UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO CENTRO DE TECNOLOGIA ESCOLA DE QUMICA TRATAMENTO TERCIRIO DE EFLUENTE DE UMA INDSTRIA DE REFRIGERANTES VISANDO AO REUSO UM ESTUDO DE CASO Ado Silva Filho Escola de Qumica/UFRJ Dissertao de Mestrado Prof. Magali Christe Cammarota, D. Sc Profa. Alcina Maria Fonseca Xavier, D. Sc. Rio de Janeiro Maro / 2009 i TRATAMENTO TERCIRIO DE EFLUENTE DE UMA INDSTRIA DE REFRIGERANTES VISANDO AO REUSO UM ESTUDO DE CASO Ado Silva Filho Dissertao submetida ao corpo docente da Escola de Qumica da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessrios obteno do grau de Mestre. Aprovada por: _______________________________________ Profa. Magali Christe Cammarota orientadora ______________________________________ Profa. Alcina Maria Fonseca Xavier - orientadora ______________________________________ Profa. Thereza Christina de Almeida Rosso (UERJ) _______________________________________ Dra. Lucila Teresa de Gusmo (INPI) _______________________________________ Profa. Lidia Yokoyama (EQ/UFRJ) Rio de Janeiro Maro/2009 ii Filho, Ado Silva Tratamento tercirio de efluente de uma indstria de refrigerantes visando ao reuso um estudo de caso / Ado Silva Filho Rio de Janeiro, 2009. Xi, 100 f.:il. Dissertao (Mestrado em Tecnologia de Processos Qumicos e Bioqumicos) Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, Escola de Qumica, 2009. Orientadoras: Magali Christe Cammarota e Alcina Maria Fonseca Xavier 1. Tratamento de Efluentes. 2. Indstria de Refrigerantes. 3. Reuso de gua. 4. Tratamento Tercirio.

iii DEDICATRIA Deus,pela oportunidade de vida e pela graa de ter me permitido concluir este trabalho. Aos meus pais, Ado (in memorian) e Clotildes, que me ensinaram o valor do trabalho e da dignidade humana. minha esposa, Ktia, companheira, amiga e grande incentivadora. s minhas filhas, Lidyane e Flvia, por compreenderem a minha ausncia durante o tempo dedicado aos estudos. iv AGRADECIMENTOS Profa. Dra. Magali Chiste Cammarota e Profa. Dra. Alcina Maria Fonseca Xavier, por me aceitarem como orientando, pela orientao dedicada e competente a esta pesquisa,amizade e incentivo, acreditando em meu potencial e sobretudo por ter acreditado neste projeto desde o seu inicio. A todos os professores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e a coordenao de Ps-Graduao da UFRJ e Unio Educacional Minas Gerais (UNIMINAS), pelo acolhimento, ateno e profissionalismodemonstrados durante a realizao deste grande sonho. Ao meu amigo Eng. Srgio Gallo, pelas informaes tcnicas disponibilizadas,orientaes e acima de tudo pela ateno, amizade,interesse e ajuda na execuo deste projeto. Aos colegas do mestrado, pela parceria, ajuda e unio. empresa Purolite do Brasil e em especial aos Srs. Fabio e Kledson, pela disponibilizao de informaes tcnicase de material para realizao deste estudo. Universidade Federal de Uberlndia (UFU), especialmente Profa. Dra. Vicelma, pelo apoio na disponibilizao deequipamentos para realizao dos experimentos. Ainda, Os meus agradecimentos a todos aqueles que contriburam, direta ou indiretamente, para a realizao deste estudo.v RESUMO Filho, Ado Silva. Tratamento tercirio de efluente de uma indstria de refrigerantes visando ao reuso um estudo de caso. Orientadoras: Magali Christe Cammarota e Alcina MariaFonsecaXavier.RiodeJaneiro:EQ/UFRJ,2009.Dissertao(Mestradoem Tecnologia de Processos Qumicos e Bioqumicos). Autilizaodeefluentestratadoscomoguadealimentaodecaldeirasetorresde resfriamento, associada ao crescimento das restries ambientais e econmicas, impulsiona anecessidadedeprojetosdeplantascomreusodegua.Oreusotemsemostradocomo umaimportanteferramentaparaminimizarosproblemasdereduzidadisponibilidade hdrica,almdeoferecervantagenseconmicas.Estetrabalhotevecomoobjetivoavaliar umtratamentotercirioqueviabilizeoreusodoefluentetratadodeumaindstriade refrigerantescomofontedeabastecimentoparatorresderesfriamentoecaldeiras.O efluentegeradonareferidaindstriatratadoporprocessosfsico-qumicosebiolgicos paraatenderalegislaoambientallocal.Noentanto,oefluentetratadoaindacontm elevadosnveisdeAlcalinidadeaobicarbonatoetotal,DemandaQumicadeOxignio, NitrognioAmoniacaleSlidosDissolvidosTotais,sendonecessriooempregodeuma etapadetratamentotercirioafimdetorn-loadequadoparareusocomoguade abastecimentodetorresderesfriamentoe/oucaldeiras.Astecnologiasdetratamento tercirio pesquisadas foram acoagulao/floculao, filtrao (em filtrosbag e de areia) e trocainica.Atecnologiadetratamentocompostoporcoagulao/floculaoseguidade filtraoemfiltrodeareiaetrocainica(empregandoresinasaninicaecatinicada Purolite)viabilizaoreusodoefluente,tantonaalimentaodastorresderesfriamento comonaproduodevapornascaldeiras.Apsasequnciadetratamento,todosos parmetrosestudadosficaramabaixodoslimitesmximospermitidosparaestesusos segundoasrefernciasadotadas.Apsselecionaromelhortratamentoparareuso,foi realizado um estudo de viabilidade econmica, destacando-se os gastos com gua no atual cenrio,eestimando-seosvaloresapsaimplantaodotratamentotercirio.Coma implantao do sistema de reuso, estima-se que haja uma economia anual de 38.088 m3 de guaedeR$392.000,00,considerandooscustoscomcaptao,tratamentodeguae emisso de efluentes. vi ABSTRACT Filho, Ado Silva. Tertiary treatment of wastewater from soft drinks industry to the reuse - a case study. Advisors: Magali Christe Cammarota and Alcina Maria Fonseca Xavier. Rio de Janeiro, 2009. Master dissertation (Mestrado em Tecnologia de Processos Qumicos e Bioqumicos). Theuseoftreatedwastewaterasfeedwaterforboilersandcoolingtowers,linkedtothe growthofeconomicandenvironmentalconstraints,drivingtheneedforprojectsofplants withreuseofwater.Thereusehasbeenshownasanimportanttooltominimizethe problemsofreducedwateravailability,andoffereconomicadvantages.Theobjectiveof thepresentstudywastoevaluateatertiarytreatmentthatallowsthereuseoftreated wastewaterfromasoftdrinkindustryasasourceofsupplyforthecoolingtowersand boilers.Thewastewatergeneratedinthisindustryistreatedusingphysical-chemicaland biologicalprocessestomeetdischargelimitsestablishedbylocalenvironmentalagency. However,thetreatedwastewaterstillcontainshighlevelsoftotalandbicarbonate alkalinity, COD, ammonia and total dissolved solids, making necessary the use of a stage of tertiary treatment in order to make it suitable for reuse as a water supply of cooling towers and/orboilers.Thetechnologiesoftertiarytreatmentinvestigatedwere coagulation/flocculation, filtration (bag filters and sand) and ion exchange. The technology oftreatmentconsistingofcoagulation/flocculationfollowedbyfiltrationinthesandfilter andionexchange(usingPuroliteanionicandcationicresins)allowsthereuseof wastewater,bothinthefeedofcoolingtowersasintheproductionofsteaminboilers. After the treatment sequence, all parameters studied were below the maximum allowed for theuses,accordingthereferencesadopted.Afterselectingthebesttreatmentforreuse,a study of economic viability was made, standing out the expenses with water in the current scenario and estimating the values after the implementation of the tertiarytreatment.With thedeploymentofthesystemforreuse,itisestimatedthatthereisanannualsavingof 38,088m3ofwaterandofR$392.000,00consideringthecostsofcollection,water treatment and emission of effluents. vii LISTA DE SIGLAS ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas AfB - Aninica fracamente Bsica (resina) AFB - Aninica Fortemente Bsica (resina) ANA - Agncia Nacional das guas a.n.d - abaixo do nvel de detecoCfA - Catinica fracamente cida (resina) CFA - Catinica Fortemente cida (resina) CIRRA - Centro Internacional de Referncia em Reuso de gua CNRH - Conselho Nacional de Recursos Hdricos CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente COT - Carbono Orgnico Total Da - Dalton DBO - Demanda Bioqumica de Oxignio DQO - Demanda Qumica de Oxignio DVB - Divinilbenzeno DWA - Drinking Water Act EBT - Efluente do Tratamento Biolgico EPT - Efluente do Tratamento Primrio EST - Efluente do Tratamento Secundrio ETA - Estao de Tratamento de gua ETE - Estao de Tratamento de Efluentes FEAM - Fundao Estadual do Meio Ambiente FIESP - Federao das Indstrias do Estado de So Paulo IQA - ndice de Qualidade de gua MBR - Membrane Bioreactor (Bio-reator de Membrana) NF Nanofiltrao NIRAE Ncleo Integrado para o Reuso de guas e Efluentes NTU - Nephelometric Turbidity Unit (Unidade Nefelomtrica de Turbidez) viii O&G - leos e Graxas PAC - Policloreto de Alumnio PCRA - Programa de Conservao e Reuso de gua pH - Potencial Hidrogeninico PLANASA - Plano Nacional de Saneamento PNRH - Poltica Nacional de Recursos Hdricos RW - Raw Wastewater (Efluente Bruto) SAC - Spectral Absorption Coeficient (Coeficiente de Absoro de Cor) SAMAE - Servio Autnomo Municipal de gua e Esgoto SDT - Slidos Dissolvidos Totais SGA - Sistema de Gesto Ambiental SINGREH - Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hdricos SRH-MMA - Secretaria de Recursos Hdricos do Ministrio do Meio Ambiente SS - Slidos Sedimentveis SST - Slidos Suspensos Totais t.p.p - teste de presena positiva UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Fluxo Ascendente e Manta de Lodo) UFC - Unidades Formadoras de Colnias UV - Ultravioleta WHO - World Health Organization (Organizao Mundial da Sade) ix LISTA DE FIGURAS Figura 2.1Processo de Separao com Membranas em Funo do Tamanho e Tipo de Contaminante removido26 Figura3.1Fluxograma da ETE da Indstria de Refrigerantes49 Figura 3.2Caixa de Recepo da ETE50 Figura 3.3Sistema de Gradeamento/Caixa de Areia da ETE51 Figura 3.4Tanque de Aerao do Sistema Aerbio52 Figura 3.5Decantador Secundrio da ETE53 Figura 3.6Caixa de Sada do Efluente Final da ETE53 Figura 3.7Sistema de Filtrao com Filtro Bag 56 Figura 3.8Sistema de Filtrao em Filtro de Areia56 Figura 3.9Ensaio em Jar Test57 Figura 3.10Sistema de Coagulao/Floculao/Filtros Bag59 Figura 3.11Sistema de Coagulao/Floculao/Filtro de Areia59 Figura 3.12Equipamento Experimental de Resinas de Troca Inica60 Figura 3.13Resina Purolite Aninica PFA-300 (A) e Resina Purolite Catinica SST - 60H (B) 60 Figura 3.14Sistema de Coagulao/Floculao/Filtros Bag/Resinas62 Figura 3.15Sistema de Coagulao/Floculao/Filtro de areia/Resinas 62 Figura 4.1Influncia do pH na Coagulao/Floculao do Efluente da ETE70 Figura 4.2Influncia do pH na Coagulao/Floculao na Faixa de 6,0 pH 7,071 Figura 4.3Influncia da Dosagem de PAC (mL de soluo 15% v/v de PAC/L deefluente da ETE) no Processo de Coagulao/floculao72 Figura 4.4Comparao do Aspecto Visual antes (1) e Aps (2) o Processo de Coagulao/ Floculao.74 Figura 4.5Comparao visual do: Efluente Bruto do Processo (1); Efluente Final Tratado na ETE (2); Efluente aps Processo de Coagulao/ Floculao/ Filtrao (3); Efluente Tratado por Coagulao/Floculao/Filtrao/Resinas de Troca Inica (4).79 Figura 4.6Fluxograma da ETE da Indstria de Refrigerantes81 Figura 4.7Fluxograma da ETA da Indstria de Refrigerantes83 Figura 4.8Fluxograma de Reuso Proposto84x SUMRIO 1.INTRODUO1 2.FUNDAMENTOS5 2.1Qualidade e Disponibilidade das guas5 2.2O Reuso da gua8 2.2.1Legislao Ambiental sobre o Reuso 10 2.2.2Formas de Reuso de gua13 2.3Tecnologias e Tratamentos Utilizados visando ao Reuso de Efluentes15 2.3.1Coagulao/Floculao17 2.3.2 Sedimentao 20 2.3.3 Abrandamento 20 2.3.4Filtrao 21 2.3.5Processo de Adsoro em Carvo Ativado22 2.3.6Resinas de Troca Inica22 2.3.7Processos de Separao com Membranas25 2.4Reuso de gua na Indstria 26 2.4.1Casos de Aplicaes bem Sucedidas de Reuso de gua27 2.4.2Reuso de gua na Indstria de Refrigerantes35 2.4.3Reuso de gua em Torres de Resfriamento39 2.4.4Reuso de gua em Caldeiras 43 2.5Consideraes Finais46 3.MATERIAIS E MTODOS48 3.1Caracterizao do Efluente Gerado na Indstria de Refrigerantes48 3.2A Estao de Tratamento de Efluentes (ETE) da Indstria48 3.3Caracterizao do Efluente Tratado da ETE54 3.4Testes de Filtrao55 3.5Teste de Coagulao/Floculao 57 3.5.1Determinao do pH timo para a Coagulao/Floculao 58 3.5.2Determinao da Dosagem do Agente Coagulante58 3.6Testes de Filtrao aps a Coagulao/Floculao59 xi 3.7 Testes com Resinas de Troca Inica593.7.1Colunas de Troca Inica 61 3.8Mtodos Analticos63 4.RESULTADOS E DISCUSSO65 4.1Caracterizao do Efluente da Indstria de Refrigerantes65 4.2Caracterizao do Efluente da Estao de Tratamento66 4.3Testes de Filtrao 68 4.4Coagulao/Floculao 69 4.4.1pH timo para Coagulao/Floculao69 4.4.2 Dosagem do agente coagulante (PAC) na Coagulao/Floculao71 4.5Resinas de Troca Inica76 4.6Avaliao Tcnico-econmica79 5.CONCLUSES89 6.SUGESTES91 7.REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS92 1.INTRODUO A gua fundamental para o planeta. Nela, surgiram as primeiras formas de vida, eapartirdessas,originaram-seasformasterrestres,asquaissomenteconseguiram sobrevivernamedidaemquepuderamdesenvolvermecanismosfisiolgicosquelhes permitiramretirarguadomeioeret-laemseusprpriosorganismos.Aevoluodos seres vivos sempre foi dependente da gua. omaiscrticoe importante elemento para a vidahumana,poiscompede60a70%dopesocorporaldohomemeessencialpara todasasfunesorgnicas:sistemacirculatrio,sistemadeabsoro,sistemadigestivo, sistemadeevacuao,reguladordatemperaturacorporal,etc.Emmdia,oorganismo humano precisa de, no mnimo, 4 litros de gua por dia. Por isso, tem-se que garantir uma gua segura, com qualidade, pura e cristalina (CUNOLATINA, 2008). Agua,provavelmente,onicorecursonaturalquetemavercomtodosos aspectos da civilizao humana, desde o desenvolvimento agrcola e industrial aos valores culturaisereligiososarraigadosnasociedade.umrecursonaturalessencial,sejacomo componentebioqumicodeseresvivos,comomeiodevidadevriasespciesvegetaise animais,comoelementorepresentativodevaloressociaiseculturaiseatcomofatorde produo de vrios bens de consumo final e intermedirio (MOSS, 2008).Aguaumdosrecursosnaturaismaispreciososeimportantes,pois indispensvelvidadoHomem.Houveacrena,durantesculos,dequeaguaeraum recursoinesgotvel,equeestariadisponvelemboaqualidadeparaapopulaodeforma indefinida. Este pensamento errneo, somado falta de informao da populao, fez com que existisse um desperdcio e uma utilizao descontrolada de gua no planeta. SegundoMachado(2005),ocrescimentoaceleradodapopulao,aurbanizao dascidades,odesenvolvimentoindustrialetecnolgico,eprincipalmenteaexpansoda agriculturaparaproduodealimentos,soalgunsdosfatoresresponsveispelasituao deriscoemqueseencontramosrecursoshdricosexistentes.Nestaltimadcada, cientistastmalertadoapopulaosobreumpossvelcolapsonoabastecimentodegua, mostrandoqueadisponibilidadedaguapotvelnomundoestdiminuindo consideravelmente, podendo mesmo se esgotar. Esta informao deixou o campo cientfico 2 e tem sido constantemente divulgadaatravs damdia, com o objetivo de conscientizar as pessoasquantonecessidadedepreservaodosrecursoshdricosedousoracionalda gua, de forma a reverter o quadro atual de uso e degradao. A populao mais informada econscientevemsetornandomaisexigenteecobrandoqueasempresasatuemdeforma mais ecologicamente correta. Frentesnovasexignciasdapopulaoesnovasleisambientais,asindstrias se viram obrigadas a se adequarem. A primeira forma de controle da poluio dos recursos hdricospelosetorindustrialfoiochamadotratamentodefimdelinha(endofline).Em seguida, surgiu uma viso mais moderna com relao a efluentes industriais, o conceitoin plantdesign,quenosebaseiaapenasnotratamentodoefluentefinal,massimnabusca constante do uso de tecnologias mais limpas, na minimizao e reuso dos resduos gerados. Segundo este novo conceito, as empresas devem focar a reduo do efluente (em termos de volume e concentrao de poluentes) dentro do processo industrial, e no simplesmente no problema, aps a sua gerao (MELO, 2005). MuitasempresastmutilizadoochamadoMarketingVerdeparaconquistara confiana de seusclientes, assimcomo novosmercados.Para tal, tm racionalizado o uso daguadasmaisdiversasformas,atmesmoreutilizandoefluentestratadosparafins menosnobres,vistoque,emalgunscasos,osefluentesfinaisdasestaesdetratamento podemserreutilizados,diretamenteouapstratamentosterciriosadequados,em aplicaesespecficascomoresfriamentodemquinaseequipamentos,abastecimentode caldeiras, lavagem degases de chamins, lavagem de pisos, irrigao dejardins e gua de combate a incndios, etc. A reutilizao ou reuso de guas residurias no um conceito novo como parece e vem sendo praticado em todo o mundo h anos. Existem relatos de que na Grcia Antiga os esgotos eram utilizados na irrigao. No entanto, foi a demanda crescente de gua neste ltimosculoquefezcomqueoreusoplanejadodaguasetornasseumtemaatualede grande importncia. O reuso da gua deve ser apenas parte de projetos de uso eficiente da gua,sendoprecedidoporcontroledeperdasedesperdcios,comotambmpela minimizao do consumo da gua e da produo de efluentes (CETESB, 1987). 3 Areutilizaodasguasresiduriasumabuscapelaminimizaodademanda sobre os mananciais de gua, pois assim se substituiria o uso da gua potvel por uma gua dequalidadeinferior.Atualmente,estaprticatemsidomuitodiscutidaeutilizadaem algunspases,sendobaseadanoconceitodesubstituiodemananciais.Estasubstituio sefazpossvelemfunodamenorqualidaderequeridaparadeterminadosusos.Assim, podesepoupargrandesvolumesdeguapotvelquandoseutilizaguadequalidade inferior (efluentes ps-tratados) para atividades que no exijam padres de potabilidade. De formaagarantiroscritriosmnimosdequalidadedaguaexigidosparacadatipode aplicaonecessriosefazerotratamentoeocontroleadequadosantesdasua reutilizao (TOMAZELA, 2008). A utilizao de efluentes tratados como gua dealimentao de caldeiras e torres deresfriamento,associadaaocrescimentodasrestriesambientaiseeconmicas, impulsionaanecessidadedeprojetosdeplantascomreusodegua.Oreusotemse mostradocomoumaimportanteferramentaparaminimizarosproblemasdereduzida disponibilidade hdrica, alm de oferecer vantagens econmicas.Ousoracionaldosrecursoshdricos,comprocedimentoscomoreutilizaoem indstrias de alimentos, tende a ser cada vez mais difundido, devido ao alto consumo deste insumo.Oreusodaguarepresentauminevitvelcaminhoparacontribuirparaoseu melhor aproveitamento no planeta. Opropsitodesteestudofoiavaliaroreusodoefluentedeumaindstriade refrigerantestratadoanvelsecundrio,visandoasuareutilizaonocircuitode resfriamento(torresderesfriamento)eguaparageraodevapornascaldeiras, diminuindoacaptaodeguapotvel.Complementa-seoestudocomumaestimativa econmica preliminar do impacto da implantao desta proposta na referida indstria. Opresentetrabalhoestorganizadoemcincocaptulos.OcaptuloIIcontmareviso bibliogrficaabordandoosfundamentoseosprincipaistrabalhosrelativosaoassuntoem questo. O captulo III descreve os materiais e mtodos empregados no desenvolvimento do estudo.Emseguida,nocaptuloIVsoapresentadosediscutidososresultadosobtidos. Finalmente,ocaptuloVcontmasprincipaisconclusesdoestudoesugestespara trabalhos futuros. 4 Os seguintes objetivos especficos foram delineados: LevantarascaractersticasdoefluentefinaldaETEemoperaonaindstriade refrigerantes usada como modelo; Realizarumlevantamentodospadresparaguadeabastecimentodecaldeirae gua de reposio de torre de resfriamento; Proporeavaliartratamentosterciriosparaseatingirospadresnecessriospara reuso; Realizarlevantamentodedadosexperimentaisparaseavaliaraviabilidadeda implantao dos tratamentos tercirios propostos para reuso; Avaliar as possibilidades de reuso, atravs do balano hdrico na planta industrial; Realizar estimativa tcnico-econmica da implantao do sistema de reuso definido. 2.FUNDAMENTOS Estecaptuloapresentaumlevantamentodasinformaessobreadisponibilidadee qualidadedasguas,asjustificativaseaslegislaesqueregulamentamaprticado reusodeguanasindstrias,astecnologiasdisponveisparaotratamentodeguas residurias.OcaptuloIIcontemplaainda,acitaodetrabalhosrealizadoscomeste propsitoequeapresentamosvalorespadresdosparmetrosparareusoemtorresde resfriamentoecaldeiras.Estesfundamentosseroteisparadelinearosprocedimentos que sero empregados nesta dissertao. 2.1Qualidade e Disponibilidade das guas Aguaasubstnciamaisamplamenteencontradananatureza.Asuaqualidade dependedecaractersticasfsicas,qumicasebiolgicas.Oconceitodeimpurezadeuma guatemsignificadorelativo,poisdeveserespecificadodeacordocomoseuuso.Por exemplo,aqueladestinadaausodomsticodeveserinspidaeinodora,enquantoque naquela usada em caldeiras industriais estas caractersticas no so relevantes. Aguausadanaindstriaparatrsprincipaispropsitos:paraserincorporada emprodutosespecficos,comoumfluidotrmicocomfinalidadedeaquecimentoou resfriamentoeparaeliminarcomponentesindesejveis.Acaracterizaodagua especificadapordiversosparmetros,osquaisrepresentamassuascaractersticasfsicas, qumicasebiolgicas.Essesparmetrossoindicadoresdasuaqualidadeetmvalores estabelecidos para determinado tipo de uso. Os principais indicadores de qualidade da gua so discutidos a seguir, de acordo com aspectos fsicos, qumicos e biolgicos. Parmetros fsicos: Temperatura: influencia algumas propriedades da gua, como densidade, viscosidade, oxignio dissolvido, etc.;Sabor e odor; Cor: pode ser resultante, por exemplo, da presena de ferro ou mangans; Turbidez: funo da presena de matria em suspenso na gua, como6 argila e organismos microscpicos (TOMAZELA, 2008). Parmetros qumicos: pH:opHbaixotornaaguacorrosiva,guascompHelevadotendema formar incrustaes nas tubulaes; Alcalinidade:causadaporsaisdemetaisalcalinos,principalmentesdioe clcio, que em teores elevados podem proporcionar sabor desagradvel;Dureza:resultaprincipalmentedesaisdemetaisalcalino-terrosos(clcioe magnsio), causa sabordesagradvel, reduza formao da espuma de sabes, provoca incrustaes nas tubulaes e caldeiras; Oxignio dissolvido; Matria orgnica (DBO, DQO); Componentes inorgnicos (TOMAZELA, 2008). Parmetros biolgicos: Oscoliformesindicamapresenademicrorganismospatognicos.Comoso encontradosemgrandequantidadenasfezeshumanas,quandoencontradosnagua significa que a mesma recebeu esgotos domsticos sem tratamento adequado. As algas em excesso podem causar alguns inconvenientes como: sabor, odor, toxicidade, turbidez e cor (TOMAZELA, 2008). NoBrasil,aclassificaodasguasdefinidapelaResoluon357de17de maro de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente. Esta Resoluo estabelece nove classes,sendocincodeguasdoces(comsalinidadeigualouinferiora0,5g/L),duasde guas salobras (salinidade entre 0,5 e 30 g/L), e duas de guas salinas (salinidade igual ou superior a 30 g/L).NoestadodeMinasGerais,ondeaindstriaaserestudadaestlocalizada,os indicadoresdasituaoambientaldasguassoformuladospelaFEAM(Fundao EstadualdoMeioAmbiente),aqualadotaondicedeQualidadedeguaIQAea contaminaoportxicos.NoclculodoIQAsoconsideradososseguintesparmetros: oxigniodissolvido,coliformesfecais,pH,demandabioqumicadeoxignio,nitratos, fosfatos, temperatura dagua, turbidez e slidostotais,gerando-se um ndice com valores 7 variandodezero(qualidademuitoruim)a100(qualidadeexcelente).Assimdefinido,o IQArefleteacontaminaodasguaspormatriaorgnica,nutrienteseslidos.A qualidadedasguasavaliadaanualmentepelaFEAM,apartirdosresultadosdequatro campanhas de amostragem. O nvel de qualidade reportado refere-se mdia aritmtica dos valores de IQA de cada estao e a contaminao por compostos txicos representa a pior condioidentificada(MELO,2005).OsresultadossotransportadosparaumMapade Qualidadedasguas,publicadoanualmentepelaFEAMedisponvelnosite: www.feam.gov.br. Durantemuitotemposeacreditouqueosrecursoshdricoseraminesgotveis. Realmente, o planeta Terra pode ser considerado como o Planeta gua, pois aqui existem 1,4 x 109 quilmetros cbicos de gua. No entanto, apenas 2,5% desse total so compostos de gua doce, dos quais mais de 99% apresenta-se na forma congelada nas regies polares ouemrioselagossubterrneos,oquelimitasuautilizaopeloHomem.Rios,lagose reservatrios (guas superficiais) de onde a humanidade retira, atualmente, o que consome correspondemapenasa0,26%dessetotal(CUNOLATINA,2008).Estesvalores evidenciamaindamaisanecessidadedepreservaodosrecursoshdricosedoconsumo racional da gua doce.O Brasil se encontra em uma posio privilegiada no que diz respeito quantidade de gua. A maior reserva de gua doce do Planeta se encontra em territrio brasileiro, cerca de 13% da gua doce do mundo. A regio coberta por gua doce no interior do Brasil ocupa 55.457km2,oqueequivalea1,66%dasuperfciedoplaneta.Oclimamidodopas propiciaumaredehidrogrficagrandiosa,formadaporriosdegrandevolumedegua, todosdesaguandonomar.ComexceodasnascentesdorioAmazonas,querecebem fluxosprovenientesdoderretimentodaneveedegeleiras,aorigemdaguadosrios perene,ouseja,noseextinguenoperododaseca,eapenasnosertonordestino,regio semi-rida, existem rios temporrios (MRE, 2001). Mesmo com tamanha abundncia, o Brasil sofre com a escassez de gua, devido m distribuio da densidade populacional dominante, pois 95% da gua doce do Brasil se encontranaregiodaAmazniaeabasteceapenas5%dapopulao,enquantoosoutros 95%dapopulaosoabastecidoscomapenas5%daguadisponvelnoterritrio brasileiro.8 2.2 O Reuso da gua Odesenvolvimentoindustrialacelerado,concomitantecomastributaesda captaodeguasbemcomodasdeesgototemelevadoopreodestebem.Eassim incentivouaavaliaoeaimplantaodepossibilidadesinternasdereusodeefluentes tratados como fonte de abastecimento em diversos setores da indstria. Oreusodaguafavoreceareduodademandasobreosmananciais,pela possibilidadedesubstituiodaguadequalidadesuperior(potvel,porexemplo)por outradequalidadeinferior,quesejacompatvelcomousoespecfico.Esteprocedimento conceitua-secomosubstituiodefontes.Destaforma,grandesvolumesdeguapotvel podemserpoupados,utilizando-seguasoriginriasdeefluentestratadosparao atendimentodedemandascujasfinalidadespodemprescindirdeguapotvel.Sua conservaoestintimamenteligadaintegraodossistemasdeabastecimento, esgotamento e drenagem urbana (MARON JUNIOR, 2006).Efluentesincluemtodaguagastaeusada,geralmenteumavez,noprocesso industrial.Efluentesindustriaispodemserdescartadosemredesdeesgotossanitrios, tratadosedescartadosnanaturezaemrios,lagosoulenisfreticos(WINGFIELD& SCHAFER, 2001).Paraaimplantaodaprticadereusoprecisoterconscinciadequeesteno substituianecessidadedeguatotaldeumaplantaindustrial,poisexistemlimitaesde ordem tcnica, operacional, econmica e ambiental que restringem a utilizao em sistemas internos(fechados).Portanto,necessriaumaavaliaodopotencialdereuso,combase nascaractersticasdaguadisponvelparacaptao,doefluentegeradoedaguaparaas aplicaesdoreuso,almdospadresdeemissodeefluentesbemcomodeumestudo econmico.TudoistodeveestarcontempladodentrodeumSistemadeGerenciamento Ambiental (SGA) que atenda legislao ambiental vigente (MARON JUNIOR, 2006). SegundooManualdeConservaoeReusodeguaparaaIndstria(FIESP, 2005),asindstriasquebuscaremaimplantaodeumprogramadeconservaoereuso de gua sero beneficiadas nos seguintes aspectos: 9 Ambientais Reduodelanamentodosefluentesemcursosdguaousistemasde captao de efluentes pblicos, melhorando assim a qualidade das guas; Reduodacaptaodeguassuperficiaisesubterrneasparaasdemandas necessrias. Econmicos Conformidades ambientais de acordo com os padres e normas ambientais; Melhoria nos processos produtivos, com ganho de produtividade e reduo de custos; Marketing ambiental, para os clientes internos e externos; Abertura de novos negcios; Habilitaoparareceberincentivosecoeficientesredutoresdosfatoresda cobrana pelo uso da gua; Abertura para iniciar certificaes ambientais, por exemplo, ISO 14001; Aumento da competitividade do setor. Sociais Melhoriadaimagemdaempresajuntoaosrgosambientaise, principalmente,oreconhecimentodasociedadecomoempresasocialmente responsvel; Ampliaodeoportunidadesdenovosnegcioseconseqentementenovos clientes,possibilitandoaprobabilidadedageraodeempregosdiretose indiretos; Trocadeexperinciascominstituieseducacionaiseoutrasempresas (Benchmarketing); Enquadramento norma AS 8000 (responsabilidade social). 10 2.2.1Legislao Ambiental sobre o Reuso Atoano2000noexistiamnormaseuropiasparaoreusodeguadeesgoto tratado.Noartigon12sobreasDiretivasparaoTratamentodeEsgotos(91/271/EU) estabelecidoqueosesgotostratadosdevemserreaproveitadosdemaneiraconveniente (TOMAZ, 2001 apud SILVA et al., 2003). Nohummodelorgidoquepossaserimplementadoemqualquerlugardo mundo.SegundoRodrigues(2005),asespecificaeslocaisquedevemregera implementaodoreuso,edequeformaestedeveestarinseridonaquelarealidade, seguindoalgunspadres,comooconhecimentodosriscosassociadossprticas;o tratamentodosefluentes,bemcomosuaeficinciaesegurana;adisponibilidadee caractersticas dos efluentes; experincia na promoo do reuso, que fornece subsdios para os estudos epidemiolgicos; valores culturais; condies ambientais; condies econmicas e tecnolgicas, entre outros. OBrasildispedeumtextosobreodireitodaguadesde1934,oCdigode guas. Porm, esse cdigo no foi capaz de incorporar meios para combater o desconforto hdrico,acontaminaodasguaseconflitosdeuso,tampoucofoicapazdepromoveros meiosdeumagestodescentralizadaeparticipativa,exignciasdosdiasatuais (RODRIGUES, 2005). Aconscinciadequeosrecursoshdricostmfime,portanto,merecemum tratamentojurdicomaisatento,ganhacontornodefinidocomaprpriaConstituio Federal de 1988 e com a lei que instituiu a Poltica Nacional de Recursos Hdricos - PNRH (MANCUSO, 2003 apud MONTEIRO, 2007 et. al.). FoiexatamenteparapreenchertaislacunasquefoielaboradaaLein.9.433/97, conhecida como a Lei das guas, que apresenta a Poltica Nacional de Recursos Hdricos e criouoSistemaNacionaldeGerenciamentodeRecursosHdricos(SINGREH).Umdos seus princpios, o da gesto participativa e descentralizada, requer a adeso da sociedade na suaimplementao.Porisso,oSINGREHestruturadoemcolegiados,nosquaisesto presentesastrsesferasdoPoderPblico,ossetoresusurioseasociedadecivil organizada.11 Esta lei define que agua fonte de vidae dealimento para as populaes e um bem de domnio pblico, dotado de valor econmico, que merece o cuidado da preservao, em quantidade e qualidade, para o atendimento dos seus mltiplos usos. Por ser um recurso naturalvitalparaqualquerservivo,todaequalquerregulamentaoarespeitodeseuuso oudisponibilidaderodeadaporinquietaesediscussespelasociedadecomoumtodo. Neste contexto, no ano de 1986, a gua passou a ser de domnio da Unio. Pode-sedizerqueasnormasambientaisexistentesnopaspossuemmecanismos capazesdepromoverousodeguarecicladaaolimitaraquantidadedeguadisponvel para a populao ou restringir o despejo de efluentes nos corpos receptores, seja atravs do seu uso racional, diminuio do consumo ou reuso em funo da quantidade e da qualidade da gua. Apesardautilizaoracionaleintegradadosrecursoshdricosserumdos objetivosdaPNRH(art.2,II),aLeinoprevoreusodaguacomoinstrumentoda Poltica,dificultandosuaadoo.Porm,acriaodosinstrumentosdeoutorgaede cobranas pelo uso da gua induzem a adoo de prticas de reuso. Atualmente, no Brasil, onicodiplomalegalquetrataespecificamentedoreusoaResoluoCNRHn54/05, queestabelecemodalidades,diretrizesecritriosgeraisparaaprticadereusodiretono potvel de gua. AprimeiraregulamentaoquetratoudereusodeguanoBrasilfoianorma tcnicaNBR-13.969,desetembrode1997.Nestanorma,oreusoabordadocomouma opo destinao deesgotos de origem essencialmente domstica oucomcaractersticas similares (ABNT, 1997).Paraoreuso,sefaznecessrioseguircritriosediretrizesquepodemser encontradosempublicaesdergosmunicipais,estaduaisefederais,comoSNGREH (Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hdricos), CNRH (Conselho Nacional de RecursosHdricos),SRH-MMA(SecretariadeRecursosHdricosdoMinistriodoMeio Ambiente),ANA(AgnciaNacionaldeguas),PLANASA(PlanoNacionalde Saneamento),CIRRA(CentroInternacionaldeRefernciaemReusodegua),WHO (World Health Organization), entre outros (RODRIGUES, 2005). A legislao especfica que regia oenquadramento ou estabelecimento dos nveis de qualidade mantidos ou atingidos nos corpos hdricos no Brasil era, at maro de 2005, a 12 resoluo CONAMA n 20 de 1986. Sua reviso foi posteriormente aprovada, sendo ento publicada a Resoluo n 357, revogando integralmente a primeira. Uma vez que a mesma no foielaborada visando diretamente a definio de padres para o reuso, alguns valores estabelecidospodemtornaroreusoinvivel.Dessaforma,importanteseverificara aplicabilidade do reuso em relao aos aspectos discutidos na Resoluo. NoBrasiloreusoplanejadoumaprticabastanterecente.Deacordocomo banco de dados de dissertaes e teses da USP (Universidade deSo Paulo), os primeiros trabalhossobreoassuntosodofimdadcadade90(LAVRADORFILHO,1987; MANCUSO,1988).Apartirdestes,aspesquisasseintensificaram,masnoforam definidos, at o momento, padres especficos para o reuso da gua.Apesardenohaverlegislaesparapreverexpressamenteoreusodagua, implcita sua disseminao. Quando se fala em falta de legislao, no propriamente para a utilizao desta concepo, pois se observa que as leis estabelecem em seus princpios de execuo, os mesmos princpios e filosofia aplicados ao reuso de gua (TOMAZ, 2001). NoBrasil,oCentroInternacionaldeRefernciaemReusodegua(CIRRA)foi criadocomoobjetivodepromoveredisponibilizarrecursostcnicosehumanospara estimularaimplementaodeprticasconservacionistas.OCIRRAtemcomofunes bsicasdesenvolverpesquisasetecnologiasadequadas,proporcionartreinamentoe divulgarinformaesvisandoapromoo,ainstitucionalizaoearegulamentaoda prticadereusonopas.OCIRRAaindadesenvolveoutrasatividadesligadasacursose programasdetreinamentodirecionadosatemasespecficos,comoprticasdereuso, aplicaodeferramentasdegestoambiental,otimizaodeprocessosindustriais, operaodesistemasdetratamentoavanado,educaoambiental,eestudosde tratabilidade de efluentes, entre outros. ONIRAE(NcleoIntegradoparaReusodeguaseEfluentes)daUniversidade Federal do Rio de Janeiro trabalha na formao e capacitao de um grupo de especialistas nossetorespblicosenasindstrias,voltadosparaousodeconceitosquepossibilitema integrao ambiental das tecnologias de reuso. Este ncleo tem como meta, a realizao de um diagnstico do panorama atual dos recursos hdricos nos diversos setores produtivos do EstadodoRiodeJaneiro.Estediagnsticovisaaesquepromovamaconscinciapela conservaodosrecursoshdricos,aminimizaodosimpactosambientais,reduona 13 geraodeefluenteslquidosenoscustosambientaleeconmiconotratamentode efluentes e resduos slidos. 2.2.2Formas de Reuso de gua Aolongodotempo,surgiuumasriedeclassificaesbaseadasemdiversos aspectos,taiscomoamaneiracomqueoreusoocorre,ograudeplanejamento,a consistncia da prtica, bem como a finalidade para qual ele se destina. Essas classificaes sonecessriasparafacilitaroentendimentodecomooreusopodeserrealizadoepara determinar a forma de atuao em relao a cada um deles (RODRIGUES, 2005). O reuso macro interno deve ser realizado aps uma avaliao integrada do uso da gua no processo produtivo, a qual deve estar contemplada no Programa de Conservao e Reusodegua(PCRA).importanteobservarqueantesdeseimplantarumsistemade reuso de efluentes da prpria empresa, preciso implantar medidas para a minimizao do consumo de gua, reduo de perdas e desperdcios, alm de programas de conscientizao e treinamento. Paraaobtenodosmximosbenefcios,umPCRAdeveserimplementadoa partir de uma anlise sistmica das atividades em que a gua utilizada e naquelas em que ocorre a gerao de efluentes, com o intuito de otimizar o consumo e minimizar a gerao de efluentes. As aes devem seguir uma seqncia lgica, com atuao inicial na demanda deguae,emseguida,naoferta,destacando-seaavaliaodopotencialdereusode efluentes em substituio s fontes tradicionais de abastecimento (FIESP, 2005). AlgumasclassificaesretiradasdaMinutadeResoluodoCNRH(2005)ede NAVACHI (2002) so apresentadas a seguir. Reusoindiretonoplanejado-ocorrequandoagua,utilizadaemalguma atividade humana, descartada no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua formadiluda,demaneiranointencionalenocontrolada.Caminhandoatopontode captaoparaonovousurio,amesmaestsujeitasaesnaturaisdociclohidrolgico (diluio, autodepurao). 14 Reusoindiretoplanejado-ocorrequandoosefluentes,depoisdetratados,so descartadosdeformaplanejadanoscorposdeguassuperficiaisousubterrneas,para seremutilizadosajusante,demaneiracontrolada,noatendimentodealgumusobenfico. Pressupe-sequeexista,tambm,umcontrolesobreaseventuaisnovasdescargasde efluentesnocaminho,garantindoassimqueoefluentetratadoestejasujeitoapenasa misturascomoutrosefluentesquetambmatendamaosrequisitosdequalidadedoreuso objetivado. Reusodiretoplanejado-ocorrequandoosefluentesdepoisdetratadosso encaminhadosdiretamentedoseupontodedescargaatolocaldoreuso,nosendo descarregadosnomeioambiente.ocasocommaiorocorrncia,destinadoausoem indstria ou irrigao. Reciclagemdegua-oreusointernodagua,antesdesuadescargaemum sistema geral de tratamento ou outro local de disposio. Reusoemcascata-nestamodalidade,oefluentegeradoemumdeterminado processoindustrialdiretamenteutilizado,semtratamento,emoutrosubseqente,poiso efluentegeradoatendeaosrequisitosdequalidadedaguaexigidospeloprocesso subseqente.Processoindicadoquandoocorreavariaodaconcentraodos contaminantes no efluente com o tempo. Esta situao comum em operaes de lavagem com alimentao de gua e descarte do efluente de forma contnua. Reuso de efluentes tratados - esta a forma de reuso que tem sido mais utilizada naindstria.Consistenautilizaodeefluentesgeradoslocalmente,apstratamento adequado para a obteno da qualidade necessria aos usos pr-estabelecidos. Na avaliao dopotencialdereusodeefluentestratados,deveserconsideradaaelevaoda concentraodecontaminantesquenosoeliminadospelastcnicasdetratamento empregadas. 15 2.3Tecnologias e Tratamentos Utilizados visando ao Reuso de Efluentes Aescolhadosprocessosdetratamentodeguasresiduriasdefundamental importncia para o sucesso do empreendimento. Por isso, esta deve ser bastante criteriosa e fundamentadanacaracterizaoadequadadoefluenteasertratado,noconhecimentodas tcnicas de tratamento existentes e nas necessidades e requisitos de qualidade da aplicao do reuso proposto, bem como na estimativa de custos (METCALF & EDDY, 2003). Aqualidadedaguadefinidaemfunodecaractersticasfsicas,qumicas, microbiolgicaseradioativas.Paracadatipodeaplicao,ograudequalidadeexigido pode variar significativamente (SAUTCHUK, 2004). Ostiposdetratamentosmaisusuaisempregadosquandosetemcomoobjetivoo reuso so: adsoro em carvo ativado; oxidao com oznio, dixido de cloro e perxido dehidrognio;floculao;separaopormembranas(microfiltrao,ultrafiltrao, nanofiltraoeosmoseinversa);trocainica;destilaoeprecipitao(MIERZWA& HESPANHOL, 2005; METCALF & EDDY, 2003; MANCUSO & DOS SANTOS, 2003). A escolha de uma ou a combinao entre duas ou mais tcnicas sempre depender dopotencialdecadatecnologiaenvolvidanareduodocontaminantedeinteresseeda qualidade da gua de reuso que se necessita (MIERZWA & HESPANHOL, 2005). Oestabelecimentodepadresdequalidadedeguasindustriaisdevelevarem consideraoaspectosinerentesproteodoprodutofabricado,comocontaminaes qumicasebiolgicas,manchas,corroso,fatoresligadosaproteodosequipamentos industriais,bemcomofatoresvoltadoseficinciadosprocessos,taiscomoformaode incrustaes, depsitos, espumas, etc. (FRANCO, 2007). Paraaobtenodeguadereuso,provindadeefluentedomsticoouindustrial, sonecessriosprocessosdetratamentoespecficosparacadacomposiodeefluente. Dependendo das caractersticas dos efluentes e da eficincia de remoo dos poluentes, os tratamentos podem ser classificados em: Preliminar emprega principalmente processos fsicos, com o objetivo de remover slidos grosseiros em suspenso com granulometria superior a 0,25 mm. 16 Primrioparaaremoodeslidosemsuspenso,assimcomopartedamatria inorgnicaeorgnica,empregandodecantadores,filtros,centrfugas,flotadorese precipitao qumica. Secundrioempregadonaremoodeslidosdissolvidos,comocarboidratos, protenaselipdios(matriaorgnica)eslidossuspensosfinos.Paraestetipode tratamento so utilizados: a.Processosbiolgicosanaerbiosqueutilizambactriasanaerbiase aerbiasfacultativasembiorreatorescomobiodigestoresdelodo,lagoas anaerbias, fossas spticas, reatores de fluxo ascendente; b.Processosbiolgicosaerbiosqueutilizambactriasaerbias,com necessidadeconstantedefornecimentodeoxignioparaolquidoem questo.Osbiorreatoresmaisusadossoaslagoasdeestabilizao,lagoas aeradas, lodos ativados, biodiscos e filtros biolgicos. Tratamentotercirioapartirdestaetapa,obtm-seumaguadequalidade superior,comumaelevadaremoodematriaorgnicaenutrientes-como nitrognio, fsforo e sdio, assim como de bactrias patognicas.Namaioriadoscasos,otratamentosecundriopromoveadequadaremoode DBOeslidossuspensos.Otratamentotercirionecessrioparaqueosefluentesde plantas de tratamento avanado possam ser reusados ou reciclados, direta ou indiretamente, naplantaindustrial.Estaprticaaumentaadisponibilidadedeguaparasuprimento industrial ou domstico, e porque alguns corpos dgua no so capazes de tolerar as cargas de poluentes do tratamento secundrio (MACHADO, 2005). Na Tabela 2.1 podem ser vistas algumas tecnologias de tratamento tercirio e suas indicaes para aplicao. 17 Tabela 2.1 - Tratamento Tercirio, Tipo de remoo e Aplicao. Tipo de remooOperao ou processoAplicao Slidos suspensos FiltraoEST Peneiramento Oxidao de amniaNitrificao biolgicaEST NitrognioNitrificao / desnitrificao biolgicaEST NitratoDesnitrificao em estgio separadoEST + nitrificao Fsforo Remoo de fsforo na corrente principal aRW, EPT Nitrognio e fsforo por mtodos biolgicos Nitrificao / desnitrificao biolgica e remoo de fsforo RAS Nitrognio e fsforo por mtodos fsicos e qumicos Arraste com arEST Clorao no ponto de rupturaEST + filtrao Troca inicaEST + filtraoFsforo por adio qumicaPrecipitao qumica com sais de metais RW, EST, EBT, EST Precipitao qumica com calRW, EST, EBT, EST Compostos txicos e matria orgnica refratria Adsoro em carvo ativadoEST + filtrao Lodo ativado com carvo ativado granularEPT Oxidao qumicaEST + filtrao Slidos inorgnicos dissolvidos Precipitao qumicaRW, EST, EBT, EST Troca inicaEST + filtrao UltrafiltraoEST + filtrao Osmose inversaEST + filtrao Eletrodilise EST + filtrao + carvo ativado Compostos orgnicos volteisVolatizao e arraste com gsRW, EPT Fonte: METCALF & EDDY, 2003. a EPT = efluente do tratamento primrio. EBT = efluente do tratamento biolgico (antes da clarificao). EST = efluente do tratamento secundrio (aps a clarificao). RW = efluente bruto. 2.3.1Coagulao/Floculao Oprocessodecoagulaotemcomoprincipalobjetivoneutralizarascargas eltricasdaspartculasemsuspenso,normalmentenegativas,pormeiodaadiode compostosqumicoscomcargaspositivas,comosaisdeferro,saisdealumnioe polmeros,proporcionandoaformaodeflocosdensosemcondiesdedecantar (NALCO, 1988; SANTOS FILHO, 1976; OENNING JR, 2006). 18 Acoagulaoconduzidaemcmarasdemisturarpida,quevisama homogeneizao dos coagulantes e seus auxiliares. Esta mistura intensa que assegura uma distribuiouniformedocoagulantenagua,colocando-oemcontatocomaspartculas existentes em suspenso, antes que a reao esteja terminada (LEME, 1979). A inexistncia dessa mistura intensa e adequada implica em que parte da gua seja supertratada, enquanto que outras partes sejam insuficientemente tratadas, prejudicando o tratamento.Na maior parte das aplicaes, o principal objetivo o de se produzir um efluente clarificado,ouseja,combaixasconcentraesdeslidosemsuspenso.Nasedimentao floculenta, as partculas se aglomeram, formando flocos, que tendem a crescer de tamanho medida que sedimentam. Com o aumento do tamanho das partculas (flocos), aumentaa velocidadedesedimentao.Comoafloculaoocorremedidaqueaspartculas precipitam,quantomaiorocontatoentreelas,maiorseraformaodosflocos(VON SPERLING, 1996). Namaioriadosefluentesindustriais,tem-severificadoqueosflocosformados necessitamdemaiordensidadeparapoderemsedimentaremdecantadores.Recorre-se entoaosauxiliaresdefloculao,polieletrlitosqueaumentamavelocidadede sedimentaodosflocosearesistnciasforasdecisalhamento.Otipodepolieletrlito adequadodeveserpesquisadoemlaboratrioatravsdeensaiosemJarTest,podendo-se preverreduesdoconsumodecoagulanteprimriodeat20%.Casoocorraturbidezno meio,pode-serecorrerasubstnciasinertesparamelhorarafloculaocomo:os polieletrlitos, a slica ativada, agentes absorventes de peso e oxidantes (NUNES, 2006). Paraseterumaboacoagulao,deve-sedeterminaropHadequado,que chamadodepHtimo,noqualesteprocessoocorrenomenortempopossvelecomuma dosagemmnimadecoagulante.Produtosqumicoscomocalhidratada,carbonatode clcio, carbonato de sdio, hidrxido de sdio, gs carbnico, cidos clordrico e sulfrico soempregadosparaoajustedopH.Aalcalinidadetambmpossuiimportncia indiscutvelnostratamentosqumicosdeguaeefluentes.Quandoaguanopossui alcalinidadeidealparaacoagulao,costuma-seadicionarlcaliscomoacalvirgem (CaO),calhidratada(Ca(OH)2)ebarrilha(Na2CO3)parapromov-laemant-lanos valores ideais (AZEVEDO NETTO, 1979). 19 Ossaisdealumnioedeferro,utilizadoscomocoagulantes,geralmenteno apresentamumaproduodeumlodoboaeficinciaquandoutilizadosemestaesde tratamento de efluentes, a fim de reduzir o seu custo, o que pode contribuir para a produo de um lodo contaminado, principalmente com metais pesados. O policloreto de alumnio um coagulante catinico que, devido a sua dimenso e estruturapolimrica,substituicomvantagensoscoagulantesinorgnicoscomuns.Sua molculaconstitui-sedeumpolmeroinorgnico,compropriedadesmuitoeficazesde agentecoagulanteefloculanteparausoemestaesdetratamento.Estaspropriedades resultamdaformaodeumcomplexopolinucleardeonshidroxi-alumnio,queem soluoaquosaadquiremcaractersticacatinica.Opolicloretodealumnioatuaemuma amplafaixadepH(faixatimacompreendidaentre6e9)esuaaodependeda temperatura (REIS, 1999 apudBREIA, 2006). Polmerosorgnicoscatinicosabasedetaninosnaturais,debaixamassamolar, deorigemessencialmentevegetal,derivadosdefontesrenovveis,podematuarcomo coagulantes,floculanteseauxiliaresdefloculao.Emsistemascoloidais,neutralizam cargas,promovendoponteseltricasentreaspartculas,desestabilizando-as,formandoos flocos e promovendo a sua sedimentao (REIS, 1999 apud BREIA, 2006). Ofenmenodafloculaooprocessopeloqualaspartculasemestadode equilbrioeletrostaticamenteinstvelnoseiodamassalquidasoforadasase movimentar, a fim de que sejam atradas entre si formado flocos que, com a continuidade da agitao, tendem a aderir uns aos outros, tornando-se pesados, para posterior separao nas unidades de decantao e filtrao (AZEVEDO NETTO, 1979). Emtermosprticos,oquerealmenteinteressanoprocessodecoagulaoe floculaosoadosagemeacondiotimaparaaplicaodocoagulante,etapade grandeimportncianotratamento,umavezqueasetapassubseqentesdependemdesta. Isso porque as reaes envolvidas so muito rpidas e dependem da energia de agitao, da dosedocoagulante,dopHedaalcalinidadedagua.Casoestascondiesestejam corretas,asreaesocorrememumespaodetempobastantereduzido(MIERZWA& HESPANHOL, 2005). Emboranousadadeformarotineira,afloculaoemefluentesporagitao mecnicaouporardissolvidooudifusopodeserusadaparaaumentararemoode 20 slidossuspensoseDBOemdecantadoresprimrios;nocondicionamentodeefluentes contendocertosresduosindustriais;paraaumentaraeficinciadosdecantadores secundriosdeprocessosdelodosativados;ecomoumpr-tratamentodoefluenteaser filtrado posteriormente (METCALF & EDDY, 2003). 2.3.2Sedimentao A sedimentao ou decantao um processo dinmico de separao de partculas slidas suspensas nas guas e efluentes. Estas partculas, sendo mais pesadas que o lquido tendem a sedimentar com determinada velocidade (AZEVEDO NETTO, 1979). Os objetivos e aplicaes da sedimentao so a retirada de partculas finas como areia,slidossuspensostotais(SST)eflocosformadosporcoagulaoqumicade materiais e organismos de difcil sedimentao. A sedimentao tambm usada para gerar um lodo mais concentrado em slidos, com possibilidade de ser manuseado e tratado mais facilmente (AZEVEDO NETTO, 1979; METCALF & EDDY, 2003). 2.3.3Abrandamento Oprocessodeabrandamentocomcal(CaO)temoobjetivodetransformaras espciessolveisdeclcioemagnsioemespciesinsolveis,ouseja,umareaode precipitao.umprocessobastanteutilizadoemsistemasdereusodeefluentese, geralmente, requer uma etapa de separao de slidos aps a precipitao. Os processos de coagulao/floculao, sedimentao e filtrao possuem esta funo. As principais reaes envolvidas, segundo Mierzwa & Hespanhol (2005), so: CaO + H2O Ca(OH)2(1) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2OpH = 9,5 (3) Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + MgCO3 +2H2O pH = 9,5 (4) Oefluenteabrandado,almdepassarporumaetapadeseparaodosslidos, devepassarporumaetapadeajustedepH,vistoqueapsotratamentoopHestar 21 prximode11.OprocessodeestabilizaodopHpodeserfeitocomcidosoucoma recarbonatao da gua. 2.3.4Filtrao Afiltraoumimportanteprocessonotratamentodeefluentes,comumente utilizadapararemoodeflocosbiolgicosresiduaisemefluentessedimentadosdo tratamentosecundrio,epararemoodeprecipitadosresiduaisdesaisdemetaisou precipitaodefosfatoscomcal.Afiltraoutilizadacomooperaodepr-tratamento antesdoefluentealimentarascolunasdecarvoativado.Esteprocessocombina mecanismosfsicosequmicosderemoodeslidos,sendoporissonormalmenteusado como uma etapa final, imediatamente antes da desinfeco e da disposio final e reuso. O processo de filtrao consiste na passagem do efluente atravs de leito de material granular para remoo de slidos, o que exige eventuais lavagens com gua em contracorrente para remoo do material retido (MANCUSO & DOS SANTOS, 2003).SegundoDiBernardoetal.(2003),aretenodeimpurezasconsideradao resultado de dois mecanismos distintos, porm complementares: transporte e aderncia. Em primeirolugar,aspartculasdevemseaproximardassuperfciesdosgrose, posteriormente,permaneceraderidasaestes,demodoaresistiraforasdecisalhamento resultantes das caractersticas hidrodinmicas do escoamento ao longo do meio filtrante. A eficincia da filtrao depende, fundamentalmente, do tamanho e da resistncia dos flocos formadosnosprocessosqueaprecedem,muitasvezessendoutilizadoscoadjuvantesde filtrao, os quais aumentam aresistncia dofloco e a eficincia dofiltro (MANCUSO& DOS SANTOS, 2003). Omeiofiltrantemaisutilizadoareia,entretanto,aosefazerlavagemem contracorrenteemumfiltrodeareia,aspartculasmaisfinasdessaareiamigramparaa superfciedoleito,causandoumentupimento,oquefazcomqueomeiofiltranteperca umaparceladesuaaodesuperfcie.Comoobjetivoderesolveresseproblema,foram desenvolvidososfiltrosdeduplaeatdemltiplascamadas,ondeassuperioresso constitudasdemateriaiscomgranulometriagrande,pormleves,enquantoasinferiores 22 so constitudas de materiais de granulometria menor, porm mais pesados (MANCUSO & DOS SANTOS, 2003). 2.3.5 Processo de Adsoro em Carvo Ativado A adsoro em carvo ativado promove a remoo da matria orgnica solvel e utilizada quando se necessita de tratamento com qualidade mais elevada, aps o tratamento biolgicoouapsotratamentofsico-qumicoporcoagulao/floculao,sedimentaoe filtrao, sendo considerado um processo de polimento. Amatriaorgnicaadsorvenasuperfciedosporosdaspartculasdecarvo,at que sua capacidade de adsoro seja exaurida, sendo necessria sua regenerao, que feita por meio do seu aquecimento at volatilizao do material orgnico adsorvido, tornando os poros do carvo livres e regenerados.guasresidurias,oriundasdotratamentoprimriodeumaunidadeindustrial foramestudadasporAbdessemed&Nezzal(2002)comoobjetivodereuso.Eles realizaram testes de coagulao/floculao usando como coagulante o FeCl3 120 mg/L em um pH timo de 5,5. Logo aps, adicionaram carvo ativado de densidade 0,41 g/cm3 com rea de 600 800 m2/g para a etapa de adsoro. Depois de certo tempo de contato foi feita aultrafiltrao,utilizandoumamembranatubularinorgnica,comumadiferenade presso de 1 bar e uma velocidade de fluxo de 3 m/s. O resultado apresentou uma reduo na turbidez de 90 NTU para zero e a DQO foi reduzida de 165 mg/L para 7 mg/L, usando o processo combinado, coagulao-adsoro-ultrafiltrao (GUERRA FILHO, 2006). 2.3.6Resinas de Troca Inica Resinasdetrocainicasoprodutossintticos,constitudas,emgeral,de copolmerosdeestirenocomdivinilbenzeno(D.V.B.),quecolocadosnagua,podero liberaronssdioouhidrognio(resinascatinicas)oucloretosouhidroxila(resinas aninicas) e captar desta mesma gua, respectivamente, ctions e nions, responsveis por seuteordeslidosdissolvidos(cloretos,silicatosesulfatosdesdio,magnsioeclcioe combinados deFe+2 e Fe+3)indesejveis a muitos processos industriais. Os ons presentes 23 na gua so substitudos por uma quantidade equivalente de outras espcies inicas, sendo retidosemumafaseslidaimiscveldenominadaresina.Porsetratardeumafaseslida insolvel, as resinas apresentam capacidade limitada. Em cada partcula de resina existe um nmerolimitadodestiosativos,demodoquequandotodosestesstiosativosso ocupadosdiz-sequearesinaestsaturada.Comoesteprocessoenvolveumareaode equilbrioqumico,asresinaspodemterasuacapacidaderecuperada(MIERZWA& HESPANHOL, 2005). Aps a copolimerizao, grupamentos cidos ou bsicos podero ser inseridos nos ncleos de benzeno dos monmeros utilizados, dando uma funcionalidade s resinas. Entre osgrupamentoscidos,omaiscomumocidosulfnico,produzindoaresinacatinica fortementecida(C.F.A.)eomenoscomum,ocidocarboxlico,produzindoaresina catinica fracamente cida (C.f.A.). Entre os grupamentos bsicos inseridos nas cadeias das resinasaninicastm-seaminastercirias,queproduzemresinasfracamentebsicas (A.f.B.) e os quaternrios de amnio, que produzem resinas fortemente bsicas (A.F.B). As resinas com grupamentos cidos ou bsicos, ao contrrio das solues aquosas de cidos e bases,nosedissociamemduasespciesinicas.Somenteumaespciedissociadanas resinascatinicas,Na+ouH+;nasaninicas,maisfreqentementeahidroxilaOH-.As demais espcies ficam ligadas s cadeias de estireno e divinilbenzeno. Deacordocomosgruposionizveispresossestruturasdasresinas,elasse classificamemquatrogruposbsicos:catinicafraca,catinicaforte,aninicafracae aninica forte. Resina Catinica Forte: C.F.A. Estasresinaspodemestarnaformadesaldesdio,quandosoutilizadaspara abrandamentodaguaounaformadehidrognio,quandosoutilizadaspara descarbonatao ou desmineralizao da gua. Reao de abrandamento Ca2+ + 2 R-Na2 Na+ + Ca-R2(5) Mg2+ + 2 R-Na 2 Na+ + Mg-R2(6) 24 Reao de descarbonatao/desmineralizao Ca2+ + 2R-H 2 H++ Ca-R2(7) Mg2+ + 2R-H 2 H++ Mg-R2(8) 2Na+ + 2R-H 2 H++ Na2-R2(9) Resina Catinica Fracamente cida: C.f.A. Estasresinassoutilizadaspararemoodeclcio,magnsioesdio,ligados somente a nion fraco, como o bicarbonato, e nunca aos nions fortes, como sulfato, cloreto e nitrato. Na realidade, so usadas somente em guas com dureza temporria elevada.Ca2+(HCO3)2 + 2 R COOH2 RCOO-Ca + 2H2CO3(10) Mg2+(HCO3)2 + 2 R COOH2 RCOO-Mg + 2H2CO3(11) 2Na+(HCO3)2 + 2 R COOH 2 RCOO-Na2 + 2H2CO3(12) Resina Aninica Forte: A.F.B. Todas as resinas aninicas fortemente bsicas removem nions fortes e fracos, tais comocloretos,sulfatos,nitratos,bicarbonatosesilicatos.AsresinasA.F.Bsodivididas emdoissubgrupos,tipoIetipoII,cujadiferenaabasicidadequeasmesmas apresentam.ResinasdotipoItmumcarterbsicomaisforte,oqueresultaemuma menorfugadeons,principalmenteslica.AsresinasdotipoIItambmpossuemcarter bsicoforte,pormnopossibilitamaremoodeslica.Noentanto,apresentamcomo vantagem a necessidade de menor quantidade de soluo regenerante. H2SO4 + 2 R-OH 2 R-SO42- + 2 H2O (13) HCl +R-OH R-Cl- +H2O(14) HNO3 + 2 R-OH R-NO3- +H2O(15) Resina Aninica Fracamente Bsica: A.f.B Estasresinassremovemnionsfortes,taiscomosulfato,cloretoenitrato,no removendo nions fracos, como os bicarbonatos e silicatos. H2SO4 + 2 R-OH2 R-SO42- + 2 H2O(16) 25 HCl +R-OH R-Cl- +H2O(17) HNO3 + 2 R-OHR-NO3- +H2O(18) 2.3.7 Processos de Separao com Membranas Asmembranassomeiosfiltrantes,emgeralproduzidosapartirdemateriais polimricos, que apresentam poros de dimenses variadas. Estes poros so responsveis por todasaspropriedadesquetornamasmembranasteisemsuasdiversasaplicaes,tanto para separar partculas como para fracionar molculas de diferentes massas molares. Como barreiras seletivas, as membranas so capazes de promover separaes em sistemas onde os filtros comuns no so eficientes (DIAS, 2006). Osprocessosdeseparaocommembranasutilizamumacombinaodas propriedadesseletivasdasmembranaspolimricas(porosidade,distribuiodeporos,tipo de material) com a fora motrizaplicada ao processo (temperatura, presso, concentrao, potencialqumico)paraefetuaraseparao.Dentreosprincipaistiposdeprocessosde separaocommembranaspode-sedestacaramicrofiltrao,aultrafiltrao,a nanofiltrao,aosmoseinversa,aeletrodiliseeapervaporao.AFigura2.1mostraa capacidade de remoo de contaminantes em processos de filtrao com membranas e troca inica, em funo do tamanho da partcula. 26 Figura 2.1 - Processo de Separao com Membranas em Funo do Tamanho e Tipo de Contaminante removido. Fonte: www.tratamentoaguaefluentes.com.br 2.4Reuso de gua na Indstria Aindstriaumdosmaioresusuriosdeguas,principalmenteparaatendera demandasdeprocessos.Entretanto,oreusodeguanaindstriavariabastante,ena maioria das vezes, requer um tratamento adicional das guas residurias aps o tratamento secundrio,dependendodaaplicaoquesepretendedarguadereusoetambmda fontedeefluentesqueserutilizada.Emgeral,aprticadereusoumaalternativaque afeta o consumo, mas no a carga de contaminantes (BARBOSA, 2007). Oreusoindustrialpodeserrealizadoatravsdoaproveitamentodosefluentes produzidosnaprpriaindstria,comousemtratamentoprvio,oupelautilizaodos esgotos tratados provenientes das estaes de tratamento das companhias de saneamento. A facilidadenaimplementaodoreusoestrelacionadaexistnciadeumaredeparalela paraoabastecimentodasindstrias.AconstruodeETEs(EstaesdeTratamentode Efluentes) nas proximidades das zonas industriais so aes fundamentais para viabilizar a Filtrao de Partculas 27 implementaodosprojetosdeabastecimentocomefluentetratado,tendoemvistaa reduo de custos para a construo de uma rede desde a ETE at o plo industrial. Noambienteindustrialexistemvriaspossibilidadesdeaplicaodereusode efluentestratados,taiscomo:guaderefrigerao,guadealimentaodecaldeiras,na construodeedificaes,nalavagemdegases,pisosepeas,enairrigaodereas verdes,entreoutras(MIERZWA&HESPANHOL,2005).Noitem2.4.1,apresentadoa seguir, sero comentados alguns casos de aplicaes de reuso de gua na indstria. Muitasvezes,noexistempadresdequalidadedeguaparaumaatividade industrial,oquepodedificultaraidentificaodeoportunidadesdereuso.necessrio, portanto,umestudomaisdetalhadodoprocessoindustrialparaacaracterizaoda qualidadedagua.Simultaneamente,precisorealizarumestudodetratabilidadedo efluente,paraquesejaestabelecidoumsistemadetratamentoqueproduzaguacom qualidade compatvel com o processo industrial considerado para o reuso. Emalgunscasos,aqualidadedaguadereusopodeserdefinidacombasenos requisitosexigidosporprocessosindustriaisjbemdifundidos(comoastorresde resfriamento),emqueaqualidademnimanecessriaconhecida,devidoasuaampla utilizao em atividades industriais. 2.4.1Casos de Aplicaes bem Sucedidas de Reuso de gua A seguir sero apresentados alguns exemplos na indstria nacional e internacional de aplicaes bem sucedidas da implantao de sistemas de reuso de gua. Umadasmaioresfabricantesdefogesdomundo,aGeneralEletricDako Apliances, vem investindo em gesto ambiental na unidade de Campinas (SP), baseado no reaproveitamentode3,5milm3deguapormsematividadesquenoexigemgua potvel (descargas em bacias sanitrias, irrigao de jardins e parte do processo industrial). O programa resultou, no perodo de 1999 a 2001, em um ganho de 5% em produtividade e reduodedesperdcios.AeconomiaobtidacomessamedidaultrapassaR$680mil/ano (FRANCO, 2007). Em Betim (MG), a empresa Fiat atingiu a marca de reaproveitamento de 92% dos 1,5bilhesdelitrosdeguausadoscontinuamentenaproduo.Comisso,aempresa economiza a compra mensal de 1,3 bilhes de litros de gua (FRANCO, 2007). 28 DuastorresderesfriamentodausinaCurtisStantonEnergyCenter,emOrlando (EUA),usammaisde30.240m3/diadeguarecicladapararesfriarascaldeiras.Ausina recebeguareutilizadaaltamentedesinfetadadaestaodomsticadetratamentode Orange County, em Orlando (www.dep.state.fl.us). A empresa McIntosh, situada em Lakeland (EUA) reutiliza 20.000 m3/dia de gua paradiversasfinalidadesderefrigeraoemsuausina,recebendoguaaltamente desinfetada da Estao de Tratamento de Lakeland (www.dep.state.fl.us). ApsumestudodealternativasparaousoracionalereusodaguanaKodak Brasil,o potencial de reduo no consumo total foi estimado em 14,5%, enquanto o ganho de produtividade foi estimado em 76 horas por ms (MIERZWA & HESPANHOL, 2005). NafbricadeTaubat(SP)daVolkswagen,osistemadereciclagemdegua recuperaereutiliza70%daguaconsumidaemsuasinstalaes,paraatividadescomo pintura, refrigerao e jardinagem. Com essa operao, a fbrica da companhia em Taubat deixou de consumir 70 mil metros cbicos de gua da rede pblica por ms, o equivalente ao consumo de 1.400 residncias. Comprocessoseprticasdegerenciamentodosrecursoshdricos,aNatura, situadaemCajamar(SP),obtmvriosbenefciosdeeconomia,eficinciae sustentabilidade. Em 2004, a empresa conseguiu uma reduo de 23% no consumo de gua por unidade vendida em relao a 2003. A reutilizao da gua aumentou de 29% em 2003 para39,5%em2004.Emjaneiroefevereirode2005,ovolumedereusosuperoueste ndiceealcanouamdiade50%.AETEtemexpandidosuacapacidadefsicapara atender ao crescimento da Natura. Hoje, a capacidade de tratamento de efluentes na ETE de 253 m3/dia. Ela serampliada para 340 m3/dia, o que deve suprir a demanda da empresa at 2008. O sistema de coleta de esgoto sanitrio vcuo representa grande economia para aempresa,umavezqueutilizaapenas2litrosdegua/descarga,contra20litros/descarga dosistemaconvencional.Aoutilizar2litrosdeguapordescarga,sotratados220m3 esgoto/dianaETE;usando20litrosdegua/descarga,seriamtratados1.200m3/dia (LOPES, 2006).APilkingtonBrasilfoiaprimeiraindstriavidreiradaAmricaLatinaa conquistaracertificaoambientalISO14001naUnidadeCaapava(SP)Fbricade vidros temperados, em 12/12/97, e tambm foi a primeira linha automotiva do grupo a obter 29 acertificao.Apartirdoestudodoreusodaguaem1997,aempresaobteveuma economia de 95% doconsumo de gua para usoindustrial com umganho final de 13.000 m3/ms de gua, proporcionando uma economia de R$ 35.000,00/ms. Houve tambm uma melhoria na qualidade do efluente industrial, j que a ETE opera 24 horas/dia e mesmo no caso de, eventualmente, a qualidade impedir o seureuso, o lanamento na rede de esgotos serefetuadoemcondiesmuitoabaixodoslimitesestabelecidospelalegislaoem vigor.NaETEsogeradoscercade20m3/ms(equivalentea8tdelododesaguado)de lodo midoricoem p de vidro queatualmenteso doados, mas com uma perspectiva de vendafutura,casoseobtenhaumamaiorremoodaumidadepresentenolodo.Os resultadosdainstalaodaETEedaimplementaodoprogramadereusoforam:maior vazo tratada; viabilizaruso domstico com oexcedente doefluente tratado; agregar gua dechuvavazodeguatratada;maiorconfiabilidadedoprocedimentoescrito; treinamentodosoperadoresemanutenoemseuposto;instrumentaodoprocessoena sadadaETA;maiorqualidadedoefluentetratado,permitindonovasaplicaesmais nobres; uso em lavagem de produtos e embalagens; possibilidade de potabilizar o efluente tratado (questo polmica); permitir desmineralizao (LOPES, 2006). A refinaria de Paulnia (SP) a maior refinaria do Sistema Petrobrs, responsvel pelo refino de 22% de todo o petrleo processado no Brasil. Aps serem adotadas medidas deutilizaoracionalereusodaguaapartirde2004,conseguiu-seumareduode lanamentodeefluentede350m/h.Osresultadosobtidoscomareduodoconsumoe conseqentereduodavazodeefluentenoseresumemaoaspectoquantitativo,mas tambmaoqualitativo,namedidaemquereduziravazodeefluenteimplicamelhores condies de tratabilidade em decorrncia do aumento do tempo de residncia hidrulica na estaodetratamentodeefluentes.Desde2002,asuaoutorga,queerade3.600m3/h, passoupara1.870m3/he,devidosmedidasdegerenciamento,para1.750m3/h, provocandoumaeconomiadeUS$30.000/ms.Umareduode350m/hnavazode efluentetraduz,comoequivalenteemtermosdecaptaodegua,umconsumomdiode 42.000cidados.Certamente,reduziroconsumodeguanomeramenteumaquesto econmico-financeira,masumdiferencialcompetitivoque,emfuturonotodistante, representar a prpria sobrevivncia da empresa (LOPES, 2006). 30 A Rhodia, indstria qumica instalada em Paulnia (SP), no ano de 2005 aumentou em 400 m3/h a sua produo de gua filtrada, deixando de captar 3.000 m3/h do rio Atibaia. Estareduofoiconseguidaatravsdeinvestimentosemtorresderesfriamento,devidoa problemasdeescassezdegua,principalmentenosmesesdejunhoasetembro,queso maiscrticos,enoaocustodagua.Ovolumedeguacaptadah5anoserade14.000 m3/h e hoje, com as modificaes nos processos, de 8.430 m3/h (LOPES, 2006). AMahle,metalrgicalocalizadaemMogi-Guau,em1998,comoprojetode reuso,conseguiuumareduode25%naguacaptada,10%noscustoseeliminaodo descarte.Partemaiordesuaguaretiradadecincopoosprofundos,equasenoh espao para perfurar mais poos na rea da empresa, pois estes precisam de uma distncia de 300 m um do outro. A soluo seria buscar gua da rede pblica (SAMAE), mas o custo aumentaria.Portanto,amedidamaissensatafoioreusodagua,eassimconseguiram equilibraroscustosenosobrecarregaraSAMAE,queabastecetambmacidadede Mogi-Guau.Aimplementaodeumsistemadereusodoefluentecondensadodosdois sistemasderefrigeraoparaadiluiodoleosolvel,fechandoocircuitodeguados fornos teve como resultados: Reduodoconsumode97.000L/anodeguausadanadiluiodoleo solvel,querepresentaumareduode13,5%nacaptaototaldeguada planta,estimada em 720.000 L/ano; Reduoestimadaem77.600L/anonavazodeefluenteoleosoparaaETE, quepossibilitouumareduodecustonotratamentodeefluentesdeR$ 2.430,00/ ano (LOPES, 2006). Trsindstrias(galvanizaodearames,bebidaserefinodeacar)foram analisadasemBulawayo,Zimbabwe,afimdeseidentificarpotenciaisoportunidadesde processosemcircuitofechado,parareduzireminimizarsubstancialmenteademandade recursoshdricose,conseqentemente,odesperdciodefontesfinitasdeguapotvel (GUMBOetal.,2003).Osresultadosmostraramquenaindstriadegalvanizaofoi possveleconomizarat17%daguaatravsdoreciclodeguaquentedetmperaem circuitos de refrigerao. A indstria pdeeliminar, por substituio, o uso de substncias txicascomochumboecloretodeamnia,almdereduzirousodecidoclordricopela metade, atravs da introduo de uma cmara de aquecimento por induo em um ponto do 31 processo.Esseprocessodegalvanizaorecomendadoporreduziraexposiodos trabalhadoresaessassubstnciasesuadescarganoesgotopblico.Oprocessotambm utiliza 50% a menos de energia que o processo convencional. A indstria de bebidas consumia uma grande quantidade de gua. A gua era pr-tratada previamente para atender os requisitos da qualidade exigida pela produo antes de serusadanoprocesso.Hdiversasoportunidadesdeseminimizarodesperdciodegua nesseponto.Basicamenteaguatratadaporumprocessodefloculaoefiltraocom trs tipos de filtro (areia, carbono e filtro polidor). A gua de contra-lavagem era descartada narededeesgoto.Atravsdaimplantaodeumsistemadereusoemcascatadaguade contra-lavagemdosfiltrosemutilidadesquedemandammenorqualidadecomo,por exemplo, lavagem de pisos, pde-se verificar uma economia de aproximadamente 5% (3,5 para3,3m3/m3 bebida),oquenoconfereumaeconomiatosignificativa.Entretanto,no estudo foi realizado um levantamento de possibilidades de economia de gua e emisso de efluentes na fbrica (GUMBO et al., 2003). Umsistemadereciclodeguaconsistindoemflotao,filtraoenanofiltrao (NF) foi desenvolvido e implementado para reuso de gua em uma indstria de bebidas em Tquio(MIYAKIetal.,2000).Essafbrica,queproduzbebidascarbonatadaseno-carbonatadas,usaguapotvelemabundnciaparaalavagemdegarrafaselatas,assim como gua de resfriamento para o processo de desinfeco. A NF foi aplicada com o intuito deremovercompostosorgnicossolveisdosefluentes,sendocapazderemoverat70% daDQOe40%dosslidossuspensosvolteis.Oempregodananofiltraopara recuperao de efluentes permitiu uma reutilizao de 2450 m3/dia, considerando custos de investimentoeoperao.ATabela2.2comparaosresultadostcnicoseeconmicosda implantao do sistema de reuso. 32 Tabela 2.2 - Comparao de dados antes e aps a implantao do sistema de reuso. Antes Depois gua m3/dia Captada3.6001.650 Efluente3.3501.400 Recuperada6402.450 Custos, US $/d: gua de utilidadesa16.2507,45 Drenagem e recuperao50.000150.000 Total16.7989,12 aValor do m3 de gua para indstria = 4,5 US $/m Fonte: MIYAKI et al. (2000). Emumcomplexoindustrial,localizadoemBursa(Turquia),commaisde200 indstrias de diferentes setores (txtil, automotivo, siderrgico, de plsticos e de alimentos), o efluente tratado em um sistema de lodos ativados e atinge os padres de descarga locais, porm o efluente descartado sem nenhuma considerao em relao a reuso. SOLMAZ et al. (2007) avaliaram os processos de precipitao qumica (com NaOH e Ca(OH)2) e troca inicanotratamentodoefluentegeradonocomplexo,visandoaoreusocomoguade processo.OstestescomCa(OH)2empH=11apresentarammaioreficinciaderemoo paraSlidosDissolvidosTotais(SDT),DQO,Feecoeficientedeabsoro(SAC)a436, 525 e 626 nm, com valores de 96%, 27%, 94%, 75%, 88% e 90%, respectivamente. Aps a precipitaoqumicacomCa(OH)2,oefluenteeraneutralizadoepassavaporresinasde trocainica,obtendo-semelhoresresultados,especialmenteemtermosdeSDTe condutividade(remoesde100%e99%,respectivamente).ATabela2.3apresentaas caractersticas da gua de processo e os resultados obtidos aps cada tratamento. 33 Tabela 2.3 Qualidade do efluente aps cada estgio de tratamento e caractersticas da gua de processo. Parmetros Efluente Bruto Aps pptao com Ca(OH)2 Aps Resina TILimites Caracterizao gua de processo pH7,5 0,37,5 0,16,8 0,36 96 9 DQO, mg/L131 1896 2534 640050 SST, mg/L75 132,7 1,202000 Fe, mg/L3,5 0,30,2 0,10,05100,1 SDT, mg/L1884 801915 21543 5-50 Alcalinidade, mg/L513 3532 4,72,3 0,6-100 Dureza, mg/L293 9264 450-10 Sulfato, mg/L244 45550 19040,9 12,5-250 Cloreto, mg/L1281 1901270 18022,7 6,7-150 Condutividade, S/cm3803 2733590 31119,1 6,0-100 SAC 436, 1/m9,6 3,32,4 0,80,2 0,1-7 SAC 525, 1/m8,3 2,91,0 0,50,2 0,1-5 SAC 620, 1/m4,2 1,30,4 0,20-3 Fonte: SOLMAZ et al. (2007). TratamentosavanadoscomooprocessodeoxidaocomreagenteFenton(FP), coagulao com policloreto de alumnio (PAC) e troca de ons foram aplicados no efluente destemesmocomplexoindustrialafimdeseavaliarapossibilidadedereusoemuma indstriatxtil(SOLMAZetal.,2007).OprocessoFentonfoiefetuadotemperatura ambiente(18a22C)usandodosagensconstantesdeFeSO4eH2O2,evariando-seos valoresdepHparasedeterminaracondiodemelhorremoodecoreDQO.Na coagulao,apsoprocessoFenton,foramutilizadosPACepolmeroaninicoPraestol A3010LTR (Stockhansen, Alemanha) (1% m/m) como coagulante e auxiliar de coagulao. O efluente obtido da coagulao com PAC foi bombeado atravs de colunas com resinas de trocacatinica(LewatitMonoPlusS100)eaninica(LewatitMonoPlusM600) empacotadassobdiferentescombinaes.Osresultadosobtidosnesseestudoso apresentados na Tabela 2.4. Do processo Fenton para a coagulao com PAC e a troca inica, as eficincias de remoodeslidossuspensoseDQOaumentaramconsideravelmente,enquantoos coeficientesdeabsoroa436,525e620nm(SAC-indicativosdacorpresenteno 34 efluente)foramreduzidos.Oefluentefinalapresentavavaloresinferioresaoslimites exigidos na gua de processo para todos os parmetros avaliados. Tabela 2.4 - Caractersticas da gua de processo e variao da qualidade da gua aps cada etapa do tratamento.ParmetrosEfluente Bruto Processo FENTON Coagulao com PAC Troca Inica* Caracterizao gua de processo pH7.5 0.38,0 0.18,0 0,18,1 0.46 9 DQO (mg/L)131 1893 2485 2441 650 SST (mg/L)75 1329 55 200 Fe (mg/L)3,5 0,34,3 0,50,3 0,20,050,1 SDT (mg/L)1885 801947 5802281 34130 450 Alcalinidade (mg/L)513 35-330 230100 Dureza (mg/L)293 93-240 464 110 Sulfato (mg/L)244 45-420 8075 9250 Cloretos (mg/L)1282 190-1270 17990 17150 Condutividade (S/cm)3803 2734480 3504535 33049 8100 SAC 436 nm/m9,6 3,37,2 2,76,1 2,50,2 0,17 525 nm/m8,3 2,94,9 2,04,3 1,90,1 0,15 620 nm/m4,2 1,31,6 1,01,2 0,80,13 Fonte: SOLMAZ et al. (2007)* resultados com mistura catinica:aninica = 1:1. Pawlowsky(2003)avaliouquatroprocessosdetratamentoparamelhorara qualidadedaguadoefluentedaETEdeumaindstriadecaf.AETEeraformadapelo processodelodosativadoscomaeraoprolongadaeclarificaousandoaflotao,para reutilizao da gua em caldeiras, condensadores, refrigerao, lavagens em geral, irrigao epaisagismo.NoefluentefinaldaETEforamaplicadososprocessosdeadsorocom carvoativado,separaopormembranas,coagulao/floculaocompolieletrlitose oxidao com oznio para, finalmente, definir qual deles apresentaria melhor desempenho. A Tabela 2.5 compara os resultados obtidos em cada tratamento estudado, mostrando que o efluente tratado pelo processo de adsoro foi o mais eficiente. 35 Tabela 2.5 Comparativo dos resultados obtidos por parmetros para cada tratamento aplicado. Tecnologias Analisadas AdsoroNanofiltraoCoag./Floc.Oxidao Parmetrosentrada ( * )sada ( * )sada ( * )sada ( * )Sada ( * ) Temperatura (C)22,522,55022,522,5 pH5,36,85,67,03,8 Cor (Hazen)127,523,023,070,0160,0 DQO (mg/L)104,536,038,0120,0100,0 SST (mg/L)100,07,010,0sem anliseSem anlise Coliformes totais (UFC/mL)1300,01,00,0sem anlise0,0 coliformes fecais (NMP/100mL) 7,61,00,0sem anlise0,0 Fonte: Pawlowski (2003) ( * ) Valores mdios das vrias anlises realizadas; 2.4.2Reuso de gua na Indstria de Refrigerantes Naindstriaalimentciaedebebidas,correntesdeguadeprocessocontendo diferentesnveisdecontaminaosocombinadaseencaminhadasatostanquesde mistura e de equalizao, de onde, posteriormente, seguem para tratamentos biolgicos. No estudorealizadoporBlocheretal.(2002)podesemostrarqueotratamentodecorrentes isoladasdeefluente,advindasdepontosdistintosdoprocesso,resultaemmaiores benefcios,enquantoproblemasrelacionadosaotratamentobiolgicopodemser minimizados ou at eliminados. Por exemplo, testes mostraram que produtos puderam ser recuperados de gua de pr-rinseraltamentecontaminada,eaguapotvelpdeserproduzidadoprocessode misturadeguas.Ospassosdosprocessosparasealcanaressaqualidadepodemser resumidos da seguinte forma: Pr-tratamentopararemoverslidossuspensostotais,excessodeimpurezas orgnicas e slidos grosseiros; Microfiltrao integrada a processo biolgico para reuso de gua e remoo de leo; Filtraocommembranapararemoverinorgnicosdissolvidosresiduaise impurezas orgnicas (dois estgios de nanofiltrao); 36 DesinfecocomUVparaassegurarqueaguatratadaatingirospadres bacteriolgicos para o consumo direto (ingesto). ATabela2.6sumarizaosresultadosobtidosapscadaumdessespassose compara os padres de potabilidade de acordo com German Drinking Water Act1. Tabela 2.6 Parmetros de qualidade da gua do processo comparados com os padres estabelecidos pela German DWA.Parmetros gua de processo Separao de slidos Efluente do MBR 2 Estgios de NF Limites de contaminantes de acordo com o DWA pH 7,0 - 9,57,0 9,57,8 - 9,06,9 - 8,36,5 - 9,5 SST, g/L 1,0 7,31,0 7,3--- Condutividade,S/cm --2320 - 430027 - 14202000 Na+, mg/L --839 - 16709 - 128150 Cl- , mg/L --35 - 681,2 - 9250 DQO, mg/L 1800 - 66001800 660050 - 400< 5- COT, mg/L 340 1800340 180028 - 100< 24 Bactrias Totais (UFC***/mL; 37C) --10 - 105 35100 E. coli/ 100 mL t.p.p.*t.p.p.-a.n.d.**a.n.d. Streptococci fecais / 100 mL t.p.p.t.p.p.-a.n.d.a.n.d. Anaerbios formadores de esporos, redutores de sulfito / 20 mL t.p.p.a.n.d.a.n.d.a.n.d.- Fonte: BLOCHER et al. (2002). * t.p.p.: teste de presena positiva ** a.n.d.:abaixo do nvel de deteco ***UFC: Unidades Formadoras de Colnias Umprocessointegradodebiorreatorcomnanofiltraoedesinfecopor membranas foi desenvolvido para produzir gua potvel atravs do tratamento de efluentes de empresas de bebidasde pequeno emdio porte (BLOCHER et al., 2002).Foi utilizado umbiorreatordemembrana(MBR)combinadocomumestgiodenanofiltraoe desinfeco com UV. No processo MBR, a remoo de DQO alcanou mais de 95%. Apsananofiltrao,parmetrosqumicosebacteriolgicosdaguatratadajseencontraram dentro dos limites da DWA (German Drinking Water Act). Assim, a gua tratada pde ser utilizadaparavriospropsitos,comoabastecimentodecaldeiras,guademake-up, fluidoderefrigerao,etc.Atravsdaotimizaodeambososestgiosdetratamento,foi 37 possvelumarecuperaode80%.Assumindoumpotencialdereusode5m3/h,essa economiagirouemtornode90.000euros/ano.ATabela2.7apresentaosparmetrosde qualidade da gua durante os estgios do processo comparados aos padres de acordo com a German DWA. Tabela 2.7 Qualidade da gua nos estgios do processo comparados aos padres de gua potvel na Alemanha. Parmetros gua de processo Separao de slidos Efluente do MBR 2 Estgios de NF Limites de contaminates de acordo com o DWA pH 7,0 9,57,0 9,57,8 9,06,9 8,36,5 9,5 SST, g/l 1,0 7,31,0 7,3--- Condutividade, S/cm --2320 - 430027 - 14202000 Na+, mg/l --839 - 16709 - 128150 Cl- , mg/l --35 - 681,2 - 9250 DQO, mg/l 1800 - 66001200 610050 - 400< 5- COT, mg/l 340 1800-28 - 100< 24 Bactrias Totais (UFC***/ml; 37C) --10 - 105 35100 Coliformes Fecais / 100 ml t.p.p.*t.p.p.-a.n.d.**a.n.d. Streptococci fecais / 100 ml t.p.p.t.p.p.-a.n.d.a.n.d. Anaerbios formadores de esporos, redutores de sulfito / 20 ml a.n.d.a.n.d.-a.n.d.a.n.d. Fonte: BLOCHER et al. (2002). * t.p.p.: teste de presena positiva ** a.n.d.:abaixo do nvel de deteco ***UFC: Unidades Formadoras de Colnias No trabalho de Holden (1998), foram examinados aspectos tcnicos da tecnologia demembranasaplicadasaindstriadebebidas.FoiinstaladonaWellsSoftDrinks,em Northampton(Inglaterra),umsistemahbridodemembranas-umacombinaode ultrafiltrao e osmose inversa, com membranas na configurao espiral.Oprocessoconvencionaldetratamentodeguanestaindstriadebebidasera constitudo de filtros presso, troca de ons e radiao ultravioleta, para remover slidos, alcalinidadeeefetuardesinfeco,respectivamente.Anovaestaodetratamentocom membranas foi capaz de tratar at 100 m3/h de gua captada do processo.

1 rgo que estabelece os padres de potabilidade da gua na Alemanha. 38 Aguacaptadaerafiltradaepartedofluxodirecionadoparaasmembranasde ultrafiltrao, enquanto o restante era bombeado para o sistema de osmose inversa. A gua tratada na ultrafiltrao era misturada da osmose inversa, atingindo esta mistura o padro mnimode30mgCaCO3/L.Essaguapassavaimediatamenteporumprocessode desinfeco com radiao ultravioleta, para alimentar prioritariamente as linhas de processo subseqentes.Dopontodevistatcnico,oprocessodedesinfecocomUVno realmentenecessrio,umavezqueasmembranasremovemtodososmicrorganismos.De toda forma, ele foi instalado apenas por questes de segurana de alimentos. Os dois estgios de tratamento permitem s membranas de ultrafiltrao retirarem quaisquerslidossuspensosemicrorganismosdaguabruta.Aosmoseinversaremove contaminantesesaisdissolvidos.Amisturadasduascorrentestratadasresultaemuma gua desinfetada com alta qualidade para o processo. Os resultados obtidos com o sistema hbrido de membranas so apresentados na Tabela 2.8 a seguir. Tabela 2.8 Propriedades da gua antes e aps o tratamento com membranas. Parmetrosgua bruta Permeado da osmose inversa Permeado da ultrafiltrao Mistura pH7,16,17,47 Condutividade,S/cm58328583102 Nitrato, mg N/l1,89< 0,51,920,58 Dureza total, mg CaCO3/l221422130 CO2 livre, mg/l 16,512,17,44,5 Alcalinidade, mg CaCO3/l 100710121 Cloreto, mg/l63< 46511 Sulfato, mg/l 120212216 Sdio, mg/l38,44,539,38,5 Clcio, mg/l72,40,773,89,8 COT, mg/l4,50,573,450,78 Fonte: HOLDEN (1998). Tendoemvistaasimilaridadedocaso(indstriadebebidas,comefluentese requisiesdequalidadedegua),otratamentopropostopareceatenderbemaalgumas necessidadesdetratamentodoefluenteaserreusado.Contudo,necessriorealizaruma anlise econmica para se avaliar tratamentos menos dispendiosos, que tambm atendam a essas exigncias. 39 2.4.3Reuso de gua em Torres de Resfriamento Atransfernciadecalortambmseapresentacomoumaquestodiretamente ligadaaassuntosambientais.Hnecessidadedeclculoscomintuitosmitigatriose pesquisa contnua para se obter uma maior eficincia de equipamentos. Especificamente, o cuidadocomaguaenvolvidaemqualquerprocessoentrpico,deveserconsiderado primordial ante qualquer projeto e assim seguir padres legislativos.Como os sistemas de resfriamento de gua utilizam resfriadores evaporativos, tm comocaractersticaprincipalaevaporaoparcialdaprpriaguaderecirculao.Tal fenmenofazcomqueaumenteaconcentraodossaisdissolvidosnaguaque,aliadaa outrosfatores,provocamincrustaesecorrosodosdiversoscomponentesdainstalao. Asincrustaesprejudicamatrocadecalor,baixamaeficinciadoprocessoepemem riscos diversos componentes do conjunto. De acordo com Metcalf & Eddy (2003), normalmente so encontrados quatro tipos de problemas relacionados qualidade da gua em operaes de torres de resfriamento. So eles as incrustaes,a corrosometlica, o crescimento biolgico ea formao defouling em trocadores de calor e condensadores.Asincrustaesestorelacionadasformaodedepsitossalinosdevidoa precipitaes de sais, quando estes atingem concentraes tais que ultrapassam o limitede solubilidade.Asincrustaesderivadasdoelementoqumicoclcio(carbonato,sulfatoe fosfatodeclcio)soaprincipalcausadosproblemasdeincrustaesemtorresde resfriamento.Omagnsioemformadecarbonatoefosfatotambmpodeacarretar problemas.Depsitosdeslicasoparticularmentedifceisderemoverdassuperfciesde trocadoresdecalor;noentanto,amaioriadasguasresiduriascontmquantidades relativamentepequenasdeslica.Areduodopotencialincrustantedosefluentes alcanada controlando-se a formao de fosfato de clcio, que o primeiro sal de clcio a precipitar.Otratamentonormalmenterealizadoatravsdeprecipitaodofosfato.A trocainicaoutratecnologiausadaparareduziraformaodeincrustaesdeclcioe magnsio.Masestatcnicacomparativamentecara,limitandoseuuso(METCALF& EDDY, 2003). 40 Metcalf & Eddy (2003) citam que em sistemas de refrigerao, a corroso metlica pode ocorrer quando criado um potencial eltrico entre superfcies metlicas diferentes. A cluladecorrosoconsisteemumanodo,ondeocorreaoxidaodometal,eumcatodo, ondeaconteceareduodeoutrometal.Aqualidadedaguaafetadeformaacentuadaa corrosometlica.Contaminantescomoslidosdissolvidostotais(SDT)aumentama condutividade eltrica da soluo, acelerando as reaes de corroso. O oxignio dissolvido ecertosmetaiscomomangans,ferroealumniopromovemcorrosoatravsdeseus potenciaisdeoxidaorelativamentealtos.Opotencialdecorrosodeguasde refrigerao pode ser controlado atravs de inibidores qumicos de corroso. Deve-se levar em considerao que os critrios para o uso de produtos qumicos no controle de corroso emguasrecuperadassomuitomaioresdoqueemguadoce,porqueaconcentraode SDT de duas a cinco vezes maior em efluentes.Segundo Buecker (1997), ligas decobre formamumacamada de xido cprico e esta camada tende a proteger a base do metal da corroso. As ligas de cobre podem sofrer corroso na presena de compostos que formam complexos ou se ligam com o cobre, sendo aamniaoprincipalcomplexantedocobre.Amniapodesetornarumproblemaquando esgoto tratado usado como gua de reposio em sistemas de resfriamento.Outroagentecorrosivoproblemticoosulfeto,ligasdecobrenodevemser usadasparaconduzirguasquecontmsulfeto(BUECKER,1997).Osulfetopromove corrosoativadeduasmaneiras:porsercido,causaataqueporpHbaixo;emsegundo lugar responsvel pela formao de sulfeto de ferro, que catdico com relao ao ferro e conduz corroso galvnica (DREW, 1979). Oambientemornoemidoexistentedentrodastorresderesfriamento proporcionaumambienteidealparapromoverocrescimentobiolgico.Nutrientes orgnicos,comoonitrognioeofsforo,encontradosemefluentesfavorecemo crescimentodemicrorganismosquepodemsedepositaremsuperfciesdetrocadoresde calor inibindo sua eficincia e o fluxo de gua.Outro problema relacionado presena de microrganismosnaguaderesfriamentoquecertasespciespodemcriarsubprodutos corrosivosdurantesuafasedecrescimento.Ocontroledocrescimentobiolgicopodeser feito atravs da adio de biocidas, cido para o controle do pH e inibidores de incrustaes e materiais biolgicos.41 Outro ponto que deve ser levado em considerao quando se usa gua recuperada pararesfriamentoaproteodasadedetrabalhadoresenvolvidoscomestes equipamentos e da vizinhana prximas instalaes. Normalmente os critrios utilizados paraaguadereusosoestudadoscasoacaso,apesardestescritriosseremsemelhantes aos usados em gua de reuso para irrigao de culturas comestveis (METCALF & EDDY, 2003).Atorrederesfriamentofonteidealparaintroduodeagentescausadoresde deposioporatuarcomoumeficientefiltrodear.guamorna,aerao,nutrienteseluz dosoltambmtransformamatorrederesfriamentoemumeficientebiorreator.Ofouling refere-se ao processo de acmulo e crescimento de depsitos orgnicos ou inorgnicos em diversostiposdesistemasdetorresderesfriamentocomrecirculao.Estesdepsitosso crescimentosbiolgicos,deslidossuspensos,delodo,deprodutosdecorrosoe elementosinorgnicos.Oresultadodestesacmulosainibiodatransfernciadecalor em trocadores de calor. O controle do fouling alcanado atravs da adio de dispersantes qumicosqueimpedemqueaspartculasseagreguemeconseqentementedepositem.A coagulaoqumicaeosprocessosdefiltraorequeridospararemoodefsforoso efetivosnareduodaconcentraodecontaminantesquecontribuemparaofouling (METCALF & EDDY, 2003). A Tabela 2.9 apresenta valores mximos de qualidade de gua recomendados pela literatura para reposio em sistemas de resfriamento abertos, com recirculao 42 Tabela 2.9 Requisitos para gua de abastecimento da circulao em torres de resfriamento. Parmetros Mancuso &Santos (2003) Mierzwa (2002) Metcalf&Eddy (2003) Eble & Feathers (1992)Na indstria deste estudo Alcalinidade total350350350****600 Alumnio0,10,10,1******** Bicarbonatos242424******** Clcio5050501500**** Cloretos5005005005000300 COT************200**** DBO2525************ DQO757575200**** Dureza650650650****300 Ferro0,50,50,5 5 a 103 Fosfatos44********5 a 25 Hidrocarbonetos************0 / 50**** Magnsio0,50,5****50 a 1000**** Mangans0,50,50,51,0**** Surfactantes 1****1******** Nitrognio amoniacal11****20 a 40**** pH8,0 a 9,06,9 a 9,0****7 a 97 - 8,5 SDT50050050096002500 Slica505050300180 SST10010010040 a 200 **** Sulfatos200200200 5000**** Sulfetos************10**** Turbidez (NTU)5050************ Todos os valores so expressos em mg/L, salvo quando indicado. ATabela2.10apresentaosparmetroseseusprincipaisefeitosnossistemasde torres de resfriamento. 43 Tabela 2.10 - Parmetros de controle para gua de reposio em torres de resfriamento e seus respectivos efeitos. PARMETROS EFEITO CloretosCorroso SDTCorroso, Incrustao, Deposio DurezaIncrustao AlcalinidadeIncrustao pHCorroso, Incrustao DQODeposio microbiolgica SSTDeposio TurbidezDeposio DBODeposio microbiolgica MBASDeposio Nitrognio amoniacalDeposio microbiolgica FosfatosIncrustao SlicaIncrustao AlumnioIncrustao, Deposio FerroIncrustao, Deposio MangansCorroso, Incrustao ClcioIncrustao MagnsioIncrustao BicarbonatosIncrustao SulfatosCorroso, Incrustao SulfetosCorroso Cloro residual livreCorroso COTDeposio microbiolgica Hidrocarbonetos TotaisDeposio, Deposio microbiolgica Fonte: Adaptado de BUECKER (1997), NALCO (1988), DI BERNARDO et al. (2002),EBLE & FEATHERS, 1992 apud PEREZ, 2003. 2.4.4Reuso de gua em Caldeiras Umaoperaobastantecomumnaindstriaageraodevapor,usualmente utilizadoparaaproduodetrabalhomecnicoemturbinas(vaporsuperaquecido)ouem processosdeaquecimento,nosquaisseempregaovaporsaturado.Aqualidadedovapor nessasoperaesfundamental,sendodependentedeumcorretodimensionamentodas linhasdedistribuio,purgadores,vlvulas,acessriose,principalmente,deumaboa qualidade da gua utilizada para gerar este vapor.Como as caldeiras so de grande importncia para as indstrias que necessitam de vapor, o processo de corroso deve ser controlado e evitado ao mximo. Dessa forma, so 44 necessriosocontroleetratamentodaguautilizadaemcaldeiras.Algunsproblemas recorrentes em caldeiras so: Corroso cida generalizada: recorrente nas superfcies internas das caldeiras, resultante do uso de guas com baixos valores de pH; Corrosoporoxignio:geradapelousodeguaaerada(remoodeoxignio incompleta),causandoaformaodepequenasreasandicasjuntoagrandesreas catdicas; Corroso Galvnica: diferentes metais podem ser conduzidos para o interior da caldeira, causando corroso quando ionizados, complexados pela ao da amnia e/ou no estado particulado; CorrosoporcidoSulfdrico:areaodegssulfdricocomguaproduzcido sulfdrico,quepodevirasecombinarcomdiferentesmetaisformandoossulfetos metlicos correspondentes; Corrosocidalocalizada:concentraodesaiscidosoudecloretosdissolvidosna guadacaldeirapodelevaraelevadosteoresdosmesmosnaguadacaldeira, concentrando-se em altos nveis sob depsitos ou fendas em meio aerado, e produzindo reas de baixo pH. Por se tratarem de equipamentos operados a alta temperatura e presso, de suma importnciaobomusodoequipamentoparaseevitarproblemasquepodemgerarbaixo rendimentodacaldeira,diminuiodevidatil,paradasindesejadas,desperdciodegua ou at mesmo acidentes em casos mais extremos.Os seguintes tratamentos so usualmente praticados para o pr-tratamento da gua decaldeiras:abrandamento,desmineralizao,desarenaoeosmoseinversa.ATabela 2.11 apresenta padres de qualidade de gua recomendados pela literatura para alimentao de caldeiras a baixa presso. 45 Tabela 2.11 Padres de qualidade de gua recomendados para alimentao e circulao em caldeiras a baixa presso (0 300 psig).

Macedo (2001) Crook (1996)Na indstria deste estudo Lenntech (1991) Parmetros gua de alimentaogua da caldeira gua de caldeira gua de caldeira gua de alimentao gua de caldeira Alcalinidade Total ***360350700***350 Alumnio ******5********* Cloretos ********* 120 ****** Cobre < 0,05***0,5***0,05*** Compostos Orgnicos ******1********* Condutividade (S/cm) ***1100 a 5400*********3500 DQO ******50****** Dureza total < 0,3***35000,3*** Ferro < 0,1******30,1*** leos e graxas