológico, vem reciclando e reutilizando a
água há milhões de anos, e com muita eficiência (MANCUSO, 2003).
Segundo Filho (1987), reúso de água pode ser definido como o
aproveitamento de águas previamente utilizadas, uma ou mais vezes, em alguma
atividade humana, para suprir as necessidades de outros usos benéficos, inclusive
o original. Pode ser direto ou indireto, bem como decorrer de ações planejadas ou
não planejadas.
O Manual para Conservação e Reúso de Água da FIESP/CIESP identifica o
reúso indireto, ou não planejado da água como prática antiga para abastecimento
de cidades, lavouras e indústrias. A captação, por usuários de jusante, de águas
que já foram utilizadas e devolvidas aos rios por usuários de montante caracteriza
uma das formas de reúso indireto da água.
A falta de tratamento adequado aos efluentes urbanos em algumas regiões
fez com que este sistema de abastecimento fracassasse. As condições de poluição
em que se encontram certos rios impossibilitam a reutilização de suas águas por
outros usuários, o que gera conflitos entre usuários agrícolas e urbanos, e entre os
setores de navegação, geração de energia e industrial (FIESP; CIESP, 2004).
O Manual da FIESP/CIESP aponta ainda o uso de alternativas tecnológicas
para reciclagem e reúso de efluentes industriais e urbanos como forma de reduzir
os custos de produção nos setores hidrointensivos, além de promover a
recuperação, preservação e conservação dos recursos hídricos e dos ecossistemas
urbanos.
Segundo Lira (2006), é importante ter em mente que antes de se pensar no
reúso de efluentes da própria empresa, é preciso implantar medidas para a
otimização do consumo e redução de perdas e desperdícios, além de programas
de conscientização e treinamento.
Os principais benefícios das práticas de conservação e reuso de água nas
indústrias estão listados a seguir (FIESP; CIESP, 2004):
19
Benefícios ambientais:
• Redução do lançamento de efluentes industriais em cursos d´água,
possibilitando melhorar a qualidade das águas interiores das regiões mais
industrializadas.
• Redução da captação de águas superficiais e subterrâneas, possibilitando
uma situação ecológica mais equilibrada.
• Aumento da disponibilidade de água para usos mais exigentes, como
abastecimento público, hospitalar, etc.
Benefícios econômicos:
• Conformidade ambiental em relação a padrões e normas ambientais
estabelecidos, possibilitando melhor inserção dos produtos brasileiros nos
mercados internacionais;
• Mudanças nos padrões de produção e consumo;
• Redução dos custos de produção;
• Aumento da competitividade do setor;
• Habilitação para receber incentivos e coeficientes redutores dos fatores da
cobrança pelo uso da água.
Benefícios sociais:
• Ampliação da oportunidade de negócios para as empresas fornecedoras de
serviços e equipamentos, e em toda a cadeia produtiva;
• Ampliação na geração de empregos diretos e indiretos;
• Melhoria da imagem do setor produtivo junto à sociedade, com
reconhecimento de empresas socialmente responsáveis.
2.3.1. Classificações para o reúso de água
Segundo Mancuso (2003), o reúso da água pode ocorrer de forma direta ou
indireta, por meio de ações planejadas ou não.
20
A Organização Mundial da Saúde ou World Health Organization (WHO), em
documento publicado em 1973, criou algumas definições, que são adotadas até a
atualidade.
Algumas definições criadas pelo documento da WHO (1973) são:
Reúso indireto: ocorre quando a água já usada, uma ou mais vezes para
uso doméstico ou industrial, é descarregada nas águas superficiais ou subterrâneas
e utilizada novamente a jusante, de forma diluída;
Reúso direto: é o uso planejado e deliberado de esgotos tratados para certas
finalidades como irrigação, uso industrial, recarga de aqüífero e água potável;
Reciclagem interna na planta: é o reúso da água internamente à instalações
industriais, tendo como objetivo a economia de água e o controle da poluição.
Westerhoff (1984) classifica reúso de água em duas grandes categorias:
potável e não potável. Por sua praticidade e facilidade, essa classificação, foi
adotada pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES),
seção São Paulo.
O reúso potável pode ser direto ou indireto.
Reúso potável direto: quando o esgoto recuperado, por meio de tratamento
avançado, é diretamente reutilizado no sistema de água potável.
Reúso potável indireto: caso em que o esgoto, após tratamento, é disposto na
coleção de águas superficiais ou subterrâneas para diluição, purificação natural e
subseqüente captação, tratamento e finalmente utilizado como água potável.
O reúso não potável pode ter várias aplicações, dentre as mais importantes
cita-se: fins agrícolas, fins industriais, fins domésticos, manutenção de vazões,
aqüicultura, recarga de aqüíferos subterrâneos, entre outros. (MANCUSO, 2003).
2.4. UTILIDADE DE ÁGUA NAS INDÚSTRIAS
O ramo de atividade da indústria, que define as atividades desenvolvidas,
determina as características de qualidade da água a ser utilizada, ressaltando-se
que em uma mesma indústria podem ser utilizadas águas com diferentes níveis de
qualidade. Por outro lado, o porte da indústria, que está relacionado com a sua
21
capacidade de produção, irá definir qual a quantidade de água necessária para
cada uso (MANCUSO, 2003).
Franco (2007) cita alguns outros fatores que influenciam a necessidade de
água para o atendimento das diversas atividades industriais. Segundo o autor,
também devem ser considerados: a capacidade produtiva, condições climáticas da
região, disponibilidade de água, método de produção, idade das instalações,
práticas operacionais, cultura da empresa, inovação tecnológica e investimentos
em pesquisa.
Usualmente, a demanda por água para aplicações industriais é suprida por
meio da captação direta da rede pública de abastecimento, muitas vezes com
qualidade inferior ou superior à qualidade desejada para algumas aplicações. Isto
implica na necessidade de tratamentos prévios ou, por outro lado, no desperdício
de água de boa qualidade com usos menos nobres (MANCUSO, 2003).
A tabela 1 mostra as principais aplicações industriais para a água reciclada,
relacionadas aos requisitos correspondentes para cada aplicação.
Tabela 1 – Relação entre o grau de qualidade e as aplicações da água na indústria.
Aplicações Requisitos
Consumo humano: água utilizada em ambientes Água potável, atendendo às
sanitários, vestiários, cozinhas e refeitórios, características estabelecidas pela Portaria
bebedouros, equipamentos de segurança no 2914 -norma de qualidade da água
(por exemplo , lava-olhos) ou em qualquer para consumo humano, de 12/12/2011, do
atividade doméstica com contato humano direto. Ministério da Saúde.
Matéria prima: água incorporada ao produto final O grau de qualidade da água pode
(por exemplo, indústrias de fármacos, de variar significativamente, tendo-se como
alimentos, de produtos de higiene pessoal e principal objetivo a proteção
limpeza doméstica) ou água utilizada para da saúde dos consumidores finais
obtenção de outros produtos (por exemplo o e/ou a garantia da qualidade final.
hidrogênio por meio da eletrólise da água).
continua
22
continuação
Aplicações Requisitos
Fluido auxiliar: a água, como fluido auxiliar, pode O grau de qualidade da água irá depender
ser utilizada em diversas atividades, destacando- do processo à que esta se destina. Caso
se a preparação de suspensões e soluções essa água entre em contato com o produto
químicas, compostos intermediários, reagentes final, o grau de qualidade será mais ou
químicos, veículo ou ainda, para as operações de menos restritivo, em função do tipo
lavagem. de produto que se deseja obter. Não
havendo contato da água com o produto
final, esta poderá apresentar um grau de
qualidade mais ou menos restritivo que o
da água para consumo humano,
principalmente com relação à
concentração residual de agentes
desinfetantes.
Geração de energia: água pode ser utilizada No aproveitamento da energia potencial ou
por meio da transformação da energia cinética, a água é utilizada no seu estado
cinética, potencial ou térmica em energia natural, captada de um rio, lago ou outro
mecânica e posteriormente em energia elétrica reservatório; materiais sólidos de
dimensões maiores, presentes na água,
podem danificar os dispositivos de geração
de energia. No aproveitamento da energia
térmica, após aquecimento e vaporização
da água, a mesma deve apresentar um
elevado grau de qualidade, para que não
ocorram problemas nos equipamentos de
geração de vapor ou no dispositivo de
conversão de energia.
Fluido de aquecimento e/ou resfriamento: Para água na forma de vapor, o grau de
qualidade deve ser bastante elevado; água
como fluido de resfriamento requer um
grau de qualidade bem menos restritivo,
devendo-se levar em consideração a
proteção e a vida útil dos equipamentos
com os quais esta água irá entrar em
contato.
continua
23
conclusão
Aplicações Requisitos
Usos diversos:
Aproveitamento de água de chuva: Para uso humano, inclusive como
água potável, deve sofrer filtração e
cloração; para fins menos nobres, como
irrigação de jardins ou
lavagem de área externas, não necessita
de tratamento avançado.
Combate a incêndios
Descarga de vasos sanitários
Irrigação de áreas verdes
Limpeza de instalações
Recarga de aquíferos
Sistema de ar condicionado
Adaptado de FIESP e CIESP, 2004.
2.5. TÉCNICAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
De acordo com FIESP/CIESP (2004), a coleta e tratamento dos efluentes
industriais antes do lançamento final são exigidos pela legislação e tem como
objetivo de diminuir o impacto sobre o meio ambiente, principalmente sobre os
recursos hídricos.
Ainda segundo FIESP/CIESP (2004, p. 88):
[...] o tratamento de efluentes deve ser realizado por meio da utilização de operações e
processos unitários, que sejam capazes de reduzir a concentração dos contaminantes
presentes para níveis compatíveis com os padrões de emissão estabelecidos em
normas ou a níveis adequados para formas de reúso subseqüentes.”
A figura 3 esquematiza, de uma maneira geral, as principais técnicas de
tratamento de efluentes industriais.
24
Figura 3 – Fluxograma das principais técnicas de tratamento de efluentes.
Fonte: Droste (1997).
PROCESSOS FÍSICOS
Os tratamentos físicos são caracterizados por fenômenos físicos que buscam
remover ou transformar os poluentes de águas residuárias (MARTINS, 2011). São
processos de separação de fases, transição de fases, transferência de fases e
separação molecular.
Segundo Martins (2011), os processos físicos utilizados no tratamento de
efluentes industriais podem contribuir para a remoção de sólidos grosseiros,
remoção de sólidos em suspensão, componentes mais voláteis, mas também
servem para equalizar e homogeneizar um efluente.
O autor cita alguns dispositivos envolvidos nas etapas físicas do tratamento
de efluentes: grades de limpeza manual ou mecanizada, peneiras estáticas,
vibratórias ou rotativas, caixas de areia simples ou aeradas, tanques de retenção
de materiais flutuantes, decantadores, flotadores de ar dissolvido, leitos de
secagem de lodo, filtros prensa e a vácuo, centrífugas, filtros de areia e adsorção
em carvão ativado, dentre outros.
PROCESSOS BIOLÓGICOS
Os tratamentos biológicos utilizam microrganismos aeróbios e anaeróbios
para decompor a matéria orgânica, sob a forma de sólidos dissolvidos e em
suspensão, em compostos mais simples, como sais minerais, gás carbônico, água
e outros.
TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
BIOLÓGICO FÍSICO QUÍMICO
Aeróbio Anaeróbio Decantação Filtração Incineração POA Eletroquímico
Enzimático Adsorção Fotocatálise Ozonização Fenton
25
Alguns processos biológicos são: lodos ativados e suas variações, filtros
biológicos anaeróbios ou aeróbios, lagoas aeradas, lagoas de estabilização
facultativas e anaeróbias, digestores anaeróbios de fluxo ascendente. (MARTINS,
2011).
PROCESSOS QUÍMICOS
Segundo Martins (2011, p. 29), os processos químicos são:
[...] processos em que a utilização de produtos químicos é necessária para aumentar a
eficiência da remoção de um elemento ou substância, modificar seu estado ou estrutura,
ou simplesmente alterar suas características químicas.
Os processos químicos são geralmente utilizados conjugados a processos
físicos e algumas vezes a processos biológicos. Os principais processos químicos
utilizados no tratamento de efluentes são: coagulação, floculação, precipitação
química, oxidação, cloração (desinfecção), neutralização ou correção do pH
(MARTINS, 2011).
2.5.1. Classificação dos sistemas de tratamento de efluentes
Conforme Braga et al.4 (2005), Santos5 (2007) e Dezotti et al.6(2008) apud
Martins (2011), os sistemas de tratamento de efluentes podem ser classificados
em:
Tratamento preliminar: remove sólidos grosseiros, detritos minerais (areia),
materiais flutuantes e carreados e, por vezes, óleos e graxas.
Unidades: grades, caixa de areia, e, eventualmente, tanques de remoção de
óleos e graxas. (NUVOLARI et al., 2010).
4 BRAGA, B. et al. Introdução à Engenharia Ambiental. v. 2. Ed. São Paulo: Pearson Prentice
Hall, 2005. 5 SANTOS, A. B. Avaliação técnica de sistemas de tratamento de esgotos. Fortaleza: Banco do
Nordeste do Brasil, 2007. 206 p. 6 DEZOTTI, M. (coord.). Processos e Técnicas para o Controle Ambiental de Efluentes
Líquidos. Série Escola Piloto de Engenharia Química COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro: E-papers,
2008. 360 p.
26
Tratamento primário: remove sólidos sedimentáveis. As unidades de
tratamento preliminar e primária, somadas, removem cerca de 60 a 70% de sólidos
em suspensão, cerca de 20 a 45% da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e
30 a 40% de coliformes.
Unidades: tanques de sedimentação primária ou clarificadores, unidade para
digestão, secagem e disposição dos lodos. (NUVOLARI et al., 2010).
Tratamento secundário/biológico: remove matéria orgânica biodegradável
contida nos sólidos dissolvidos, ou finamente particulados e, eventualmente,
remove nutrientes (nitrogênio e fósforo) através de processos biológicos aeróbios
(oxidação) ou anaeróbios seguidos da sedimentação final (secundária). A unidade
de tratamento secundário remove cerca de 60 a 99% da DBO remanescente, 60 a
99% dos coliformes e 10 a 50% dos nutrientes.
Unidades de tratamento biológico: Lodos ativados e lagoas de estabilização,
filtros biológicos, reatores anaeróbios de fluxo ascendente (RAFA), filtros
anaeróbios de fluxo ascendente (FAFA) e outros.
Os processos anaeróbios produzem menor quantidade de lodo que os
processos aeróbios. (NUVOLARI et al., 2010).
Tratamento terciário/avançado: remoção complementar da matéria orgânica
e de compostos não biodegradáveis, de nutrientes, poluentes tóxicos e/ou
específicos, metais pesados, sólidos inorgânicos dissolvidos, sólidos em
suspensão remanescentes e organismos patogênicos através de unidades de
tratamento físico-químico.
Os poluentes a serem removidos pelo tratamento avançado de efluentes
podem ser agrupados em quatro categorias: (1) orgânicos residuais, colóides
inorgânicos e sólidos suspensos, (2) constituintes orgânicos dissolvidos, (3)
constituintes inorgânicos dissolvidos e (4) constituintes biológicos.
Algumas técnicas utilizadas no tratamento terciário são: osmose reversa,
troca iônica, eletrodiálise, evaporação, microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração,
ozonização, clarificação, carvão ativado, stripping, desinfecção e outros.
(NUVOLARI et al., 2010).
27
A tabela 2 lista algumas operações e processos unitários utilizados nas etapas
do tratamento de águas e efluentes:
Tabela 2 – Processos e operações unitárias usadas em tratamento de águas.
Processo Descrição Aplicação
Sedimentação Sedimentação gravimétrica Remoção de partículas de
de partículas de matéria, águas túrbidas maiores
flóculos químicos e que 30 µm.
precipitados de suspensão.
Filtração Remoção de partículas Frequentemente usado
pela passagem de água após a sedimentação
através de areia ou outros ou coagulação -
poros médios. floculação.
Tratamento Oxidação de substâncias Remoção de matéria
biológico orgânicas por microrganismos orgânica dissolvida e
aeróbio em um tanque de aeração da água servida.
ou em um processo de
biofilme.
Tanque de Tanque com 1,00 m de Redução dos sólidos suspensos,
oxidação profundidade para mistura e DBO, bactérias patogênicas e
e penetração da luz solar. amônia.
Remoção de Combinação de processos Redução do conteúdo de
nutrientes aeróbios, anóxidos e nutrientes da água exigida.
anaeróbios para otimizar a
conversão de orgânicos, e
remoção de fósforo e
nitrogênio.
Tanque de O sistema consiste de Redução dos sólidos suspensos,
estabilização tanques anaeróbio, DBO, bactérias patogênicas e
de água facultativo e de maturação amônia da água servida.
ligados em série para Instalações para reúso da água
aumentar o tempo de na irrigação e aquicultura.
retenção.
continua
Sep
ara
ção s
ólid
o-líq
uid
o
Tra
tam
ento
bio
lógic
o
28
continuação
Processo Descrição Aplicação
Desinfecção Inativação de organismos Remoção de organismos
patogênicos usando patogênicos.
oxidação química,
luz ultravioleta, produtos
cáusticos, calor ou processos
de separação física
(membranas).
Carvão Processo no qual os Remoção de compostos
ativado contaminantes são orgânicos hidrofóbicos.
] fisicamente adsorvidos na
superfície do carvão ativado.
Corrente de ar Transferência de amônia Remoção de amônia e de
e outros componentes orgânicos voláteis da água.
voláteis da água para o ar.
Troca iônica Troca de íons entre uma Remoção efetiva de cátions
resina e a água, usando um como cálcio, magnésio,
fluxo através de um reator. ferro, amônio e ânions
como nitrato.
Coagulação Uso de sais de alumínio ou Formação de precipitados
química e de ferro, polieletrólitos e/ou de fosfato e floculação de
precipitação ozônio para promover a partículas para remoção
desestabilização das pela sedimentação e
partículas coloidais da filtração.
água e precipitação de
fosfato.
Filtração por Microfiltração, nanofiltração Remoção de partículas e
membrana e ultrafiltração. microrganismos da água.
Osmose Sistema de membranas para Remoção de sais e
Reversa separar íons da solução minerais dissolvidos da
baseada na pressão solução e remoção efetiva
osmótica reversa diferencial. de patogênicos.
Processos Consistem na produção de Oxidação de compostos
Oxidativos intermediários altamente orgânicos, inorgânicos
Avançados reativos capazes de oxidar dissolvidos e poluentes
grande gama de poluentes. tóxicos ou refratários ao
tratamento biológico.
continua
Tra
tam
ento
avançad
o
29
conclusão
Processo Descrição Aplicação
Tratamento O uso de cal para precipitar Usado para reduzir
com cal cátions e metais da solução. problemas de incrustação
pela precipitação de
fosfato e modificar o pH.
Fonte: Adaptado de Asano (1998) apud Costa e Barros Júnior (2005).
2.5.2. Processos Oxidativos Avançados
Os Processos Oxidativos Avançados (POA’s) caracterizam-se por reações
em que são formados radicais altamente reativos, principalmente a hidroxila
(-OH), capazes de oxidar a maioria dos compostos orgânicos presentes no efluente,
tanto na fase aquosa, como na fase gasosa ou adsorvidos numa matriz sólida
(MARTINS, 2011).
Segundo Lira (2006), a produção dos radicais hidroxila pode ocorrer de
diversas formas, através de reações envolvendo oxidantes fortes, como ozônio
(O3), peróxido de hidrogênio (H2O2), ou semicondutores, como dióxido de titânio e
óxido de zinco.
Um grande número de métodos pode ser classificado sob a ampla definição
de POA (STASINAKIS7, 2008 apud MARTINS, 2011). Para Martins (2011), os
sistemas de POA mais utilizados para o tratamento de águas residuais são os
sistemas utilizando dióxido de titânio na presença de radiação ultravioleta
(TiO2/UV), peróxido de hidrogênio na presença de radiação ultravioleta (H2O2/UV)
e os chamados reagentes de Fenton.
- Sistema TiO2/UV: sistema de tratamento em que a espécie semicondutora
é utilizada para destruir os contaminantes ambientais por meio de reações redox
induzidas pela luz. Estas reações geram bandas de elétrons de condução e sítios
nas bandas de valência pela radiação UV nos materiais semicondutores, como o
TiO2. Neste processo, a formação e disponibilidade de íons hidroxila pode ser
maximizada utilizando-se outros agentes oxidantes como H2O2 e O3.
A matriz UV/TiO2 é um sistema de POA que já se encontra disponível
comercialmente para o tratamento de água e ar contaminados (MARTINS, 2011).
30
- Sistema H2O2/UV: sistema de POA em que o íon hidroxila é gerado a partir
da fotólise de um agente oxidante convencional, como o peróxido de hidrogênio ou
ozônio. Este processo e algumas de suas variações também estão disponíveis
comercialmente. (MARTINS, 2011).
Lira (2006), lista algumas vantagens e desvantagens do sistema H2O2/UV:
Vantagens do sistema UV/H2O2:
1) Fácil manuseio;
2) Baixo custo do oxidante (H2O2);
3) Alta solubilidade do oxidante em água;
4) Possibilidade de estoque do oxidante no local;
5) Emprego de reatores simples (baixas pressões e temperaturas);
6) Não necessita de unidades de separação, pois não produz lodo;
7) Mais viável economicamente que outras tecnologias.
Desvantagens do sistema UV/H2O2:
1) Baixo coeficiente de absorção do H2O2;
2) Faixa muito restrita de comprimento de onda para a máxima produção
de radicais hidroxila (254 nm);
3) Competição entre o H2O2 e outras espécies que absorvem radiação
UV;
4) Necessidade de uma etapa prévia de filtração para a remoção de
sólidos suspensos que impedem a chegada da radiação UV ao H2O2.
- Sistema Foto-Fenton: sistema de tratamento em que ocorre a
decomposição do agente oxidante (H2O2) na presença dos íons Fe2+ ou Fe3+ sob
condições ácidas e radiação UV para geração do íon hidroxila. As taxas de remoção
de componentes orgânicos pelo processo Fenton podem ser melhoradas
consideravelmente se o comprimento de onda da fonte luminosa de radiação UV
for próximo da luz visível. (MARTINS, 2011).
31
2.6. LEGISLAÇÃO PARA REÚSO DE ÁGUA
2.6.1. No Brasil
A falta de normas técnicas e legislação específica sobre reúso de água ainda
é um problema no Brasil. O que existe é uma vasta legislação ambiental com temas
voltados à preservação dos recursos naturais, entre eles, os recursos hídricos
(ABES, 2013).
A Constituição Federal, de 1988, trata no artigo 225 da preservação do meio
ambiente como forma de garantir qualidade de vida à população, define direitos e
deveres do poder público e da coletividade para assegurar a diversidade do
patrimônio genético do país (BRASIL, 1988).
A Lei 9433, de 1997, institui a Política Nacional de Recursos Hídricos e trata
a água como recurso limitado, dotado de valor econômico. Estabelece como
prioridade para seu uso o consumo humano e descentraliza a gestão dos recursos
hídricos entre os comitês das bacias hidrográficas e a União. Cria o Conselho
Nacional de Recursos Hídricos e regulamenta a cobrança pelo uso dos recursos
hídricos sujeitos a outorga e dá outras providências (BRASIL, 1997).
A Política Nacional de Recursos Hídricos tem como instrumento de gestão a
cobrança pelo uso da água, com o objetivo de dar ao usuário a idéia do real valor
deste bem, promover o seu uso racional e captar recursos para a preservação das
bacias hidrográficas brasileiras. A cobrança é responsabilidade dos comitês das
bacias hidrográficas e o primeiro comitê a cobrar pelo uso da água foi o Comitê de
Integração da Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul (CEIVAP), em 2003,
seguido do Comitê das Bacias Hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí
(Comitê PCJ), no ano de 2006 (ANA, 2014).
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) instituiu a norma NBR
ABNT 13969, de 1997, relativa ao tratamento de efluentes líquidos que abrange
todo o território nacional. A norma não é específica para o reúso de água, mas
dedica um item à utilização de esgoto tratado como forma de reúso não potável e
cita quatro classificações para a água de reúso, assim como identifica os
tratamentos adequados à cada classe de água (ABNT, 1997).
32
As classes de água de reúso segundo a ABNT NBR 13969/1997 e as técnicas
de tratamento encontram-se relacionadas na Tabela 3.
Tabela 3 – Classes de água de reúso segundo a ABNT NBR 13969/1997.
Classe de água Utilização Tratamento adequado
Classe 1 Lavagem de carros e outros Tratamento aeróbio (filtro aeróbio submerso ou
usos que requerem o contato lodo ativado por batelada, seguido por
direto do usuário com a água, filtração convencional ( areia e carvão ativado)
incluindo chafarizes. e, finalmente, cloração.
Classe 2 Lavagem de pisos, calçadas e Tratamento biológico aeróbio (filtro aeróbio
irrigação de jardins, manutenção submerso ou lodo ativado por batelada),
de lagos e canais para fins seguido de filtração com areia e desinfecção.
paisagísticos, exceto chafarizes. Pode-se substituir a filtração normal por
membrana filtrante.
Classe 3 Descargas de vasos sanitários. Tratamento aeróbio, filtração e desinfecção.
Classe 4 Irrigação de pomares, pastagens Tratamento aeróbio, filtração e desinfecção.
e outros cultivos por escoamento As aplicações devem ser interrompidas até
superficial ou sistema de irrigação dez dias antes da colheita.
pontual.
Fonte: ABNT NBR 13969 (1997).
É relevante saber que a NBR ABNT 13969 não tem poder de lei e serve
apenas como referência bibliográfica, não podendo, portanto, ser utilizada como
documento regulatório da prática de reúso de água no Brasil.
A Lei 9605, de 1998, estabelece penalidades para diferentes crimes
ambientais. O artigo 54 da Lei 9605 trata do crime de poluição ambiental e prevê
pena de reclusão de um a cinco anos para quem causar poluição de qualquer
natureza em níveis tais que possam causar danos à saúde humana, mortandade
de animais ou destruição da flora ou, no caso da poluição de recursos hídricos, que
culminem na interrupção do abastecimento público de água de uma comunidade
(BRASIL, 1998).
A Lei 9984, de 2000, cria a Agência Nacional de Águas (ANA), autarquia
especial vinculada ao Ministério do Meio Ambiente. Entre as competências da ANA
estão a outorga de direito ao uso de recursos hídricos de domínio da união, a
cobrança pelo uso deste recurso e a distribuição e aplicação das receitas auferidas
com a cobrança do mesmo (BRASIL, 2000).
A Resolução no 357 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA),
publicada em Março de 2005, lista a classificação dos corpos de água e estabelece
as condições e padrões de lançamento de efluentes.
33
Os corpos de água são, primeiramente, divididos entre corpos de água doce,
corpos de água salina e corpos de água salobra, de acordo com sua salinidade.
Entre os corpos de água doce, são identificadas 5 classes: classe especial, classes
1,2,3 e 4 (BRASIL, 2005).
Segundo Brasil (2005), as água doces podem ser classificadas em:
I - Classe especial: águas que são destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
b) À preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;
c) À preservação dos ambientes aquáticos em unidades de proteção integral.
II - Classe 1: águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado;
b) À proteção das comunidades aquáticas;
c) À recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho;
d) À irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvem rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película;
e) À proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.
Algumas condições estabelecidas pela Resolução 357 para as águas de
Classe 1 são:
Não verificação de efeito tóxico crônico a organismos, comprovado pela
realização de ensaio ecotoxicológico padronizado ou outro método cientificamente
reconhecido;
Ausência virtual de materiais flutuantes, inclusive espumas não naturais;
Ausência virtual de óleos e graxas;
Ausência virtual de substâncias que comuniquem gosto ou odor;
Ausência virtual de corantes provenientes de fontes antrópicas;
Ausência virtual de resíduos sólidos objetáveis;
DBO5,20 até 3 mg/L O2;
OD, em qualquer amostra, não inferior a 6 mg/L O2;
pH: 6,0 a 9,0;
34
E outras condições como presença de organismos indicadores (coliformes
termotolerantes e Escherichia coli), cor e turbidez.
III - Classe 2: águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional;
b) À proteção das comunidades aquáticas;
c) À recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e
mergulho;
d) À 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;
e) À aquicultura e atividade de pesca.
As condições estabelecidas pela Resolução 357 para as águas de Classe 2
são as mesmas para as águas de Classe 1, à exceção do seguinte:
Não será permitida a presença de corantes provenientes de fontes
antrópicas que não sejam removíveis por processo de coagulação, sedimentação
e filtração convencionais;
DBO5,20 até 5 mg/L O2;
OD, em qualquer amostra, não inferior a 5 mg/L O2;
E outras condições como presença de organismos indicadores (inclusive
cianobactérias), concentração máxima de clorofila α, cor, turbidez e concentração
máxima de fósforo total.
IV – Classe 3: águas que podem ser destinadas:
a) Ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou
avançado;
b) À irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
c) À pesca amadora;
d) À recreação de contato secundário;
e) À dessedentação de animais.
As condições estabelecidas pela Resolução 357 para as águas de Classe 3
são as mesmas para as águas de Classe 2, à exceção do seguinte:
DBO5,20 até 10 mg/L O2;
OD, em qualquer amostra, não inferior a 4 mg/L O2;
35
E outras condições como presença de organismos indicadores (inclusive
cianobactérias), cor e turbidez.
V – Classe 4: águas que podem ser destinadas:
a) À navegação;
b) À harmonia paisagística;
As condições estabelecidas pela Resolução 357 para as águas de Classe 4
são:
Materiais flutuantes, inclusive espumas não naturais: virtualmente ausentes;
Odor e aspecto: não objetáveis;
Óleos e graxas: toleram-se iridescências;
Substâncias facilmente sedimentáveis que contribuam para o assoreamento
de canais de navegação: virtualmente ausentes;
Fenóis totais até 1,0 mg/L de C6H5OH;
OD superior a 2 mg/L O2 em qualquer amostra;
pH entre 6,0 e 9,0.
A Resolução no 54 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH),
publicada em 2006, estabelece diretrizes e critérios gerais para regulamentar e
estimular a prática do reúso direto não potável de água para fins agrícolas,
industriais, ambientais e urbanos, porém não estabelece critérios de qualidade
requeridos para cada tipo de uso da água tratada (BRASIL, 2006).
Existem ainda leis estaduais, resoluções municipais e uma norma da ABNT,
a ABNT NBR 15527, de 2007, voltadas ao tema de reúso de água, porém, nenhuma
apresenta orientações técnicas para a sua aplicação.
Há um esforço no sentido de adaptar a ABNT NBR 15527 de acordo com
algumas normas internacionais europeias, com a ressalva do atraso tecnológico
dos processos de tratamento, que não garantem padrões de qualidade tão
elevados quanto os dos países europeus (ABES, 2013).
Os recursos hídricos utilizados no setor hidrelétrico brasileiro são passíveis de
cobrança, segundo o Decreto no 7.402/2010 e os recursos captados são destinados
ao Ministério do Meio Ambiente para as despesas que constituem obrigações legais
36
referentes à Política Nacional de Recursos Hídricos e ao Sistema Nacional de
Gerenciamento de Recursos Hídricos.
São cobrados os usos de captação, consumo e lançamento de efluentes de
usuários sujeitos à Outorga de Direito de Uso de Recursos Hídricos com captação
superior à 1,0L/s (ANA, 2014).
2.6.2. Em outros países
A importância das normas que regulamentam o reúso de água já foi
percebida pelos países desenvolvidos há muito tempo. Devido às tecnologias mais
avançadas existentes nos processos de tratamento de água, é possível encontrar
programas de reúso de água, no qual a água tratada tem qualidade igual ou
superior à água potável adequada ao consumo humano no Brasil.
A Austrália já utiliza a água da chuva, após tratamento, para fins potáveis e
o estado da Califórnia, nos EUA, tem normas específicas para reúso de água na
agricultura, nas quais alguns parâmetros são mais restritivos do que os padrões
estabelecidos para a potabilidade da água no Brasil.
A primeira legislação voltada ao tema reúso de água foi conseqüência da
Revolução Industrial e do aumento da demanda de recursos hídricos. A Inglaterra
propôs, em 1865, o tratamento de esgoto gerado para evitar a poluição dos rios.
A Agência de Proteção Ambiental americana (EPA) fez um levantamento do
número de estados ou territórios que tem algum tipo de regulamento ou manual que
aborde o tema reúso de água, em suas diferentes categorias. Segundo os dados
levantados e publicados em 2012, não havia, até então, estados com legislação
prevendo o reúso direto de água potável.
A tabela 4 mostra a relação entre a categoria de reúso e o número de estados
ou territórios em que existe legislação específica aplicada à categoria.
37
Tabela 4 - Categorias de reúso de água abordados pela legislação dos territórios dos EUA.
Categoria de reúso Descrição Número de estados
ou territórios com leis,
regulamentos ou guias
que abordam a categoria
de reúso.
Irrestrito Reúso de água em
aplicações não potáveis 32
onde o acesso do público
à água é irrestrito.
Restrito Reúso de água em
aplicações não potáveis 40
onde o acesso do público
à água é restrito.
Plantio de Reúso de água para irrigar
Alimentos o plantio de alimentos para 27
consumo humano.
Plantio de Reúso de água para irrigar
alimentos alimentos que serão
que serão processados antes do 43
processados consumo humano ou
e plantio de plantio de outras culturas.
outras culturas
Irrestrito Reúso da água em
represas, onde há contato
humano com a água para
atividades de recreação
Res (nesta categoria pode-se 13
incluir a água usada para
fazer neve em parques
onde há a prática de esqui).
Restrito Reúso da água em represas,
onde não há contato humano
com a água (locais para pesca 17
navegação podem ser incluídos
nesta categoria).
continua
Reúso u
rban
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Uso n
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R
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ento
38
Recarg
a d
e a
quíf
ero
s
continuação
Categoria de reúso Descrição Número de estados
ou territórios com leis,
regulamentos ou guias
que abordam a categoria
de reúso.
Reúso de água para aumentar,
sustentar ou manter a vazão de
corpos d’água, incluindo rios 17
e córregos e preservar os
habitats marinhos,
mangues e mananciais.
Reúso de água para aplicações
industriais e facilidades, produção 31
de energia e extração de
combustíveis fósseis.
Reúso não potável de água para
recarga de aqüíferos que não 16
são usados como fonte de
água potável.
Indireto Água é despejada em fontes
de água potável (superficial
ou subterrânea) e participa do
ciclo hidrológico antes de 9
ser tratada e considerada
própria para consumo humano.
Direto Água é despejada diretamente
em uma planta de tratamento 0
de água para tratamento avançado.
Adaptado de EPA, 2012.
Reúso p
otá
ve
l R
eúso a
mb
ien
tal
Reúso I
ndustr
ial
39
2.7. PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA
A classificação da água em determinados padrões só é possível após o
conhecimento dos valores encontrados na medição de cada parâmetro
característico da água.
Os parâmetros de qualidade são grandezas que indicam as características da
água, ou dos esgotos, ou dos corpos d’água. Podem ser parâmetros físicos,
químicos ou biológicos.
Alguns parâmetros físicos são: cor, turbidez, sabor, odor e temperatura.
Alguns parâmetros químicos são: pH, alcalinidade, dureza, acidez, ferro,
cloretos, oxigênio dissolvido, micropoluentes inorgânicos, matéria orgânica, entre
outros.
Alguns parâmetros biológicos são: organismos indicadores (coliformes
fecais), algas, entre outros.
O padrão de qualidade constitui um valor do parâmetro que não deverá ser
excedido em um determinado intervalo de tempo. Para atestar este padrão, as
companhias de abastecimento realizam análises na água tratada com freqüência
estabelecida pela Portaria 2914 do Ministério da Saúde, que estabelece o padrão
de potabilidade da água.
A tabela 5 indica os valores de alguns parâmetros físicos, químicos e
biológicos para o padrão de qualidade da água potável, de acordo com a Portaria
2914/MS.
Tabela 5 – Alguns padrões de qualidade para a água potável no Brasil.
Parâmetro Unidade Valores Máximos Permitidos
Cor aparente uH 15
Turbidez uT 5
Sabor e odor Intensidade 6
pH 6,0<pH<9,5(1)
Dureza total mg/L 500
Ferro mg/L 0,3
Cloreto mg/L 250
Escherichia coli Ausência em 100mL(2)
Coliformes totais Ausência em 100 mL(2)
Adaptado de Brasil, 2011.
40
Notas:
(1) No sistema de distribuição
(2) Em 95% das amostras analisadas no mês, para sistemas de distribuição que
abastecem mais de 20.000 habitantes.
2.8. ALTERNATIVAS PARA TERCEIRIZAÇÃO
2.8.1. Sistema Build Operate and Transfer (BOT)
Tendo em vista fatores como a disponibilidade de água de qualidade e os
custos com captação e tratamento de água industrial em regiões muito
urbanizadas, empresas privadas têm oferecido serviços de instalação e operação
de estações de tratamento em plantas industriais de acordo com um sistema
denominado BOT (build, operate and transfer).
Neste tipo de contrato, a empresa interessada no tratamento de água para
uso industrial, no tratamento de seus efluentes ou ambos, contrata os serviços de
uma terceirizada, que projeta uma estação de tratamento adequada às
necessidades do cliente e a opera por tempo determinado, após o qual, a estação
fica sob a responsabilidade do cliente. Os contratos variam de 5 a 20 anos e durante
o período de vigência, o cliente paga apenas pelo fornecimento da água tratada,
assim como pagaria para uma companhia de abastecimento.
Muitas indústrias de grande porte já aderiram a este tipo de parceria, quer
seja por motivos econômicos, consciência ambiental ou mesmo pelo risco de falta
de água para a região em que se localiza.
Alguns exemplos de empresas que adotaram o sistema BOT são:
- Braskem de São Paulo, unidade de especialidades de PVC. As operações
nas estações de reúso tiveram início em 2007 e passaram a fornecer entre 3000 e
3500 m3 de água tratada por mês, reduzindo o consumo de água da empresa
concessionária em 85%. O projeto contou ainda com modernas tecnologias de
tratamento para reduzir pela metade o volume do efluente gerado na unidade, o
41
que resultou na economia anual de R$ 300.000,00 com tratamento de esgoto pela
companhia de coleta e tratamento responsável pela região. (BRASKEM).
- Vicunha Nordeste, indústria têxtil localizada em Maracanaú, Ceará.
Contrato para fornecimento de água tratada por 5 estações de tratamento, que
produziam, em 2000, 150 mil m3/mês e mais uma estação para tratamento de
efluente com reúso, produzindo mais 50 mil m3/mês, cerca de 70% de recuperação
dos rejeitos.
- Bayer de Belfort Roxo, Rio de Janeiro. A água passou a ser captada do
poluído rio Sarapuí e tratada nas ETEs para posterior uso industrial. O projeto
reduziu em 80% a compra de água da companhia de saneamento da região, o que
significou maior disponibilidade para a distribuição de água potável para a
comunidade local. Houve ainda, redução de 30% no valor da conta de água da
empresa. (FURTADO).
2.8.2. Sistema Build, Operate and Maintain (BOM)
Outra modalidade de contrato foi gerada a partir da experiência com o
sistema BOT, o sistema BOM (build, operate and maintain). Neste último, após a
vigência do contrato, a empresa cliente adquire os ativos da estação de tratamento,
porém delega a responsabilidade por sua operação para a empresa contratada.
A adoção do novo sistema de negócio surgiu após a prorrogação de
inúmeros contratos do tipo BOT. Os clientes passaram a se concentrar na produção
e deixaram as utilidades nas mãos dos especialistas, que afirmam que o custo de
água é reduzido, no mínimo, pela metade.
Além de oferecer o fornecimento de água tratada, existem outras
modalidades de terceirização no tratamento de águas e efluentes, como é o caso
do aluguel de unidades móveis de osmose reversa e de um sistema móvel
avançado de clarificação.
42
3. DESENVOLVIMENTO
3.1. SISTEMAS DE REÚSO DE ÁGUA: ESTUDO DE CASOS DA
LITERATURA
A presente seção apresenta três casos da literatura que relatam experiências
realizadas na indústria química brasileira, mostrando alternativas técnicas que
atestam a viabilidade técnica, financeira e operacional desta prática.
3.1.1. Estação de Tratamento de Efluentes da SABESP
A Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Dr. João Pedro de Jesus Netto, da
SABESP, foi inaugurada em 1934 como estação experimental, fica localizada no
bairro do Ipiranga, São Paulo, junto à margem do rio Tamanduateí.
É possível encontrar na área dessa ETE vários processos operando em
paralelo e em série, utilizando soluções e materiais muitas vezes inovadores.
A Estação de Tratamento de Água (ETA) de reúso fica localizada na mesma
área que abriga a ETE Jesus Netto. Constitui-se de um tanque de desinfecção e
reservatório de água de reúso que estão junto aos filtros biológicos, e já se
encontram em operação quatro filtros para o polimentos desde efluente.
Esta ETA de reúso fornece à Coats Corrente uma vazão média mensal de
água de reúso da ordem de 54.500m3/mês entre 2006 e 2009, através de tubulação
de recalque. (NUVOLARI, 2010).
A ETE trata esgotos sanitários por meio de dois sistemas de tratamento que
operam em paralelo, o primeiro por lodos ativados e o segundo por reator anaeróbio
de fluxo ascendente (RAFA), seguido de filtro biológico, conforme figura 4.
43
Figura 4 - Fluxograma do sistema de tratamento na ETE Jesus Netto
Fonte: MANCUSO; SANTOS, 2003.
O presente estudo refere-se ao fornecimento de água proveniente da ETE
Jesus Netto para a indústria Coats Corrente, que está inserida no programa de
Reúso de Água da SABESP.
Após a adesão ao programa de reúso da SABESP, a indústria passou a
consumir água proveniente do tratamento de esgotos na ETE Jesus Netto para:
beneficiamento de fios;
mercerização;
alvejamento;
tingimento;
lavagem de fios.
O programa de reúso da SABESP foi uma iniciativa pioneira e teve início em
Agosto de 1998 de acordo com os seguintes critérios de fornecimento:
Volume mensal de água tratada: 20.000 m3
Vigência do contrato: 3 anos, renováveis a seu término
Preço inicial: R$ 0,46/m3
Critério de reajuste: proporcional à tarifa da SABESP
44
A água fornecida para a empresa Coats Corrente pela SABESP passa por
tratamento preliminar para retirada de grande parte dos sólidos não dissolvidos. O
efluente passa por grades de 1cm e são removidos 200m3/mês de sólidos
grosseiros. Logo após, o material sedimentado é separado do efluente após a
passagem do mesmo por duas caixas de areia.
Tratamento primário:
Decantador: O efluente fica 2,5 horas sob repouso para que ocorra a
separação por gravidade dos sólidos presentes. O lodo de fundo é retirado por meio
de descarga hidráulica e encaminhado ao adensador. Nesta etapa é removido
cerca de 50% dos sólidos em suspensão e 30 a 35% de DBO5,20.
Tratamento secundário:
É dividido em dois processos diferentes que operam em paralelo:
Processo 1 – Lodos ativados
Tratamento biológico onde a carga orgânica é metabolizada por
microrganismos aeróbios. A estação conta com três unidades de 209 m3 que podem
operar em série ou em paralelo. A aeração é feita por meio de ar difuso. Neste tipo
de tratamento, 96% da DBO afluente é removida.
Processo 2 – Reator anaeróbio de fluxo ascendente (RAFA), aeração e filtro
biológico, com desnitrificação
Tratamento biológico com microrganismos anaeróbios em reator RAFA,
seguido de desnitrificação em tanque anóxico com aerador e filtro biológico de alta
taxa. A taxa de recirculação no tanque anóxico é de 50%.
Tratamento físico e químico:
O efluente do tratamento secundário é tratado com polímeros e cloro e segue
para os tanques de desinfecção e sedimentação, de onde é direcionado para o uso
industrial da Coats Corrente.
Tratamento dos sólidos:
Todo o lodo gerado nos tratamentos anteriores são adensados e tratados no
digestor.
Aspectos técnicos: A viabilidade técnica foi conseguida graças ao rearranjo
das unidades existentes na estação de tratamento.
A qualidade da água tratada adequada ao uso industrial pela Coats Corrente
foi definida pelos seguintes parâmetros: alcalinidade total, alumínio, cloretos,
condutividade, turbidez, cor, detergentes (MBAS), dureza total, ferro total, fósforo
45
total, manganês, nitratos, nitrogênio amoniacal, nitrogênio total Kjeldhal, sílica,
sulfatos, sulfetos, temperatura, zinco, NMP coliformes fecais e totais, demanda
química de oxigênio (DQO), pH, sólidos dissolvidos totais, sólidos suspensos totais,
entre outros.
Destes parâmetros, três não atenderam aos padrões exigidos para o uso:
detergentes (MBAS), nitrogênio amoniacal, sólidos dissolvidos totais e sólidos
suspensos totais. Como alternativas para correção destes parâmetros sugeriu-se a
instalação de filtros ao final do processo, maior tempo de recirculação do efluente
do filtro biológico e automação de algumas fases do processo.
O fornecimento de água para a Coats Corrente foi ampliado de forma a
atender outras linhas de produção, como a de fio branco, por exemplo e outras
atividades industriais.
Por fim, constatou-se a viabilidade técnica do empreendimento através do
compromisso do fornecimento contínuo de água tratada para a indústria Coats
Corrente e para outros clientes externos.
Por seu caráter pioneiro, foi necessário para este projeto, investimento da
SABESP e da Coats Corrente para adequar as instalações a fim de fornecer a água
nas condições estabelecidas, porém estes custos não necessariamente se
repetirão em instalações futuras.
O custo do fornecimento de água tratada foi calculado levando-se em
consideração os custos médios entre o mês de Janeiro e o mês de Novembro de
2000. Durante este ano, o custo do m3 de água de reúso na ETE Jesus Netto foi de
US$ 1,47 e o mesmo foi vendido por US$ 0,52.
Atualmente, a Coats Corrente mantém contrato em vigência para o
fornecimento de água de reúso da ETE Jesus Netto a um custo de R$ 1,22/m3 de
água industrial fornecida. O sistema de tratamento constitui-se de dois tratamentos
biológicos operando em paralelo: lodos ativados com tempo de residência entre 10
e 11 horas e RAFA com tempo de residência entre 12 e 15 horas.
Algumas alterações foram feitas nos sistemas de tratamento ao longo do
tempo e de acordo com a exigência de qualidade para a água fornecida para as
linhas de produção da Coats Corrente. Foi adotado o sistema Moving Bed Biofilm
Reactor (MBBR) para otimizar o tratamento biológico, assim como filtros de
cartucho 10 micras para reter impurezas de menor tamanho, a etapa de filtração
ganhou novo agente filtrante, antracite e algumas etapas do processo foram
46
automatizadas. (Informações cedidas pelo Eng. Héctor Munoz da SABESP, via e-
mail).
3.1.2. Indústria de aromas e essências por Max Joel Mucha Franco.
A implementação de práticas de reúso de água na indústria alimentícia, como
é o caso da indústria de aromas e essências, é um grande desafio em termos de
conhecimento, experiência e documentação. Há diversos aspectos relacionados à
segurança microbiológica da água de reúso na indústria alimentícia.
A qualidade microbiológica da água utilizada neste tipo de indústria deve ser
monitorada o tempo todo, sendo imprescindível o uso de uma análise de perigos e
pontos críticos de controle (APPCC), uma ferramenta de gerenciamento de
segurança sistemática.
O alvo do estudo foi a indústria de aromas e essências Givaudan, sediada em
São Paulo. Pode ser caracterizada como indústria alimentícia devido ao fato dos
aromas produzidos serem aditivos alimentares, substâncias responsáveis por
conferir ou intensificar o aroma e/ou sabor dos alimentos.
Em indústrias alimentícias, a qualidade está relacionada à produtividade e
segurança do consumidor. Para tanto, além dos programas de qualidade
voluntários, os sistemas de Boas Práticas de Fabricação (BPF) e APPCC também
são exigidos pela legislação (WURLITZER, 2006).
O objetivo do sistema BPF é definir requisitos essenciais de higiene e de boas
práticas de elaboração para alimentos industrializados para o consumo humano.
O sistema APPCC é um método embasado na aplicação de princípios
técnicos e científicos de prevenção, que tem por finalidade garantir a inocuidade
dos processos de produção, manipulação, transporte e distribuição dos alimentos
(ATHAYDE, 1999).
A Givaudan utilizava, em 2006, água para seu abastecimento (doméstico e
industrial) das companhias SABESP e Hidrogesp, prestadora de serviço que capta
água subterrânea.
Os maiores consumos de água na empresa estão na área da produção de
aromas e fragrâncias, referem-se às operações de lavagem de equipamentos e
47
utensílios nas áreas de secagem de emulsões e tanques móveis. Além disso, há o
consumo de água na torre de lavagem de gases, descargas de vasos sanitários e
irrigação de áreas verdes.
Os aromatizantes em pó são produzidos através da secagem das
suspensões, previamente produzidas em tanques de mistura de matérias-primas,
contendo os princípios aromáticos, água e suporte. A suspensão é forçada na forma
de gotículas em uma câmara de secagem contra uma corrente de ar quente; a água
evapora instantaneamente e um pó fino é coletado em um ciclone anexo num
processo chamado Spray Dryer.
Quando o tanque de alimentação do sistema de secagem é esgotado é
iniciada a operação de limpeza e sanitização de maneira automatizada, por um
sistema Clean in Place (CIP), por meio de soluções detergentes, sanitizantes e
água filtrada. Este processo era realizado duas vezes ao dia e a demanda diária de
água para o processo foi cerca de 76 m3.
Foi contabilizada a quantidade de água utilizada em outras atividades da
empresa, como a lavagem manual dos tanques móveis, descarga de vasos
sanitários e irrigação de áreas verdes. Porém, a maior quantidade de água foi
utilizada no sistema CIP.
A proposta feita por FRANCO foi reaproveitar a água utilizada no sistema de
lavagem CIP, após tratamento adequado, na área de secagem de emulsões no
processo Spray Dryer.
Após o estudo, alguns tipos de tratamento foram descartados como o
tratamento com hipoclorito ou o tratamento biológico devido à possibilidade de
produzir substâncias cancerígenas e devido à presença de microrganismos no
efluente final do tratamento, respectivamente.
Como os efluentes da operação de lavagem do secador Spray Dryer contem
uma alta concentração de sólidos dissolvidos, o tratamento específico
recomendado para este tipo de efluente é através da osmose reversa após os
tratamentos físico-químicos convencionais: floculação, decantação, filtração em
areia e desinfecção.
A osmose reversa é um fenômeno natural que ocorre quando duas soluções
de diferentes concentrações são separadas por uma membrana semipermeável.
Neste caso, a membrana apresentava poros com diâmetro menor do que 0,001µm,
o que impede, inclusive, a passagem de bactérias e vírus. A água flui através da
48
membrana no sentido da solução menos concentrada para a solução mais
concentrada, até atingir o equilíbrio osmótico, ou seja, as duas soluções chegarem
a mesma concentração.
O efluente tratado por meio desta técnica apresenta taxa de remoção de
sólidos dissolvidos de 95% e a taxa de recuperação de água é de 75%.
A implantação do reúso de água apoiada pela ferramenta APPCC na área de
lavagem do CIP, após o sistema de tratamento por osmose reversa, teria uma
redução potencial no consumo total de água de aproximadamente 42,6%.
A tabela 7 apresenta o consumo de água após o tratamento por osmose
reversa.
Tabela 7 – Estimativa do consumo de água após aplicação do tratamento para reúso interno
Processos Consumo total de água Após osmose reversa
(m3/dia) (recuperação de
75% da água)
Lavagem do Spray Dryer 76,00 19,00
Lavagem dos tanques móveis 11,68 11,68
Lavadores de gases 1,50 1,50
Descarga de vasos sanitários 7,83 7,83
Irrigação de áreas verdes 1,92 1,92
Outros 0,41 0,41
Total 99,34 42,34
Adaptado de FRANCO, 2007.
3.1.3. Indústria petroquímica por Daniella Cristina Barbosa de Lira.
O estudo foi realizado em 2005 na Suzano Petroquímica, localizada na cidade
de Mauá, região metropolitana de São Paulo.
O alvo do estudo foi a unidade de polimerização, produtora de polipropileno,
onde a demanda total de água era suprida pela rede de abastecimento de água
potável e desmineralizada por resinas de troca iônica antes de abastecer as linhas
dos quatro processos da unidade.
49
A soma dos custos com captação e desmineralização da água era de
R$7,40/m3 e todo o efluente gerado na Suzano era tratado biologicamente até
então.
A alternativa proposta por LIRA foi substituir o tratamento biológico por outra
opção de tratamento que gerasse água com qualidade suficiente para alimentar as
correntes dos processos P1, P2, P3 e P4 da unidade de polimerização.
O fluxograma da unidade está representado na figura 5:
E1 E2 E3 E4
Figura 5 – Fluxograma da unidade de polimerização da Suzano Petroquímica. Fonte: LIRA, 2006.
As correntes de efluentes dos quatro processos são identificadas como E1,
E2, E3 e E4 e são compostas basicamente por monômeros, propeno e eteno, que
não reagiram durante as reações de polimerização, e outro oligômeros,
catalisadores e outros produtos químicos.
O processo estudado foi um processo oxidativo avançado capaz de degradar
os oligômeros e alguns outros produtos químicos, como catalisadores, presentes
nas correntes efluentes dos processos da unidade de polimerização para o
reaproveitamento da água tratada e redução dos custos com captação e tratamento
de efluentes.
O processo UV/H2O2 foi selecionado, dentre outros processos oxidativos
avançados (POAs), porque possibilita a construção de reatores simples, não
necessitando de unidades de separação após o tratamento.
Água
potável
Água
industrial
tratada
Desmineralização
P1 P2 P3 P4 Outros
Tratamento biológico
Efluente
50
O nível de remoção de contaminantes por este processo fotoquímico deve
atender às especificações da água de alimentação das linhas dos quatro
processos, ou seja, “especificação semelhante da água desmineralizada”. Caso isto
não ocorra, a água tratada fotoquimicamente poderá passar pelas resinas de troca
iônica para produção de água desmineralizada.
Visando a manutenção da vida útil das resinas trocadoras de íons, o
tratamento fotoquímico adotado deve garantir a ausência de contaminantes como
ferro solúvel, cloro, matéria orgânica, assim como minimizar a concentração de
peróxido de hidrogênio ao final do tratamento com UV/H2O2.
O processo de tratamento adotando o sistema UV/H2O2 consiste de duas
etapas: a formação do radical hidroxila pela fotólise direta de H2O2 e as reações de
oxidação das moléculas orgânicas pelos diferentes radicais gerados.
Para determinar as condições ótimas para a ocorrência das reações de
degradação dos compostos orgânicos, o estudo realizado dividiu-se em duas
etapas. Na primeira, foram realizados experimentos em reator fotoquímico do tipo
batelada, onde foi comprovada a viabilidade técnica da utilização do processo
UV/H2O2 para o tratamento de todas as correntes de efluentes, com taxas de
remoção de COT que variaram de 55 a 100%.
Na segunda etapa, o processo foi adaptado e as reações foram realizadas em
reator contínuo.
O sucesso da aplicação deste sistema depende essencialmente das
características do efluente que se pretende tratar e das condições operacionais a
serem empregadas.
As condições observadas na maior eficiência do sistema UV/H2O2, para o
estudo realizado são: temperatura próxima à das condições industriais, pH alcalino,
fonte luminosa com comprimento de onde adequado entre 200 e 280 nm, assim
como o tempo de residência no reator fotoquímico e a concentração de H2O2 são
proporcionais à quantidade de COT presente no efluente.
Uma análise comparativa dos custos com captação e desmineralização da
água e os custos com a técnica de reúso estudada mostraram atestaram a
viabilidade econômica do tratamento das correntes E1, E2 e E3, que apresentam
menor concentração de COT. Apesar de ser viável tecnicamente o tratamento do
efluente da corrente E4, esta opção não é atrativa do ponto de vista financeiro.
51
Um possível rearranjo das correntes de água e efluentes da unidade de
polimerização da Suzano Petroquímica é apresentado na Figura 6.
E1 E2 E3 E4
Figura 6 – Proposta de rearranjo para a unidade de polimerização da Suzano Petroquímica. Fonte: LIRA, 2006.
Atualmente, a Quattor Petroquímica, antiga Suzano, pertence ao grupo
Braskem e faz parte de um ambicioso programa de reúso de água, o projeto
Aquapolo.
O projeto foi apresentado pela SABESP em parceria com a Foz do Brasil, da
Organização Odebrecht em 2010 e, a princípio, o contrato duraria até 2043. O
projeto busca abastecer o pólo petroquímico do ABC paulista com água de reúso e
alguns municípios e empresas próximas da adutora.
A Braskem, por meio da Quattor, deverá consumir 65% da produção do
Aquapolo, o que garantirá o desenvolvimento do projeto.(AQUAPOLO, 2011).
Água
potável
Água
industrial
tratada
Desmineralização
Outros P1 P2 P3 P4
UV/
H2O
2
UV/
H2O
2
Tratamento
biológico
Efluente
52
4. CONCLUSÃO
Com base nos objetivos propostos, obtiveram-se as seguintes conclusões:
É urgente a necessidade da adoção de práticas sustentáveis por parte do
setor industrial, visando a otimização e uso racional dos recursos hídricos
nacionais.
É necessário que haja incentivos econômicos e/ou fiscais para que haja maior
adesão das empresas às propostas legais constantes na legislação ambiental
brasileira vigente, assim como deve haver, por parte do governo, estímulos para o
investimento de recursos públicos e privados em pesquisa e desenvolvimento de
novas tecnologias de tratamento de água e efluentes.
A investigação da rotina operacional leva à identificação de oportunidades
dentro das empresas que diferem significativamente de acordo com o ramo em que
atuam: seu tamanho, público alvo, produtos oferecidos e outros aspectos.
Há inúmeras técnicas de tratamento conhecidas e para determinar a melhor
sequência das operações e processos, deve-se conhecer minimamente a
composição do efluente a ser tratado e o grau de qualidade exigido da água tratada.
Frequentemente, novas tecnologias para o tratamento de efluentes são
disponibilizadas no mercado. Cabe às empresas avaliarem a viabilidade de sua
aplicação, levando em conta o custo para aquisição da tecnologia e o tempo
necessário para a recuperação do investimento.
As opções terceirizadas são alternativas para empresas não especializadas,
que buscam centralizar seus esforços nos processos produtivos principais e deixar
as utilidades com os especialistas.
53
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Foi abordado o tema reúso de água e sua aplicabilidade em alguns setores
das indústrias de transformação.
Foram identificados aspectos econômicos, sociais e ambientais que tiveram
impacto sobre a decisão de adotar a prática de reúso de água em algumas
empresas.
Foi destacada a importância de se realizar um estudo prévio exploratório da
planta industrial e dos processos produtivos em cada unidade para conhecer
os pontos de maior demanda de água e identificar possibilidades de reúso.
Foi constatada a necessidade da criação de legislação específica para
regulamentar a prática de reúso de água no Brasil.
Foram abordadas soluções terceirizadas para empresas que buscam tratar
seus efluentes para reúso, mas não tem domínio do processo.
Observou-se a importância das novas tecnologias de tratamento como forma
de melhoria nos processos existentes.
Destacou-se a importância de reservar a água de melhor qualidade apenas
para usos onde ela seja estritamente necessária.
54
REFERÊNCIAS
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55
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