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Prof. José Carlos Mierzwa
CIRRA / IRCWRBelo Horizonte, 29 de Novembro de 2017
Visão Geral sobre Reúso
de Água no Brasil
Crise Hídrica na Atualidade
Quais as causas da crise vivenciada na atualidade?
◦Fenômenos ou condições naturais;
◦Planejamento do uso e ocupação do solo;
◦Demanda excessiva da água;
◦Expansão da contaminação de mananciais.
Qual a Abordagem a ser Utilizada?
 Problemas complexos exigem soluções integradas;
 Muitas cidades não podem prescindir da água
importada de outras regiões;
 Contudo, elas também não podem comprometer a
capacidade de outras regiões utilizarem os recursos
próximos.
 Racionalização do uso da água:
◦ Utilização de equipamentos hidráulicos mais eficientes;
◦ Incentivar a indústria a desenvolver e comercializar os
equipamentos economizadores;
◦ Desenvolvimento de processos produtivos que requeiram menor
consumo de água.
 Aprimoramento das tecnologias de tratamento de
efluentes (domésticos e industriais);
 Reúso de água.
Opções para Combate à Escassez de Água
Esquemas de reúso para áreas urbanas
 É possível implantar um programa de reúso abrangente?
 Que setores econômicos devem ser priorizados?
 O que é necessário para viabilizar a prática de reúso?
◦ Potencial para reúso de água (usuários)?
 Demandas concentradas ou distribuídas.
◦ Parâmetros de qualidade para a água de reúso?
◦ Tratamento adicional necessário?
◦ Sistema de distribuição?
◦ Custos?
Reúso centralizado ou distribuído?
Opções tecnológicas para tratamento de
efluentes para o reúso
Tecnologia
Classe de contaminante
CID GID COD SS
Bactérias e
vírus
Evaporação E / B NA B E E
Troca iônica e eletrodeionização e
eletrodiálise
E E NA NA NA
Osmose reversa B NA B E E
Adsorção em carvão ativado NA NA E / B NA NA
Radiação ultravioleta NA NA NA NA B / E
Sistema convencional de tratamento de
água
NA NA NA E E
Micro e ultrafiltração NA NA B E E/B
Oxidação química(ozônio) NA NA E / B NA E
Sistemas biológicos de tratamento NA NA B / E B NA
REÚSO NÃO POTÁVEL (DEMANDAS
CENTRALIZADAS)
Projeto AQUAPOLO:
Reúso de esgotos tratados para usos industriais;
Implantação: 2012
Capacidade de tratamento: 1.000 L/s;
Tecnologia utilizada:
 Sistema terciário para remoção de nutrientes em sistema MBR;
 Unidade de osmose reversa para complementação do tratamento.
 Adutora de água tratada.
Projeto AQUAPOLO
Unidade de Osmose Reversa
Bioreator com
membranas submersas
PóloPetroquímicode
Capuava
ETEABC–AQUAPOLOemDestaque
Unidade
de OR
Reator
biológico
Tanque de
Membranas
Reator biológico
Tanque de
Membranas
Unidade de
Osmose Reversa
Estimativa do custo de produção da Água de Reúso no AQUAPOLO
http://www.saopaulo.sp.gov.br/spnoticias/lenoticia.php?id=210298
REÚSO AGRÍCOLA
Benefícios:
Presença de nutrientes necessários para o cultivo
agrícola;
Limitações:
Localização das áreas agrícolas em relação à fonte de
esgotos;
Contaminação dos esgotos por efluentes industriais;
Falta de infraestrutura para coleta e tratamento.
CARGA DE NUTRIENTES PRESENTE NOS
ESGOTOS
Região
Quantidade de Nutrientes (t/ano)
Nitrogênio Fósforo
Norte 10.809,51 3.366,90
Nordeste 36.812,21 11.466,10
Sudeste 142.297,25 44.322,09
Sul 27.210,72 8.475,47
Centro-oeste 14.056,30 4.378,19
Brasil 231.185,99 72.008,75
Valores estimados em função da geração de esgotos
INICIATIVA DA COMPANHIA DE ÁGUA E ESGOTOS DA
PARAÍBA (CAGEPA)
A proposta resultou do estudo de avaliação do impacto
dos esgotos de Campina Grande sobre o Reservatório de
Acauã;
Inicialmente foram avaliadas três opções para o
aproveitamento dos esgotos;
A opção com maior potencial foi o aproveitamento
agrícola.
Prática corrente na época
da avaliação
ÁREA POTENCIAL PARA IRRIGAÇÃO
COM ESGOTOS
Período
Déficit (mm/dia)
Demanda de água
(m3/ha.dia)
Área potencial para irrigação (ha)
Volume de esgoto (m3/dia)
28.512 (atual) 55.616 (futuro)
Média
Valores
Críticos
Média
Valores
Críticos
Média
Valores
Críticos
Média
Valores
Críticos
Meses com
déficit
0,56 0,69 5,60 6,90 5.091 4.132 9.931 8.060
Mês com
maior déficit
1,08 1,45 10,80 14,50 2.640 1.966 5.150 3.836
Dia mais
crítico
5,17 5,66 51,70 56,60 551 551 1.075 983
• Utilizando-se o valor médio para a demanda de água para irrigação na região
nordeste (16.380,9 m3/ha.ano), as áreas potenciais seriam 635 ha e 1.237 ha.
REÚSO DESCENTRALIZADO
Existem várias iniciativas de reúso de água em atividades
comerciais pelo país;
Condomínios residenciais;
Hotéis;
Shopping Centers;
Indústrias;
Lavanderias
RISCOS Impactos, danos ou contaminação
Probabilidade 1 – Pequeno 2 – Médio 3 – Alto
A – Pouco provável Baixo Baixo Moderado
B – Possível Moderado Alto Muito Alto
C – Certa Moderado Alto Muito Alto
Matriz de Riscos - Grau de relevância baseado na probabilidade e
impactos dos eventos
 Contaminação usuário (microbiológica)
 Impactos ao meio ambiente
 Danos materiais ou equipamentos
 Desabastecimento da água de reúso
Perigos em um sistema de reúso de água em condomínios
PERIGOS E PONTOSCRÍTICOS DE CONTROLE – RESIDENCIALVALVILLE I
G.R. Grau de Relevância
PERIGOS
Excesso
de lodo
Baixo Moderado Alto Muito alto
Bombas de reciclo
RAFA
1º
FILTRO
BIOLÓG.
UVFILTRO
AREIA
Coleta
esgoto
REATOR
ANÓXICO
PCA
Descarte no
córrego
Reservat.
Água
reúso
Distribuição
2º
FILTRO
BIOLÓG.
DEC. TQ Recalque
Usos
autorizados
Usos não
autorizados
Destinação acidental
corante
Descarte no
córrego
Cx.GCaixa
Areia
Contaminação microbiológica
Impactos meio ambiente
Danos materiais e equipamentos
Desabastecimento
Cloro
Bomba
recalque
1 2 3 4
1
2
4
3
Turbidímetro
4
4
4
21
1
4
4
3
4
2
1
1
32
2
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2
2
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4
REÚSO EM HOTEL
Copacabana Palace no Rio de Janeiro:
Reúso de água para sistema de resfriamento;
Vazão de 2,5 m³/h;
Uso de Sistema MBR para tratamento do esgoto
doméstico.
Status:
 Projeto finalizado;
 Unidade de tratamento em implantação.
Reúso de água em lavagem de caminhões
Filtro de alta taxa
(areia e antracito)
Contator Biológico
Rotativo
Tanque de
dosagem
química
Bomba
dosadora
Desarenador e
separador
Poço
Reservatório
Descarte
Tanque de
equalização
Área de
lavagem de
caminhões
Tanque
de cloro
Bomba
dosadora
Bomba
Bomba
Variável de
Qualidade
Antes CBR Após CBR Após Filtro Unidade
pH 6,1 ± 0,4 6,0 ± 0,6 6,0 ± 0,4 --
Cor 242 ± 81 51 ± 16 45 ± 14 uC
Turbidez 156 ± 45 28 ± 15 15 ± 6,0 NTU
Condutividade 596 ± 155 489 ± 202 518 ± 214 µs/seg
SDT 284 ± 76 230 ± 96 244 ± 99 mg SDT /L
DQO 626 ± 125 296 ± 70 265 ± 72 mg O2/L
DBO 169 ± 24 24 ± 15 14 ± 7,3 mg O2/L
COT 44 ± 19 21 ± 8,0 17 ± 4,0 mg C/L
Características do efluente da lavavem antes
e depois do tratamento
Determinação do Potencial de Reúso
Variaçãodaconcentraçãodocontaminante
decontroleemfunçãodasporcentagensde
recirculaçãodeefluenteedousodeágua
limpanoenxáguefinal
Reúso Potável
 Para reúso não potável abrangente:
◦ Custo da rede de distribuição;
 Nível de desenvolvimento tecnológico permite a obtenção
de água com elevado grau de qualidade;
 Possibilita a implantação de um programa de reúso potável
planejado;
 Isto já vem sendo feito em outros países.
Reúso Potável
 Avaliação do potencial de um programa de reúso potável para o Município de
Campinas;
 Estudo a ser desenvolvido pelo Centro Internacional de Referência em Reúso
de Água – POLI/USP;
 Utilização do esgoto tratado de um Sistema MBR;
 Adoção de tecnologias complementares de tratamento:
◦ Desinfecção por radiação UV;
◦ Sistema de Osmose Reversa;
◦ Processo de oxidação avançado (UV/Peróxido);
◦ Carvão ativado granular.
Imagemdaunidadepiloto
Resultados para toxicidade química
Conclusões:
 A falta de planejamento nos grandes centros urbanos tem
resultado em problemas induzidos de escassez de água;
 Para enfrentar estes problemas é necessária uma abordagem
integrada;
◦ Redução do consume de água;
◦ Uso de novas tecnologias;
◦ Reúso planejado.
 Foco em inovação tecnológica.
Ações voltadas para o uso racional e o reúso da água
www.usp.br/cirra
Muito obrigado
pela atenção!
mierzwa@usp.br

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Visão Geral sobre o Reuso de Água no Brasil

  • 1. Prof. José Carlos Mierzwa CIRRA / IRCWRBelo Horizonte, 29 de Novembro de 2017 Visão Geral sobre Reúso de Água no Brasil
  • 2. Crise Hídrica na Atualidade Quais as causas da crise vivenciada na atualidade? ◦Fenômenos ou condições naturais; ◦Planejamento do uso e ocupação do solo; ◦Demanda excessiva da água; ◦Expansão da contaminação de mananciais.
  • 3. Qual a Abordagem a ser Utilizada?  Problemas complexos exigem soluções integradas;  Muitas cidades não podem prescindir da água importada de outras regiões;  Contudo, elas também não podem comprometer a capacidade de outras regiões utilizarem os recursos próximos.
  • 4.  Racionalização do uso da água: ◦ Utilização de equipamentos hidráulicos mais eficientes; ◦ Incentivar a indústria a desenvolver e comercializar os equipamentos economizadores; ◦ Desenvolvimento de processos produtivos que requeiram menor consumo de água.  Aprimoramento das tecnologias de tratamento de efluentes (domésticos e industriais);  Reúso de água. Opções para Combate à Escassez de Água
  • 5. Esquemas de reúso para áreas urbanas  É possível implantar um programa de reúso abrangente?  Que setores econômicos devem ser priorizados?  O que é necessário para viabilizar a prática de reúso? ◦ Potencial para reúso de água (usuários)?  Demandas concentradas ou distribuídas. ◦ Parâmetros de qualidade para a água de reúso? ◦ Tratamento adicional necessário? ◦ Sistema de distribuição? ◦ Custos?
  • 6. Reúso centralizado ou distribuído?
  • 7. Opções tecnológicas para tratamento de efluentes para o reúso Tecnologia Classe de contaminante CID GID COD SS Bactérias e vírus Evaporação E / B NA B E E Troca iônica e eletrodeionização e eletrodiálise E E NA NA NA Osmose reversa B NA B E E Adsorção em carvão ativado NA NA E / B NA NA Radiação ultravioleta NA NA NA NA B / E Sistema convencional de tratamento de água NA NA NA E E Micro e ultrafiltração NA NA B E E/B Oxidação química(ozônio) NA NA E / B NA E Sistemas biológicos de tratamento NA NA B / E B NA
  • 8. REÚSO NÃO POTÁVEL (DEMANDAS CENTRALIZADAS) Projeto AQUAPOLO: Reúso de esgotos tratados para usos industriais; Implantação: 2012 Capacidade de tratamento: 1.000 L/s; Tecnologia utilizada:  Sistema terciário para remoção de nutrientes em sistema MBR;  Unidade de osmose reversa para complementação do tratamento.  Adutora de água tratada.
  • 9. Projeto AQUAPOLO Unidade de Osmose Reversa Bioreator com membranas submersas PóloPetroquímicode Capuava
  • 12. Estimativa do custo de produção da Água de Reúso no AQUAPOLO http://www.saopaulo.sp.gov.br/spnoticias/lenoticia.php?id=210298
  • 13. REÚSO AGRÍCOLA Benefícios: Presença de nutrientes necessários para o cultivo agrícola; Limitações: Localização das áreas agrícolas em relação à fonte de esgotos; Contaminação dos esgotos por efluentes industriais; Falta de infraestrutura para coleta e tratamento.
  • 14. CARGA DE NUTRIENTES PRESENTE NOS ESGOTOS Região Quantidade de Nutrientes (t/ano) Nitrogênio Fósforo Norte 10.809,51 3.366,90 Nordeste 36.812,21 11.466,10 Sudeste 142.297,25 44.322,09 Sul 27.210,72 8.475,47 Centro-oeste 14.056,30 4.378,19 Brasil 231.185,99 72.008,75 Valores estimados em função da geração de esgotos
  • 15. INICIATIVA DA COMPANHIA DE ÁGUA E ESGOTOS DA PARAÍBA (CAGEPA) A proposta resultou do estudo de avaliação do impacto dos esgotos de Campina Grande sobre o Reservatório de Acauã; Inicialmente foram avaliadas três opções para o aproveitamento dos esgotos; A opção com maior potencial foi o aproveitamento agrícola.
  • 16. Prática corrente na época da avaliação
  • 17. ÁREA POTENCIAL PARA IRRIGAÇÃO COM ESGOTOS Período Déficit (mm/dia) Demanda de água (m3/ha.dia) Área potencial para irrigação (ha) Volume de esgoto (m3/dia) 28.512 (atual) 55.616 (futuro) Média Valores Críticos Média Valores Críticos Média Valores Críticos Média Valores Críticos Meses com déficit 0,56 0,69 5,60 6,90 5.091 4.132 9.931 8.060 Mês com maior déficit 1,08 1,45 10,80 14,50 2.640 1.966 5.150 3.836 Dia mais crítico 5,17 5,66 51,70 56,60 551 551 1.075 983 • Utilizando-se o valor médio para a demanda de água para irrigação na região nordeste (16.380,9 m3/ha.ano), as áreas potenciais seriam 635 ha e 1.237 ha.
  • 18. REÚSO DESCENTRALIZADO Existem várias iniciativas de reúso de água em atividades comerciais pelo país; Condomínios residenciais; Hotéis; Shopping Centers; Indústrias; Lavanderias
  • 19. RISCOS Impactos, danos ou contaminação Probabilidade 1 – Pequeno 2 – Médio 3 – Alto A – Pouco provável Baixo Baixo Moderado B – Possível Moderado Alto Muito Alto C – Certa Moderado Alto Muito Alto Matriz de Riscos - Grau de relevância baseado na probabilidade e impactos dos eventos  Contaminação usuário (microbiológica)  Impactos ao meio ambiente  Danos materiais ou equipamentos  Desabastecimento da água de reúso Perigos em um sistema de reúso de água em condomínios
  • 20. PERIGOS E PONTOSCRÍTICOS DE CONTROLE – RESIDENCIALVALVILLE I G.R. Grau de Relevância PERIGOS Excesso de lodo Baixo Moderado Alto Muito alto Bombas de reciclo RAFA 1º FILTRO BIOLÓG. UVFILTRO AREIA Coleta esgoto REATOR ANÓXICO PCA Descarte no córrego Reservat. Água reúso Distribuição 2º FILTRO BIOLÓG. DEC. TQ Recalque Usos autorizados Usos não autorizados Destinação acidental corante Descarte no córrego Cx.GCaixa Areia Contaminação microbiológica Impactos meio ambiente Danos materiais e equipamentos Desabastecimento Cloro Bomba recalque 1 2 3 4 1 2 4 3 Turbidímetro 4 4 4 21 1 4 4 3 4 2 1 1 32 2 4 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
  • 21. REÚSO EM HOTEL Copacabana Palace no Rio de Janeiro: Reúso de água para sistema de resfriamento; Vazão de 2,5 m³/h; Uso de Sistema MBR para tratamento do esgoto doméstico. Status:  Projeto finalizado;  Unidade de tratamento em implantação.
  • 22.
  • 23. Reúso de água em lavagem de caminhões Filtro de alta taxa (areia e antracito) Contator Biológico Rotativo Tanque de dosagem química Bomba dosadora Desarenador e separador Poço Reservatório Descarte Tanque de equalização Área de lavagem de caminhões Tanque de cloro Bomba dosadora Bomba Bomba
  • 24. Variável de Qualidade Antes CBR Após CBR Após Filtro Unidade pH 6,1 ± 0,4 6,0 ± 0,6 6,0 ± 0,4 -- Cor 242 ± 81 51 ± 16 45 ± 14 uC Turbidez 156 ± 45 28 ± 15 15 ± 6,0 NTU Condutividade 596 ± 155 489 ± 202 518 ± 214 µs/seg SDT 284 ± 76 230 ± 96 244 ± 99 mg SDT /L DQO 626 ± 125 296 ± 70 265 ± 72 mg O2/L DBO 169 ± 24 24 ± 15 14 ± 7,3 mg O2/L COT 44 ± 19 21 ± 8,0 17 ± 4,0 mg C/L Características do efluente da lavavem antes e depois do tratamento
  • 27. Reúso Potável  Para reúso não potável abrangente: ◦ Custo da rede de distribuição;  Nível de desenvolvimento tecnológico permite a obtenção de água com elevado grau de qualidade;  Possibilita a implantação de um programa de reúso potável planejado;  Isto já vem sendo feito em outros países.
  • 28. Reúso Potável  Avaliação do potencial de um programa de reúso potável para o Município de Campinas;  Estudo a ser desenvolvido pelo Centro Internacional de Referência em Reúso de Água – POLI/USP;  Utilização do esgoto tratado de um Sistema MBR;  Adoção de tecnologias complementares de tratamento: ◦ Desinfecção por radiação UV; ◦ Sistema de Osmose Reversa; ◦ Processo de oxidação avançado (UV/Peróxido); ◦ Carvão ativado granular.
  • 29.
  • 31.
  • 33. Conclusões:  A falta de planejamento nos grandes centros urbanos tem resultado em problemas induzidos de escassez de água;  Para enfrentar estes problemas é necessária uma abordagem integrada; ◦ Redução do consume de água; ◦ Uso de novas tecnologias; ◦ Reúso planejado.  Foco em inovação tecnológica.
  • 34. Ações voltadas para o uso racional e o reúso da água