Nas estações de tratamento de água (ETAs), durante o processo de purificação de água retirada dos mananciais superficiais, é necessária a paralisação das unidades de decantação e filtração de forma intercalada após certo intervalo de tempo de funcionamento para a realização da lavagem e remoção das impurezas retidas durante o funcionamento. Remoção esta necessária de forma a maximizar a eficiência de operação destas unidades durante a clarificação da água, tornando-a parcialmente potável para a sequência do tratamento, com posterior distribuição e consumação humana.
Durante as lavagens das unidades de tratamento decantadores e filtros, ocorre o descarte de grande volume de efluente, constituído pelas fases sólida e líquida. A porcentagem desta é bem superior em comparação a fração sólida, sendo ambas descartadas através de lançamento em corpo hídrico adjacente ao local do tratamento.
O trabalho consistiu em avaliar os potenciais quantitativo e qualitativo do efluente clarificado resultante das operações de descarga e lavagem dos decantadores e filtros, de forma a melhor conhecer as características do material passível de recirculação ou reaproveitamento no processo de tratamento de água. Com isto, reduzir as perdas internas inerentes ao processo de purificação da água, maximizando o volume de água tratado e ofertado a população.
Através dos ensaios de sedimentação realizados na ETA, separadamente por tipo de efluente, foram visualizados resultados muito promissores. O efluente clarificado dos decantadores e filtros apresentou-se equivalente a água decantada para os parâmetros cor e turbidez. Sendo assim, considerando apenas os parâmetros analisados, seria possível o reaproveitamento no sistema de tratamento sem a adição de coagulante.
Para tanto, é importante a complementação de análises com parâmetros químicos, com residual de alumínio, e bacteriológicos, com monitoramento de (oo)cistos de Cryprosporidium e Giardia, para garantir melhor segurança da população na consumação da água.
A avaliação nas várias etapas do tratamento (coagulação, floculação, decantação e filtração) faz-se necessária ser contínua, de forma a maximizar a eficiência de cada unidade operacional na geração do produto fim do negócio. Com isso, melhora-se a imagem da empresa junto a sociedade (benefício social), causa mudanças nos padrões de produção e consumo (benefício econômico) e reduz a captação de água superficial (benefício ambiental).

Objetivos(s)
O trabalho tem como objetivo analisar os potenciais quantitativo e qualitativo do efluente líquido proveniente da descarga e lavagem dos decantadores e dos filtros na estação de tratamento de água (ETA) na cidade de Guaratinguetá, tendo em vista a utilização do efluente clarificado (ou sobrenadante) na recirculação ou reaproveitamento no processo de tratamento de forma a reduzir as perdas no processo de purificação da água. Com isso, maximizar o volume aduzido para tratamento, ofertando maior volume de água para a população.
Como forma secundária de utilização deste volume de água clarificada, alternativa a ideia principal de utilização, é avaliar o emprego para finalidade não potável, tais como a lavagem de logradouros públicos municipais em dias de feira e a limpeza preventiva em redes coletoras de esgoto (RCE).

Metodologia utilizada
Como forma de estudar o efluente líquido descartado nas descargas e lavagens dos decantadores e filtros da ETA, foram seguidas as seguintes ações:
1. Quantificação dos volumes de água descartado nas unidades operacionais decantadores e filtros;
2. Geração de amostragens periódicas dos efluentes durante as descargas e lavagens dos filtros (diária) e dos decantadores (mensal);
3. Acondicionamento da fração do efluente para a realização do ensaio de sedimentação em intervalo de tempo de 3:00 horas;
4. Obtenção de amostras do efluente acondicionado para análise dos parâmetros definidos para o estudo;
5. Determinação os valores dos parâmetros cor, turbidez e pH a cada 30 minutos no laboratório da própria ETA para as amostras obtidas, até o fechamento do período de sedimentação;
6. Montagem de histórico dos valores obtidos para as análises realizadas, em formato de tabela para a posterior montagem gráfica (relação tempo de sedimentação x valor do parâmetro analisado), para posterior comparação com os mesmos parâmetros das águas bruta e decantada.
As figuras 01 e 02 a seguir representam os formatos das unidades de decantação (total de 4 unidades) e filtração (total de 4 unidades) na ETA em Guaratinguetá.

As figuras 03 a 08 a seguir representam a forma de obtenção de fração do efluente gerado durante as lavagens dos decantadores e filtros para a realização dos ensaios de sedimentação, assim como a obtenção de amostra em intervalo de 30 minutos até o fechamento do ensaio da sedimentação.

A figura 09 a seguir mostra os aparelhos utilizados na ETA para as análises dos parâmetros cor, turbidez e pH.

Resultados obtidos
As figuras 10 a 13 apresentadas a seguir representam os valores médios diários para os parâmetros cor e turbidez obtidos no intervalo de tempo de 01/janeiro/2020 a 30/abril/2021.

Dos gráficos expostos nas figuras 11 e 13, tem-se nas tabelas 01 e 02 a seguir as frequências diárias registradas para os parâmetros cor e turbidez em intervalos de valores: 

Através dos ensaios de sedimentação realizados, foram obtidos de análises os valores para os parâmetros cor, turbidez e pH dos efluentes gerados nos decantadores e filtros. As figuras 14 a 19 representadas a seguir foram criadas a fim de representar as curvas dos parâmetros de estudo qualitativo e em comparação com a água bruta e decantada.
Ensaio de sedimentação com efluente dos decantadores

Ensaio de sedimentação com efluente dos filtros

Para os gráficos 18 e 19 expostos, foram utilizados os valores máximos permitidos (VMP) dos parâmetros cor e turbidez, conforme o anexo X da Portaria GM/MS 888/2021, como referência comparativa.

Análise e discussão dos resultados
Uma vez realizados os ensaios de sedimentação com os efluentes dos decantadores e filtros, observou-se o seguinte:
1- Quantidade do volume clarificado:
1.1- Efluente dos decantadores: aproximadamente 80 Lts dos 120 Lts (66,67%) do volume amostral apresentou cor e turbidez inferiores a 15 uC e 5 UNT respectivamente.
1.2- Efluente dos filtros: aproximadamente 115 Lts dos 120 Lts (95,83%) do volume amostral apresentou respectivamente cor e turbidez em torno de 15 uC e 5 UNT.
A tabela 03 a seguir descreve os volumes descartados durante as descargas e lavagens das unidades operacionais de decantação e filtração.

O volume perdido para as unidades filtrantes é maior em comparação às unidades de decantação devido às lavagens diárias necessárias para a obtenção da eficiência de tratamento na saída das unidades filtrantes para os parâmetros cor e turbidez, conforme a Portaria GM/MS nº 888/2011 (Potabilidade de água).
O tempo médio de campanha ou de operação dos filtros é de 14 hs. Desta forma, todos os quatro filtros são lavados diariamente, sendo necessário lavar uma segunda vez, ao menos, dois deles.
A perda mínima diária de água na ETA é de 876 m³, quando ocorre apenas a lavagem dos filtros. Pode chegar a 1.846 m³, quando ocorre a lavagem dos filtros e a lavagem de um dos quatro decantadores (programação mensal, sendo um a cada dia).

2- Qualidade do volume clarificado
2.1- Parâmetro pH: os resultados obtidos para ambos os efluentes nunca apresentaram acréscimos/decréscimos expressivos. Para tanto, o pH do efluente do decantador apresentou inferioridade ao da água decantada. Já para o efluente dos filtros, o pH esteve entre o da água decantada e da água bruta.
2.2- Parâmetro cor: nos 30 minutos iniciais da sedimentação amostral, apresentou decréscimo
expressivo de valor e estabilidade sequencial. O valor apresentado para o efluente decantador foi inferior a 15 uC, enquanto para o dos filtros em torno de 15 uC.
3. Parâmetro turbidez: Idem ao parâmetro cor quanto ao decréscimo. Para ambos os efluentes, o valor final sempre esteve abaixo de 5,0 NTU ao final da sedimentação.

Conclusões/recomendações
Para os parâmetros físico cor e turbidez e o parâmetro químico pH avaliados (vide as figuras 14 a 19), o volume clarificado ou sobrenadante oriundo das lavagens dos decantadores e filtros apresentou valores aproximadamente iguais aos da água decantada. Sendo assim, a princípio, permitiria o retorno ao sistema de tratamento sem necessidade de adicionar o coagulante PAC.
Mesmo para o período de chuva (novembro a março), em que a água bruta apresenta os valores dos parâmetros cor e turbidez elevados (vide figuras 10 e 12), a água decantada apresentou valores relativamente baixos para os mesmos parâmetros (vide figuras 11 e 13), sendo estes similares aos da água clarificada dos efluentes analisados após o tempo do ensaio de sedimentação.
Já quanto ao volume de água passível de reaproveitamento interno no processo de tratamento, corresponde ao volume micromedido de 32.304 m³. Quantidade esta equivalente ao de água tratada distribuída em região abrangida por 15 dos 121 bairros (12,40%) da área urbana no município de Guaratinguetá. Essa região é constituída por 2.751 ligações e 2.942 economias, conforme o histórico de consumo registrado no período de março/21.
Para efeito de comparação, este volume médio perdido mensalmente seria capaz de preencher qualquer das seguintes situações: 1- o equivalente a 13 piscinas olímpicas (dimensões de 50,0 m x 25,0 m x 2,0 m _ C x L x H); 2- um reservatório cilíndrico com 30 metros de diâmetro e 45,70 metros de altura (15 andares); 3- um reservatório prismático (cúbico) com dimensão de 31,85 m (10 andares).
Volume médio este perdido mensalmente, seja total ou parcial, poderia ser destinado a finalidade não potável, tais como limpeza de rede coletora de esgoto (desobstrução de rede ou ramal e preventiva) e a lavagem de logradouros públicos em dias de feira livre no município, deixando de utilizar água potável para tais fins.
Outra forma de destinação deste volume seria a comercialização para diversas entidades, sejam públicas ou não, para fins não potável, de forma a agregar valor ao produto e incrementando receita a empresa.
Para maior certificação de viabilidade da recirculação, é importante a adequação conjunta dos parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos. Desta forma, será pertinente as análises complementares para os parâmetros químico (residual de alumínio) e bacteriológico (Escherichia Coli, Coliformes Totais, (oo)cistos de Cryprosporidium e Giardia). 

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