MELHORIA DA QUALIDADE DA GUA TRATADA E AUMENTO DA CAPACIDADE DE ETAS ATRAVS DA ESCOLHA ADEQUADA DE COAGULANTES E AUXILIARES, EM GUAS COM ALCALINIDADE ALTA.

VII Seminrio Estadual sobre Saneamento e Meio Ambiente

II-05 - UMA NOVA GERAO DE EDIFCIOS VERDES COM RESO DE GUAS CINZA EM VITRIA (ES)

Ricardo Franci Gonalves1Engenheiro Civil e Sanitarista UERJ (1984), Ps-graduado em Enga de Sade Pblica - ENSP/RJ (1985), DEA - Cincias do Meio Ambiente - Univ. Paris XII, ENGREF, ENPC, Paris (1990), Doutor em Engenharia do Tratamento e Depurao de gua INSA de Toulouse, Frana (1993), Prof. Adjunto do DEA e do PMEA UFESGiovana Martinelli da SilvaEngenheira Civil formada pela Universidade Federal do Esprito Santo (UFES). Mestre em Engenharia Ambiental pela UFES em 2005. Engenheira da Fluir Engenharia Ambiental.Renate WankeEngenheira Civil formada pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Especializada em Engenharia do Meio Ambiente na Universidade Federal do Esprito Santo em 2001. Mestre em Engenharia Ambiental pela UFES em 2005. Engenheira da Fluir Engenharia Ambiental.Endereo1: DEA Departamento de Engenharia Ambiental CT/ UFES, Av. Fernando Ferrari, Agncia FCAA, Goiabeiras - Vitria (ES) - CEP.: 29060-970 - Brasil Tel: (27) 3335.2857 / 2860 / 2165 - e-mail: franci@npd.ufes.brRESUMO

Uma nova gerao de edifcios surge nos mercados dos pases industrializados. Trata-se dos green buildings ou dos edifcios verdes, cujas caractersticas ecologicamente corretas chamam cada vez mais a ateno das pessoas que se preocupam com o aquecimento global. Hoje existem cerca de 700 edifcios verdes reconhecidos pela nica certificao aceita internacionalmente, a LEED (sigla em ingls de Liderana em Energia e Design Ambiental) em pases como Estados Unidos, Inglaterra e ndia. A implantao deste tipo de edificao se propaga em vrias regies do planeta, sendo que mais de 2000 unidades encontram-se em fase de construo nos EUA. No Brasil, apenas o edifcio de uma agncia do banco ABN Amro Real segue as recomendaes LEED, inaugurada em janeiro de 2007 na Grande So Paulo. A conservao de gua na nova gerao de edifcios verdes compreende o uso racional da gua, que pressupe o uso eficiente, e o uso de fontes alternativas de gua. Nesse contexto, as fontes alternativas de gua e o reso de gua na escala das residncias so opes que despertam o maior interesse, considerando-se a importncia deste componente de consumo em reas densamente urbanizadas. Baseadas nesses conceitos, novas edificaes comeam a ser implantadas em 2006 no Municpio de Vitria, aparelhadas com sistemas hidro-sanitrios capazes de realizar o reso de guas cinza. A principal etapa componente do sistema de reso a estao de tratamento de guas cinza (ETAC), que nos casos citados constituda por uma tecnologia cujo desenvolvimento foi iniciado no Esprito Santo. Um novo conceito de edificaes torna-se realidade. Os primeiros edifcios verdes com sistema de reso de guas cinza nos Estados do ES e RJ. As principais vantagens deste sistema so: menor emisso de poluentes, reduo de 30% do consumo de gua potvel e importncia ambiental do uso racional de gua do planeta.

PALAVRAS-CHAVE: guas cinza; reso pedial; edifcios verdes; LEED; tratamento biolgico.INTRODUO

O consumo de gua residencial pode constituir mais da metade do consumo total de gua nas reas urbanas. Na regio metropolitana de So Paulo, o consumo de gua residencial corresponde a 84,4% do consumo total urbano (incluindo tambm o consumo em pequenas indstrias). Na cidade de Vitria, a porcentagem desse consumo bem similar, correspondendo a aproximadamente 85% desse total (dados da CESAN de 2002 e 2003) (RODRIGUES, 2005). Portanto, evidente que, do ponto de vista estratgico, atuar no controle da demanda residencial de gua na Regio Metropolitana de Vitria a melhor alternativa para prorrogar o estresse hdrico que um dia vir. Por outro lado, uma tendncia ntida do setor da construo civil habitacional a construo de edifcios sustentveis, conceito decorrente da intensificao sobre o debate sobre o desenvolvimento sustentvel do planeta. Uma nova gerao de edifcios surge nos mercados dos pases industrializados, preocupadas em contribuir tanto para a melhoria da qualidade de vida do usurio final quanto para a qualidade do ambiente. Trata-se dos green buildings ou dos edifcios verdes, cujas caractersticas ecologicamente corretas chamam cada vez mais a ateno das pessoas que se preocupam com o aquecimento global. O maior cone dessa nova gerao de edifcios a futura sede do Bank of America, atualmente o maior edifcio em obras de Nova York, com 366 metros de altura, e que ficar pronto em 2008. Ele ser capaz de reaproveitar gua de chuva para irrigar jardins e abastecer os banheiros, e ser dotado de um sistema de reso de guas cinza para uso nas descargas sanitrias. Mictrios sem gua e equipamentos sanitrios economizadores sero instalados em todos os banheiros, objetivando racionalizar o uso da gua na edificao. Hoje existem cerca de 700 edifcios verdes reconhecidos pela nica certificao aceita internacionalmente, a LEED (sigla em ingls de Liderana em Energia e Design Ambiental) em pases como Estados Unidos, Inglaterra e ndia. A implantao deste tipo de edificao se propaga em vrias regies do planeta, sendo que mais de 2000 unidades encontram-se em fase de construo nos EUA. No Brasil, apenas o edifcio de uma agncia do banco ABN Amro Real segue as recomendaes LEED, inaugurada em janeiro de 2007 na Grande So Paulo. Outros trs prdios encontram-se em construo tambm em So Paulo, obedecendo aos critrios que atendem tais recomendaes. A conservao de gua na nova gerao de edifcios verdes compreende o uso racional da gua, que pressupe o uso eficiente, e o uso de fontes alternativas de gua. Para a efetiva reduo do consumo de gua, so prticas particularmente eficientes a eliminao ou a reduo extrema de gua potvel como meio de transporte para os dejetos humanos e, num segundo momento, sua substituio por guas menos nobres provenientes, por exemplo, de componentes no sanitrios da edificao. Solues que preservam a quantidade e a qualidade da gua passam necessariamente por uma reviso do uso da gua nas residncias, tendo como meta a reduo do consumo de gua potvel e, concomitantemente, da produo de guas residurias. Nesse contexto, as fontes alternativas de gua e o reso de gua na escala das residncias so opes que despertam o maior interesse, considerando-se a importncia deste componente de consumo em reas densamente urbanizadas. Nesse sentido, os primeiros municpios brasileiros j iniciaram a promulgao de legislao especfica, visando regulamentar a prtica do uso de fontes alternativas de gua em edificaes. Baseadas nesses conceitos, novas edificaes comeam a ser implantadas em 2006 no Municpio de Vitria, aparelhadas com sistemas hidro-sanitrios capazes de realizar o reso de guas cinza. A principal etapa componente do sistema de reso a estao de tratamento de guas cinza (ETAC), que nos casos citados constituda por uma tecnologia cujo desenvolvimento foi iniciado no Esprito Santo. As primeiras experincias de engenharia em escala real so abordadas nesse trabalho.

MATERIAIS E MTODOS

Estrutura dos edifcios com sistema de reso de guas cinza

Nas edificaes com reso, as guas cinza so as guas servidas que no possuem contribuio de efluentes de vasos sanitrios. a gua residuria proveniente do uso de lavatrios, chuveiros, banheiras, mquina de lavar roupa e tanques. Os edifcios verdes no consideram efluentes de pias de cozinhas como guas cinza, pois dificultam o tratamento e o reso destas guas. O sistema hidro-sanitrio concebido de forma a coletar as guas residurias segregadas em guas cinza e guas negras, e duas linhas independentes e exclusivas para o abastecimento de gua: uma de reso e a outra de gua potvel (Figuras 1 e 2). As guas cinza e as guas negras (provenientes dos vasos sanitrios) so coletadas por tubulaes distintas e conduzidas a tratamento diferenciados. Aps o tratamento necessrio um reservatrio inferior e outro superior para armazenagem e distribuio da gua de reso. Os reservatrios de gua de reso e gua potvel devem ser independentes, e se houver parede entre eles a mesma dever ser dupla. Deve ser previsto a reverso do sistema de reso para abastecimento com gua potvel. As guas negras ou fecais devero ser conduzidas rede pblica de esgoto sanitrio, caso no seja possvel, estas guas devero ser tratadas na prpria edificao antes do lanamento final. Denominam-se ETACs as Estaes de Tratamento de guas Cinza e ETEs as Estaes de Tratamento de Esgoto Sanitrio.

Figura 1 Esquema de concepo do projeto hdro-sanitrio em edifcios com reso de guas cinza

Figura 2 Sistema de reso de guas cinza: tubulaes e reservatrios independentes do sistema de abastecimento de gua potvel

Descrio da Estao de Tratamento de guas Cinza (ETAC)

A ETAC constitui-se em um processo biolgico de ltima gerao, capaz de realizar o tratamento de esgoto a nvel secundrio e desinfetado associando, em srie, reatores anaerbios e filtro biofiltro aerado submerso (FBAS), atingindo eficincia de remoo de matria orgnica superior a 90%. A Figura 3 apresenta as etapas e unidades que constituem a ETAC

Figura 3 Fluxograma da ETAC

As etapas do tratamento so:

Pr-tratamento: gradeamento fino de espaamento de 15,0mm, localizada na caixa reguladora de vazo na entrada da ETAC. No gradeamento ser retido todo o material grosseiro, como por exemplo: cotonetes, cabelos, restos de tecidos, plsticos, papel e outros.

Tratamento Anaerbio: Aps o gradeamento, o esgoto encaminhado por gravidade para o reator anaerbio. O RAC (Reator Anaerbio Compartimentado) composto por trs cmaras, sendo que na primeira e na segunda onde ocorre efetivamente a digesto da matria orgnica. A terceira cmara um decantador de alta taxa que tem a funo de separar as fases slida, lquida e gasosa do efluente. O tratamento primrio promove uma remoo mdia de matria orgnica (DBO5) da ordem de 70%. Como o objetivo reutilizar as guas cinza nas descargas sanitrias, faz-se necessria incluso de uma etapa de ps-tratamento para a remoo dos compostos orgnicos remanescentes no efluente anaerbio e do odor caracterstico desse tipo de efluente.

Tratamento Aerbio: O polimento do efluente do RAC realizado em um filtro biolgico aerado submerso (FBAS) seguido de decantao secundria. A principal funo a remoo de compostos orgnicos, contribuindo para uma eficincia global de remoo de DBO5 superior a 90%. O lodo de excesso ou biofilme de excesso produzido no FBAS liberado juntamente com o efluente, e no decantador secundrio (DEC) este material removido e recirculado rotineiramente a entrada da ETAC. No RAC o lodo de excesso digerido e adensando pela via anaerbia. Os FBAS no necessitam de lavagens sendo classificados como filtros autolavveis. A alimentao de ar fornecida por um compressor e distribudo uniformemente atravs de uma grelha localizada no fundo do reator.

Filtrao: O filtro tercirio (FT) uma unidade de clarificao do efluente do decantador secundrio. Sua finalidade a reteno de partculas de slidos que tenham passado pelos processos anteriores e assim garantir um efluente de alta qualidade. Periodicamente promovida a lavagem contracorrente do FT. A gua utilizada na lavagem a gua de reso tratada e depois descartada na tubulao de esgoto sanitrio.Desinfeco: Aps o filtro tercirio o efluente passar por um clorador de pastilhas (desinfeco por clorao), dispositivo flutuante, de simples operao e instalao, no requer energia eltrica para funcionar, utilizando a energia hidralica do sistema. A aplicao de cloro ser feita de forma gradativa na medida em que a pastilha se dissolve com a passagem do lquido a ser tratado. A composio da pastilha de cloro a base de hipoclorito de clcio. Gerenciamento do lodo de excesso: O lodo de excesso produzido no RAC (anaerbio + aerbio digerido) dever ser retirado uma vez a cada dois meses atravs de caminho limpa-fossa. Este material dever ser disposto em aterro sanitrio.

Biogs: A gerao de gs da ETAC concentra-se no RAC. O biogs coletado no reator composto principalmente de gs metano, vapor dgua e gs sulfdrico, sendo o ltimo o principal causador de problemas de mau cheiro caracterstico dos sistemas anaerbios, mesmo presente em baixas concentraes. Na ETAC o biogs coletado e canalizado at o ramal de ventilao predial.

Edifcios com sistema de reso de guas cinza e ETACEste trabalho apresenta-se trs empreendimentos com sistema de reso de guas cinza: uma edificao comercial no ramo de hotelaria (Comfort Sutes Maca/RJ) e duas residenciais (Ed. Luiz Nogueira e Ed. Royal Blue, ambos na Praia do Canto, Vitria/ES).

(a) Case 1: Comfort Sutes, Maca (RJ) - a primeira unidade da rede Atlntica Hotels Internacional no estado do Rio de Janeiro e o primeiro hotel da rede equipado com uma estao de reso de guas cinza. O empreendimento conta com 126 sutes com uma rea mdia unitria de 28m, 2 salas de convenes com rea de 80m cada, 2 restaurantes com capacidade para mais de 300 refeies/dia, rea de lazer na cobertura com piscina, fitness center, sauna vapor e sala de repouso. Neste empreendimento o sistema de reso de guas cinza (proveniente de lavatrios, chuveiros e banheiras) utilizado exclusivamente para descarga de vasos sanitrios. A implantao desse sistema teve como objetivo principal a diminuio da emisso de poluentes ao meio ambiente e a reduo do consumo de gua potvel no hotel. Para que isso fosse possvel, todo o sistema hidro-sanitrio foi concebido com a segregao das guas residurias (gua cinza e guas fecais) e abastecido com rede dupla de gua (potvel e de reso). A ETAC resultado da combinao de processos biolgicos anaerbioaerbio de alta taxa, sendo constitudo de reator anaerbio compartimentado (RAC) associado a filtro biolgico aerado submerso (FBAS) (Figura 3). O polimento do efluente realizado em um filtro tercirio de tela e a desinfeco com pastilha de cloro no prprio reservatrio de reso. Aps o tratamento a gua de reso bombeada para um reservatrio especfico e utilizada nas descargas sanitrias, resultando em menor consumo de gua potvel e reduo no lanamento de guas residurias. O filtro tercirio de tela lavado diariamente por um sistema automatizado. A lavagem realizada com insero de fluxos de gua e ar contracorrente (ascendente) por um perodo de 20 minutos. Os motores e equipamentos que compem a ETAC so: 1 compressor de ar de 1 CV, 2 bombas centrfugas de CV cada e um rotmetro de fluxo de ar. O sistema composto de painel eltrico automatizado e a demanda operacional de aproximadamente 2,5h/dia. O consumo mdio de gua de 44m/d e a demanda dos vasos sanitrios de 13,3m/d (bacia sanitria de 8L/descarga). A instalao do sistema de reso proporciona uma economia de 30% do consumo de gua potvel da edificao.

Figura 4 Planta de localizao ETAC/ETE - ComfortFigura 5 ETAC do Comfort Sutes Maca

Particularmente neste empreendimento no h rede pblica de esgoto sanitrio e, o restante do esgoto (efluentes fecais e de cozinha), doravante chamado de guas negras, encaminhado separadamente a uma Estao de Tratamento de Esgoto (ETE). As duas estaes de tratamento (ETE e ETAC) constituem-se de um bloco nico e compacto que fica localizado no subsolo do hotel (Figuras 4 e 5). Com reduzido consumo de energia e bastante compacta, a ETAC pode ser inserida em pequenas reas, sem prejudicar a funcionalidade da edificao, no Comfort a ETAC foi instalada no sub-solo sob a rampa de acesso da edificao numa rea de aproximadamente 80m, incluindo o sistema de tratamento de guas negras ou fecais.(b) Case 2: Ed. Luiz Nogueira, Vitria (ES) - Empreendimento residencial da Construtora e Incorporadora Mazzini Gomes, cuja concepo prev o sistema de reso de guas cinza para descarga dos vasos sanitrios. Residencial de categoria de luxo localizado na Praia do Canto, Vitria/ES, e uma das primeiras edificaes com sistema de reso de gua cinza no Estado do ES. Atualmente somente dois empreendimentos capixabas possuem o sistema de reso de gua cinza: Ed. Luiz Nogueira e o Ed. Royal Blue. Em fase de concluso e a previso de partida do sistema julho/2007. A ETAC constituda por 6 mdulos com dimenses individuais de 1,0x1,0x2,2m (BxLxH), 2 bombas de recirculao de lodo (1CV), compressor de ar (2CV) e um sistema de filtrao. A rea total da ETAC incluindo a circulao de 12m.

Tabela 1 Caractersticas do Ed. Luiz NogueiraTabela 2 Caractersticas do Ed. Royal Blue

(c) Case 3: Ed. Royal Blue, Vitria (ES) - Residencial de luxo localizado na Praia do Canto, Vitria/ES com 18 pavimentos, totalizando 60 apartamentos. rea total de 7.000m e rea privativa de 170m / ap. Populao total estimada de 260 pessoas (Tabela 2). Empreendimento da Construtora Lorenge tambm em fase de concluso e partida do sistema prevista para junho/2007 (Figuras 6 e 7). A ETAC constituda por 6 mdulos com dimenses individuais de 1,5x1,5x2,2m (BxLxH), 1 bomba de recirculao de lodo (1CV), compressor de ar (2CV) e um sistema de filtrao. A rea total da ETAC incluindo a circulao de 27m.

Figura 6 Vista superior da ETAC Ed. Royal BlueFigura 7 Vista frontal da ETAC Ed. Royal Blue

RESULTADOS E DISCUSSOA ETAC proposta capaz de produzir um efluente com as seguintes caractersticas: SS