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1 - RUN - Universidade Nova de Lisboa

1. rea 29 LA PREZOKIGD CO Jor os a RD RAID ED DOADO SRA ETA E RO 29 331 27 3 COA RUIACAONs rodean Pesado Us DOSE Dead PR reger 33 351 3 A A A oes A 34 3 14 Decantacao u E NON 35 A e 2 0 1 een nniniafehniunsenle innen 36 3 16 ROSZOZONIZACaO hit dd diria 36 A E To ern A E EETA 37 A sus a a RA A le ds 38 3 2 Sistemas de tratamento N o Convencionais processos de separac o por membranas sis atas rata nes 40 As ODJECLIVOS ii A bico een sehen een 47 5 Metodologia adoptada sacas ii an 49 6 Caso de estudo Albufeira do Divor ssssccscssssssssscessesssecescessen case cnseessessescnsenssessaes 61 6 1 Enquadramento hist rico ir cnnononnnnonnonnnrnnnr cnn iieri conan 61 6 2 Qualidade de gua na albufeira do Divor occccoccconicanoncoononononnnnnnonnnonnnrnnnnncnnonoos 64 6 3 Dados de Base sobre o caso de estudo oooocncccconcccnnoncnonnoncnonnnccnnonanoncccinanananannnnns 66 Te Resultados osar ETE EE O A AR 69 7 1 Balan o Hide e en ds edo eo do oe eee 72 7 2 Estimativa de CUSTOS errar erre nnnnnnnnnnnraneno nono nanenen can era cnn cnn 78 8 Discuss o dos Resultados u 0 0u e4 2 docess doado sdedecdedcacuss sao cassa ae vdeaceusseeees 85 A 93 10 Perspectivas de trabalho futuro ss000s000000n000n00n000nu0nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnsnnssnnsn sans 95 Refer ncias bibliografia e a a daa 97 ANEXOS O 103 SN O A 105 ANEXO Brit A Aid E AE ATE ia
2. mecanismo de separac o exclus o difus o migrac o num campo el ctrico solubilidade O transporte de esp cies seleccionadas pela membrana conseguido atrav s da aplicac o de uma for a motriz atrav s da membrana Esta pode resultar de gradientes de press o concentra o potencial el ctrico ou temperatura O Quadro 3 4 apresenta as caracter sticas mais importantes dos processos de separa o por membranas nomeadamente o tipo de for a motriz envolvida 41 Quadro 3 4 Principais caracter sticas associadas aos processos de filtrac o por membranas Fonte Processo Forca motriz aplicada bar Microfiltrag o Press o MF hidrost tica 0 3 5 Ultrafiltrag o Press o UF hidrost tica 0 3 5 Nanofiltrac o Press o NF hidrost tica 5 10 Osmose Press o inversa Ol hidrost tica 10 50 Metcalf amp Eddie 2003 Tamanho dos poros nm Macroporos gt 50 Mesoporos 2 50 Microporos lt 2 Membrana definida como densa Faixa removida um 0 1 3 0 01 0 1 0 01 0 001 lt 0 001 Permeado gua solutos gua pequenas mol culas gua mol culas de pequena dimens o solutos i nicos gua mol culas de pequena dimens o solutos i nicos Constituintes removidos SST turvag o quistos de protozo rios algumas bact rias virus macromol culas col ides maior parte das bact rias alguns v rus prot
3. 7 Resultados A selecc o de par metros de qualidade da gua que foi efectuada para a realizac o deste estudo teve por base as exig ncias da legislac o vigente bem como os objectivos previamente estabelecidos Como referido anteriormente o per odo de estudo destes par metros foi de Setembro de 1996 at Outubro de 2007 A recolha de dados da Albufeira do Divor foi efectuada num per odo de onze anos hidrol gicos No Quadro 7 1 est o presentes os par metros e o n mero de amostras analisados para o estudo deste recurso h drico Quadro 7 1 Par metros analisados e respectivo n mero de amostras Fonte IRAR 2008 Par metros N mero de seleccionados Amostras Azoto amoniacal 131 Azoto Kjeldahl 36 CBO 116 CQo 116 Clorofila a 79 Coliformes fecais 128 Coliformes totais 130 Cor 73 Estreptococos fecais 40 Ferro 76 F sforo 102 Mangan s 85 Nitrato 132 Oxidabilidade 132 SST 126 pH 56 Ap s a recolha dos dados atrav s da seleccdo de par metros para a elaborac o deste trabalho foi efectuado um levantamento dos valores normativos utilizados na legislac o vigente Atrav s de um quadro resumo apresenta se no Quadro A1 do Anexo A os valores limite legais para as guas doces superficiais destinadas a produc o de agua para consumo humano Nos Quadros A2 A3 e A4 do Anexo A est o presentes os valores normativos necess rios para as guas destinadas ao consumo humano as guas balneares e s guas destinadas a
4. o da gua e dos seus ciclos A sociedade moderna tem vindo a experimentar nos ltimos anos altera es significativas nos seus padr es e n veis de vida ao que se tem associado mudan as na percep o de determinados valores o caso paradigm tico do reconhecimento da gua como um valor ecol gico e social que satisfaz um conjunto de fun es ambientais e sociais num contexto de diferentes abordagens culturais Vieira 2003 2 Enquadramento te rico 2 1 Qualidade da gua Para garantir de forma adequada a distribuic o de gua pot vel a qualidade e a quantidade de gua s o de extrema import ncia Caso o fornecimento de gua seja impr prio para consumo humano estamos perante problemas relativos a qualidade quando n o existe uma produc o adequada de gua com qualidade teremos problemas de quantidade Spellman 2003 Os conceitos de quantidade e qualidade das guas foram provavelmente desenvolvidos em simult neo mas durante grande parte da hist ria da humanidade existiram m todos para a avalia o da agua uma vez que eram utilizadas a percep o e a observa o sensorial dos efeitos que certas guas causavam em alguns organismos vivos A deteriora o da qualidade dos recursos h dricos tem se traduzido numa quest o importante em v rios pa ses tais como os Estados Unidos da Am rica E U A e alguns pa ses da Uni o Europeia como o caso da Holanda da Alemanha e da Fran a e a n o ser que s
5. o sustent vel Ag ncia Europeia do Ambiente AEA Copenhaga Dinamarca 36pp Owen G et al 1995 Economic assessment of membrane processes for water and waste water treatment Journal of Membrane Science n2102 p77 91 99 REA 2008 Relat rio do Estado do Ambiente 2008 REA Ag ncia Portuguesa do Ambiente APA Amadora 181pp Rodrigo C Lopes J Sa de M Mendes R Casimiro R 2007 Controlo Operacional em Sistemas P blicos de Abastecimento de gua Instituto Regulador de guas e Res duos IRAR Lisboa 56pp Rook J 1976 Haloforms in drinking water Journal of American Water Works Association p 168 172 Rosa M amp de Pinho M 1995 The role of ultrafiltration and nanofiltration on the minimisation of the environmental impact of bleached pulp effluents Journal of Membrane Science n2 102 p155 161 Scott K 1995 Handbook of Industrial Membranes 1 Edition Elsevier Advanced Technology Elsevier Science Publishers Oxford UK Shiklomanov Igor A 2000 Appraisal and Assessment of World Water Resources Water International Volume 25 n2 1 State Hydrological Institute St Petersburg Russia p11 32 Sistema Nacional de Informa o de Recursos H dricos SNIRH dispon vel em www snirh pt Solsona F M ndez J 2003 Water disinfection Regional Office of the World Health Organization The Pan American Center for Sanitary Engineering and Environmental S
6. Adaptado de Scott 1995 e Mulder 1997 Devido impossibilidade de por vezes determinar com exactid o a dimens o do poro foi desenvolvido o conceito de Cut off algumas vezes referido na literatura para caracterizar a membrana com base no tamanho dos solutos e significa o valor do peso molecular a partir do qual o soluto rejeitado pela membrana em mais de 90 Rosa amp de Pinho 1995 e Mulder 1997 As membranas de MF s o utilizadas em sistemas de tratamento de guas residuais e em sistemas de reutiliza o de guas pois t m um custo de aplica o mais reduzido Em sistemas de tratamento mais avan ados tal como no tratamento de guas de abastecimento este processo substitui a filtra o convencional para a remo o de turva o remo o de s lidos suspensos e reduz as bact rias conferindo gua uma qualidade adequada para a desinfec o e at como um pr tratamento para a Ol O processo de UF utiliza membranas microporosas com di metros que variam entre 2 e 500 nm Por este facto estas membranas s o adequadas para purificar e fraccionar solu es contendo macromol culas como os col ides as prote nas di metro m dio de aproximadamente 50 nm e os hidratos de carbono Estas membranas n o conseguem remover a cares ou sais O desenvolvimento das membranas de NF para o tratamento das guas marinhas dessaliniza o e salobras data finais dos anos 50 Actualmente este processo aplica
7. gua no cen rio 1 necessita de uma capta o de gua de 67 5 m d quando implementado o cen rio 2 alcan ou se uma redu o de 15 6 dessa gua captada Para reduzir a quantidade de gua residual descarregada nos meios h dricos reutilizaram se as guas cinzentas e as guas residuais tratadas em usos menos exigentes esta reutiliza o permitiu a redu o de 43 3 nas necessidades de capta o na origem nos cen rios 3 e 4 relativamente ao cen rio 1 Quando se procedeu estimativa de custos da implementa o destas solu es verificou se uma poupan a econ mica significativa embora se saiba que os sistemas de tratamento de guas adoptado apresentem custos elevados de investimento Relativamente ao cen rio 1 a estimativa de custos total corresponde a 2 828 554 quando aplicado o sistema de tratamento do cen rio 2 existe uma redu o de 4 3 A concretiza o dos sistemas de tratamento dos cen rios 3 e 4 possibilitaram uma redu o de 5 6 nos custos totais em refer ncia ao cen rio 1 A reutiliza o de guas e guas residuais tratadas permite uma economia real para o usu rio da habita o No entanto de referir que o custo associado aos circuitos hidr ulicos diferenciados n o foram estimados Tamb m se verifica nestes cen rios de reutiliza o uma diminui o acentuada das necessidades de capta o de gua na origem Permitindo assim a preserva o quantitativa do meio h drico 93
8. os tratamentos convencionais ccccccccccecccccececscececscecesscecessvecesseecessvecesseesesscecesseseueseeceuusces 81 Quadro 7 10 Valores de custo de constru o e custos de O amp M para os quatro cen rios nos sistemas de tratamento convencionais associados aos volumes de capta o de gua 82 Quadro 7 11 Valores de custo totais para os quatro cen rios nos sistemas de tratamento n o convencionais associados aos volumes de tratamento de gua s 83 Quadro 8 1 Valores de custos de constru o custos de O amp M e custos totais para os quatro cen rios em sistemas de tratamentos convencionais cccccecessescessescesscsccssscssceecssceecesseesersssceseeseseeeeeess 88 Quadro 8 2 Valores de custos totais para os sistemas de tratamento n o convencionais nos quatro CAOS dida 89 Quadro 8 3 Caudais captados e custos associados ao tratamento de guas ccccccccccocncnnononncnncnnnnnnnnnns 90 xiv XV 1 Introduc o A gua um bem essencial a uma vida sustent vel considerada como um recurso aparentemente inesgot vel a sua quantidade e qualidade apresentam se cada vez mais limitadas Dispon vel para os mais variados usos a gua tornou se importante na organiza o das primeiras civiliza es uma vez que esta foi condicionante na fixa o de popula es que se instalavam preferencialmente pr ximo de bacias de grandes rios e em costas proporcionando um desenvolvimento econ mico
9. 94 10 Perspectivas de trabalho futuro Ap s a realiza o da presente disserta o verificou se que seria interessante dar continuidade a este trabalho por forma a contemplar os seguintes aspectos Alargar o n mero de par metros analisados de forma a contemplar todos os par metros legislados Adop o de medidas Legislativas para a reutiliza o de guas residuais ser o implementadas apenas em 2015 para uma an lise mais concreta da qualidade destas guas Considerar o reaproveitamento de guas pluviais para al m do reaproveitamento de guas residuais Ampliar o estudo s outras tecnologias de tratamento n o convencional Contabilizar a estimativa de custos de constru o na implementa o dos circuitos hidr ulicos de guas residuais Contabilizar a estimativa de custos de opera o e manuten o dos sistemas de tratamento de guas residuais Considerar diferentes horizontes de projecto e taxas de actualiza o para possibilitar previs es adoptar uma metodologia de estimativa de custos facilitando a incorpora o de dados hist ricos existentes designadamente referentes realidade nacional 95 96 Refer ncias bibliogr ficas Ag ncia Europeia do Ambiente AEA 2000 Recursos h dricos na Europa uma utiliza o sustent vel Relat rio de avalia o ambiental 35pp Almeida M C Vieira P Ribeiro R 2006 Uso Eficiente de gua no Sector Urbano
10. A Sul do Pa s predominam os usos de gua para a irrigac o agr cola e sua industrializac o por m a escassa precipitac o e ainda a insuficiente qualidade dos recursos h dricos originou um conjunto de condicionantes naturais sua utilizac o devendo dar se prioridade ao abastecimento p blico em detrimento da utilizac o agr cola uma vez que necessita de elevadas quantidades de gua As consequ ncias para este g nero de situa es relacionam se directamente com a degrada o da qualidade de gua e de acordo com o presidente do INAG Orlando Borges h a necessidade de tentar remediar esta situac o pois caso contr rio estes danos poder o ser irreversiveis SNIRH 2009 A grande lagoa artificial das guas da albufeira do Divor tem um Plano de Ordenamento da Albufeira POAD que incide sobre o Plano de Bacia Hidrogr fica do Rio Tejo PBH Tejo No ano de 2000 de acordo com o Decreto Lei n 152 97 de 19 de Junho a albufeira do Divor foi considerada uma zona sens vel uma vez que as guas residuais urbanas aqui descarregadas necessitam de um tratamento complementar ao tratamento secund rio 64 De acordo com a Resolu o do Conselho de Ministros n 115 2005 estas aguas foram consumidas durante muito tempo por usos associados a agricultura rega fins industriais e o abastecimento da populac o Os aproveitamentos hidroagr colas do Divor datam do final da d cada de 50 e in cio da de 60 tendo aproximada
11. Laborat rio Nacional de Engenharia Civil LNEC Lisboa Portugal 204pp Almeida M G 2005 Contribui o para o estudo da avalia o de instala es de tratamento de guas Desenvolvimento de um algoritmo de c lculo autom tico Disserta o de Doutoramento da Faculdade de Ci ncias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa Lisboa 282 pp Alves C 2007 Tratamento de guas de Abastecimento Edi es T cnicas Porto 334pp Anderson J 2000 The environmental benefits of water recycling and reuse Water Science and Technology Water Supply Vol 3 n 4 IWA Publishing Australia pp 1 10 AWWA 1999 Residential End Uses of Water REUW American Water Works Association Research Foundation AWWA Bookstore 800 926 7337 Babbitt H Doland J Cleasby J 1962 Water Supply Engineering gr Edition McGraw Hill Book Company New York 592pp B chax J et al 1973 Manual t cnico del agua Soci t G n rale D epuration et D assainissement Degr mont France 1142pp Bellar T Lichtenberg J Kroner R Antos C 1974 The occurrence of organohalides in chlorinated drinking water Journal of American Water Works Association p 703 706 Boyd C 2003 Water Quality An Introduction Kluwer Academic Publishers Massachusetts USA 330pp Brito C 2008 gua como recurso renov vel o Design na concepc o de um produto para uma pr tica sustent vel Tese de Mestrado da
12. Perry R Jiang J Q 1998 The significance of algae as trihalomethane precursors Water Science and Technology Volume 37 n22 p83 89 Guedes de Melo F Silva Gomes A 1992 Large dams in Portugal Comiss o Nacional Portuguesa de Grandes Barragens CNPGB Lisboa pp275 Hansen S P Gumerman R C Culp R L 1979 Estimating Water Treatment Costs Vol 3 Costs curves applicable to 2 500 gpd to 1 mpd treatment plants U S Environmental Protection Agency Ohio EPA 600 2 79 162c 178pp Hoffbuhr J W 2007 Waterscape Pilling Up Journal AWWA vol 99 iss 3 USA 1p Huisman I R 1977 Rapid Filtration Part 1 Delft University of Technology Department of Civil Engineering Division of Sanitary Engineering INAG 2001 Plano Nacional da gua Instituto da gua Minist rio das Cidades Ordenamento do Territ rio e Ambiente Lisboa Llamas M R 1991 A gua Escassez ou mau uso Omega Barcelona pp17 98 Maurel A 2006 Dessalement de l eau de mer et des eaux saum tres Editions TEC amp DOC Paris France 286pp McGhee T 1991 Water Supply and Sewerage 6 Edition McGraw Hill International Editions Series in Water Resources and Environmental Engineering USA 602pp Merrill D 1978 Chemical conditioning for water softening and corrosion control Water Treatment Plant Design Ann Arbor Science Sanks R L Ed Michigan 845pp Metcalf e Eddy Eds 2
13. Quadro 7 1 Par metros analisados e respectivo n mero de amostras ccscesessesseeeccseseeeeseeeessenseeees 69 Quadro 7 2 Ultrapassagens para as guas de produ o de gua para consumo humano e classifica o final da massa de gua ccccccsssssssssescescescsscsecsesseceeceesessessessessessesesessesseeceecaesessesseaseaeeaesecseeesaes 71 Quadro 7 3 Caudais m dios dos usos de gua nos diferentes cen rios ooccccccononnonnonononnnonoannanonor o nooo 73 Quadro 7 4 Valores percentuais calculados em func o das utilizac es de agua do caudal captado nos diferentes cen rios ou cecccccccscsseecsssseccsssscccssssssecssscsssssesssssscesssecssssssssssssessesescsescescessssscesssssessssesseeaeassees 73 Quadro 7 5 Valores de capta o de gua iii rear nor noo cnn nnno nana narran conan n nor nn nro nro nenn nnnnsnnnnn 74 xiii Quadro 7 6 Volumes de gua nos diferentes cen rios na origem na ETA na ETAR poupados na origem e poupados no tratamento de guas residuais ccesssssssescescesscsscsseseceeceesessessessescescescseceecseseaes 78 Quadro 7 7 Curvas de custo de Constru o iii noo ereneerereeererererereareneerereace criar ranas 79 Quadro 7 8 Curvas de custo de O amp M rr crrerare rrenan err ereea nan ran non nor non non anna nor narran aee area nana 79 Quadro 7 9 Fun es de custo totais do ano de explora o e no final do horizonte de projecto para
14. abastecimento contemplasse a situa o representativa de uma origem de gua com qualidade inferior a A3 O aglomerado populacional foi tipificado atrav s de um condom nio fechado e a origem de gua dispon vel para capta o foi a albufeira do Divor Esta albufeira foi seleccionada com base nos dados de qualidade de gua dispon vel no Sistema Nacional de Informa o de Recursos H dricos SNIRH e tendo em considera o a legisla o vigente Simulou se a exist ncia de quatro cen rios aos quais se associaram sistemas de tratamento e circuitos de reutiliza o de gua e tamb m de gua residual tratada de acordo com os diferentes usos Consumo Directo Contacto Directo Balneares e Exteriores De acordo com os resultados obtidos verificou se que a reutiliza o de gua e de gua residual tratada uma alternativa vi vel desde que se garanta circuitos independentes para os diferentes usos preservando a sa de p blica Esta pr tica para al m de ser ambientalmente favor vel uma vez que reduz as necessidades de capta o de gua na origem tamb m economicamente vi vel Palavras chave abastecimento reutiliza o sustentabilidade ABSTRACT The overall aim of the present study is to consider and evaluate the various possibilities of wastewater reutilization for different usages by using different supply systems in order to allow significant reductions in water collection at the origin In orde
15. desaconselhada de modo permanente Visando a protec o da sa de p blica crucial prevenir a polui o das guas balneares sendo a sua qualidade actualmente regulada pelo Decreto Lei n 236 98 de 1 de Agosto que transp s para o direito interno a Directiva 76 160 CEE do Conselho de 8 de Dezembro de 1975 No dia 1 de Novembro de 2009 entrou em vigor o Decreto Lei n 135 2009 de 3 de Junho que estabelece o regime de identifica o gest o monitoriza o e classifica o da qualidade das guas balneares e de divulga o de informa o ao p blico sobre as mesmas transpondo para a ordem jur dica interna a Directiva 2006 7 CE do Parlamento Europeu e do Conselho de 15 de Fevereiro que revogou a Directiva 76 160 CEE No ano de 2008 houve um decr scimo nos valores imperativos de conformidade em rela o s guas balneares interiores passando de 93 5 em 2007 para 92 8 O mesmo aconteceu conformidade obtida em rela o aos valores guia que sofreu um decr scimo de 1 2 passando de 43 5 em 2007 para 42 3 em 2008 REA 2008 Desde 2005 que a Comiss o Europeia publica o REA um relat rio que visa fornecer informa o objectiva sobre a qualidade das guas balneares na Europa e simultaneamente registar a evolu o da 18 sua qualidade Em 2008 cerca de 96 das zonas balneares costeiras e 92 das zonas balneares interiores cumpriram as normas m nimas comunit rias Em Portugal os valores foram superiores
16. lamelas sendo designada por decanta o acelerada B chaux 1973 Preferencialmente os decantadores devem trabalhar em recinto integralmente coberto e no escuro para evitar a deposi o de impurezas diversas sobre a gua e o desenvolvimento fitoplanct nico A quantidade de part culas removidas confere a efici ncia dos decantadores sendo portanto fun o da carga hidr ulica Rodrigo 2007 Para o bom desempenho operacional dos decantadores devem ser respeitados os seus valores de dimensionamento Sendo o tempo de reten o t horas e carga hidr ulica superficial Ch m m h Os tempos de reten o na decanta o variam entre 2 a 6 horas e verifica se que a carga hidr ulica de funcionamento de decantadores convencionais deve ser inferior a2 m m h Ch lt 2 m m h 1 enquanto que para decantadores por manto de lamas deve estar entre 2 a 4 m m ht e nos lamelares este par metro n o deve exceder os 6 m m h Ch lt 6 m m 2 h Spellman 2003 De mencionar que os dispositivos de entrada e de sa da da gua nos decantadores devem assegurar uma distribuic o da gua homog nea de modo a inibir a formac o de turbul ncia hidr ulica em toda a zona de sedimentac o Rodrigo 2007 35 3 1 5 Filtrac o Esta operac o surge normalmente na sequ ncia da decantac o e tem por objectivo a remoc o das part culas que permanecem em suspens o contribuindo para a m
17. os usos do solo nas reas de drenagem influenciam em muito a qualidade da gua pois as suas propriedades s o severamente alteradas pelas actividades antropog nicas Os factores naturais bem como todas as actividades a praticadas s o precursores na contribui o de deposi o de sedimentos carregados de mat ria org nica e minerais como nutrientes metais pesados e bact rias consideradas fontes poluentes A elevada produtividade biol gica derivada das descargas de azoto e f sforo nas regi es a montante resultam na eutrofiza o deste sistema aqu tico De acordo com o Plano de Bacia Hidrogr fica do Rio Tejo a albufeira do Divor entre outras Crato G fete Magos Montargil Patudos Poio Racheiro P voa e Meadas classifica se como hipereutr ficas A ETA do Divor gerida pela C mara Municipal de vora enfrentou problemas de qualidade na origem destas massas de gua tais como a turva o teores elevados de mat ria org nica azoto f sforo e clorofila a O esquema de tratamento utilizado era atrav s de uma Pr oxidac o Coagula o Flocula o Decanta o Filtra o Correc o do pH e Desinfec o contudo desde o ano 65 de 2002 que esta se encontra fora de servico dada a incapacidade do sistema de tratamento face a qualidade de gua na origem gt A3 A albufeira do Div r foi classificada como albufeira de guas p blicas protegidas ou seja aquela cuja gua ou se prev que venha a se
18. passando a ser gerida pela United States Environmental Protection Agency U S EPA Office of Ground Water and Drinking Water de modo a proteger os lenc is fre ticos e guas para consumo humano U S EPA 2000a Em Portugal a qualidade de gua na origem regida de acordo com as exig ncias das Directivas 75 440 CEE 76 160 CEE e 79 869 CEE transpostas para o direito nacional pelo Decreto Lei n 236 98 Quadro 2 1 o qual estabelece normas crit rios e objectivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aqu tico e melhorar a qualidade das guas em func o dos seus principais usos guas para consumo humano guas para suporte da vida aqu cola guas balneares O Decreto Lei n 236 98 tamb m define as normas de descarga das guas residuais na gua e no solo propondo a melhoria da qualidade do meio aqu tico e a protecc o da sa de p blica e dos solos As normas de qualidade da gua para consumo humano gua de abastecimento tornaram se mais rigorosas com a Directiva 98 83 CE transposta para o direito nacional pelo Decreto Lei n 243 2001 rectificado pela Declara o de Rectifica o 20 AT 2001 o qual veio substituir a sec o III gua para consumo humano do Decreto Lei n2 236 98 No entanto a actual legislac o vigente relativa a qualidade das guas superficiais destinadas ao consumo humano encontra se institu da pelo Decreto Lei n 306 2007 de 27 de Agosto que entrou em pleno vigor a 1 de
19. tamb m reage com as subst ncias org nicas que d o cor a gua ou que s o precursoras de THM A aplicac o de di xido de cloro sobretudo realizada em guas onde o teor de mat ria org nica impede o recurso ao cloro devido a formac o de compostos organoclorados cancer genos O di xido de cloro apresenta uma capacidade oxidante cerca de 2 5 vezes superior a do cloro sendo igualmente mais t xico irritante e sol vel White 1992 As suas capacidades oxidantes fazem do CIO uma alternativa vi vel na melhoria das qualidades organol pticas da gua Uma das principais vantagens apontadas pela substitui o de cloro como agente oxidante para o di xido de cloro segundo a EPA 1999 a redu o na forma o de THM e a aumento da efici ncia do ponto de vista cin tico na oxida o de mangan s na faixa de pH entre 6 0 e 8 0 Bellar 1974 Embora o di xido de cloro se apresente sob a forma de g s n o comercializado nessa forma uma vez que altamente explosivo sendo por isso produzido directamente na instala o de tratamento Apresenta elevada solubilidade na gua cerca de dez vezes superior do cloro embora n o reaja quimicamente como o cloro permanecendo em solu o como g s dissolvido O di xido de cloro pode ser produzido por reac o do clorito de s dio NaClO com o cido clor drico HCI o cloro gasoso Cl ou o cido hipocloroso HOCI O di xido de cloro reage com compostos fen
20. utiliza o deste reagente necess rio assegurar a alcalinidade da gua pois o Al SO 3 18H 0 reage com a sua alcalinidade natural formando o Al OH 3 promovendo a sua redu o B chaux 1973 Este facto pode colocar em causa as opera es e processos unit rios bem como rg os e equipamentos associados ao tratamento de guas devendo se por isso simultaneamente proceder adi o de hidr xido de c lcio de forma a promover a correc o da alcalinidade Merrill 1978 A dispers o do agente coagulante deve ser feita numa c mara de mistura r pida de modo a promover o tempo de contacto necess rio forma o da precipita o qu mica Os par metros de dimensionamento mais importantes da coagula o s o o gradiente de velocidade G pot ncia dissipada por unidade de volume e o tempo de reten o hidr ulico t Corbitt 1998 Relativamente mistura r pida mec nica o gradiente de velocidade dever ser igual ou superior a 700 s G gt 700 s com um tempo de reten o hidr ulico inferior a 2 minutos t lt 2 min J na mistura r pida hidr ulica o gradiente de velocidade deve ser igual ou superior a 900 s G gt 9005 e o tempo de mistura n o deve exceder os 2 segundos t lt 2 s Corbitt 1998 3 1 3 Floculac o Esta operac o unit ria surge na sequ ncia da coagulac o e tem por objectivo facilitar o contacto das part culas previamente desestabilizadas em aglomerados flocos por f
21. 041 613 Cen rio 4 53 258 428 51 707 212 50 201 177 48 739 006 47 319 424 45 941 188 44 603 095 43 303 976 42 042 695 40 818 151 39 629 272 38 475 022 37 354 390 36 266 398 35 210 095 34 184 559 33 188 892 32 222 225 31 283 714 30 372 537 225 491 471 1 041 613 111 112
22. 1 Vantagens e Desvantagens da aplicac o do cloro no tratamento de guas Fonte White 1992 Vantagens M todo correntemente mais utilizado e o mais conhecido por ser simples e econ mico oxida o ferro sol vel o mangan s e os sulfuretos aumenta a remoc o de cor de sabor e cheiro podendo ainda melhorar a remo o de part culas na coagula o e filtra o um germicida eficaz para al m de cloro gasoso est dispon vel tamb m como hipoclorito de s dio ou de c lcio facilitando a sua utiliza o em instala es de pequena dimens o assegura a presen a de residuais Desvantagens O cloro gasoso perigoso e corrosivo e necessita de equipamento para conten o e neutraliza o de fugas pode causar deteriora o na coagula o flocula o das subst ncias org nicas dissolvidas a gua tratada pode ter problemas de sabor e cheiro dependendo da qualidade da gua e da dosagem forma subprodutos halogenados menos eficaz a pH elevado forma subprodutos oxigenados que s o biodegrad veis e que podem originar crescimento biol gico se o residual de cloro n o for mantido A utiliza o do di xido de cloro CIO como agente oxidante e desinfectante iniciou se na d cada de setenta tendo se confirmado o seu elevado poder oxidante e consequentemente a elevada 30 capacidade de eliminar sabor odor reduzir o ferro e o mangan s existentes na agua O ClO
23. 2000 60 CE cada tipo de gua classifica se a partir da medi o de uma s rie de par metros f sico qu micos e microbiol gicos A implementac o de uma boa gest o da gua a grande resposta a qualquer tipo de car ncias observada na disponibilidade de gua doce O desenvolvimento e aperfeicoamento de t cnicas de utilizac o tratamento e recuperac o das massas de gua s o priorit rios na preservac o controlo e utilizac o racional das guas subterr neas ou superficiais 2 2 Par metros de qualidade A gua est sujeita a diversas press es principalmente por poluentes que alteram a sua qualidade Assim sendo torna se importante o conhecimento e descric o de par metros geralmente associados aos processos de tratamento de guas e guas residuais essenciais a uma boa gest o e tratamento dos recursos h dricos O uso a que se destina a gua condiciona a sua qualidade Sendo que a qualidade dos recursos h dricos suportada pela normaliza o de car cter universal da Organiza o Mundial de Sa de OMS por legisla o Comunit ria e Nacional atrav s das Directivas 75 440 CEE 79 869 CEE e 2000 60 CE e os Decretos Lei n2306 2007 n 236 98 Anexo VI XV XVI e XVIII e n2152 97 relativos a qualidade de gua superficial destinada a produc o de gua destinada ao consumo humano a qualidade da gua para consumo humano das guas balneares das guas destinadas a rega e ainda os valores limite de emiss
24. Al 12 A2 12 A2 12 gt A3 12 gt A3 11 gt A3 0 0 0 1 A2 2 A2 5 A2 6 A2 8 A2 6 A2 6 A2 6 A3 8 A2 9 A2 12 A2 12 A2 2 gt A3 6 A2 6 gt A3 6 A2 6 A2 5 A2 3 A3 0 0 6 Eutr fi 12 Eutr fi 12 Eutr fi 12 Eutr fi 12 Eutr fi 12 Oligotr 12 Eutr fi 12 Eutr fi 12 Eutr co co co co co fico co co fico 10 A2 12 A3 12 A2 12 A3 2 A3 6 A2 6 A3 6 A2 6 A2 5 A3 6 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 12 A2 12 A3 12 A3 12 A2 11 Al 7 A2 12 Al 9 Al 10 Al 11 Al 3 Al 9 A2 12 Al 12 Al 12 A2 12 Al 12 A2 12 Al 12 Al 12 Al 12 Al 0 0 0 0 0 12 A2 6 A2 11 Al 12 Al 11 Al 4 Al gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 gt A3 73 96 114 124 114 149 143 157 147 135 142 71 7 1 Balango H drico O Balanco h drico como referido anteriormente teve como principal objectivo a determinac o das necessidades efectivas do volume de gua a captar na massa de gua para posterior tratamento e distribui o aos diferentes usos da popula o em quest o Uma vez que a complexidade dos circuitos hidr ulicos nos sistemas de tratamento aumenta de cen rio para cen rio pelas quantidades de gua utilizadas no Condom nio percentagens relativas desses mesmos usos e admitindo valores percentuais de perdas para os diversos tratamentos aplicados nesta massa de gua aplicou se a seguinte equa o para determina o do caudal de capta o Q ETA Q m dio 2 Q Necessidades X Perdas ST onde Q necessidade
25. Cen rio 1 Usos Capta o Tratamento N o Directo Directo Convencional Usos Exteriores Balneares Tratamento Convencional Em Portugal o sistema de tratamento de aguas habitualmente praticado Unico independentemente do uso ao qual se dar a gua Neste cen rio decidiu se aplicar um sistema de tratamento m ximo de gua em toda a quantidade para todos os usos atrav s da aplicac o de um tratamento convencional seguido de um n o convencional a NF A NF por ser um sistema de tratamento mais avan ado e superior ao usualmente utilizado uma vez que facilita os processos de purifica o de gua na remo o de sais e outras impurezas garantir uma qualidade de gua m xima em qualquer uso dado a esta popula o 74 Cen rio 2 Usos Captac o Tratamento gt Contacto Bern Directo Convencional Balneares Usos Exteriores Consumo Convencional Directo Podendo considerar se a pr tica anterior excessiva uma vez que nem todos os usos dados a estas guas necessitam de uma qualidade m xima e t o exigente e com o intuito de se fazer uma distin o da gua que realmente necessita ser tratada a qualidade maxima gua para consumo humano no cen rio 2 esta a nica a ser tratada com recurso a NF A restante gua ter uma qualidade suficiente aos usos a que se destinam atrav s de um sistema de tratamento convencional A implementac o do cen rio 2
26. ETAR R1 fazendo com que se utilize a gua anteriormente desperdi ada para usos menos exigentes Usos Exteriores minimizando desta forma as necessidades de capta o A reutiliza o pode ser efectuada tamb m para a rega pois o tratamento de guas residuais considera desinfec o por ultra violeta UV 55 Cen rio 4 ETA Captac o Tratamento gt Contacto directo Convencional Balneares Usos exteriores lt l Tratamento N o Rega Lavagem de carros e pavimentos Convencional Consumo directo Neste ltimo o cen rio 4 considera se a possibilidade de reaproveitar as guas cinzentas R2 provenientes do Consumo Directo e do Contacto Directo sem a necessidade de passar pela ETAR Prevenindo a sua qualidade recorrendo a um sistema de filtra o para recolha dos detritos grosseiros e uma posterior desinfec o uma vez que estas guas ser o reutilizadas para descargas sanit rias Mantendo se o reaproveitamento das guas tratadas na ETAR R1 para os usos de rega lavagem de pavimentos e de carros Para este sistema de tratamento interno de guas reutilizadas prev se a utiliza o de um esquema de utiliza o de guas cinzentas proposto pelo Departamento das Altera es Clim ticas do Governo Australiano representado na Figura 5 3 Deepak Raj Gajurel Zifu Li e Ralf Otterpohl 2001 Por forma a calcular os caudais de gua envolvidos nos diferentes cen rios admitir
27. Faculdade de Engenharia do Porto FEUP Porto pp130 Carmona Rodrigues A Quadros F Gomes F 1998 42 Congresso da gua A qualidade da gua no mbito das bacias internacionais o exemplo da bacia do Guadiana Associa o APRH Lisboa 19pp Cerva L et al 2001 Prot tipo Did tico de Estac o de Tratamento de gua Utilizando Oz nio Cobenge 97 Cerva L 2003 Projeto e Implementa o de um Gerador de Oz nio de Pequeno Porte Tese de Mestrado PUCRS Cheryan M 1998 Ultrafiltration and Microfiltration Handbook Technomic Publishing Company Inc Pennsylvania Cheryan M Ultrafiltration and Microfiltration Handbook Technomics Publishing Co Inc 1998 Corbitt R 1999 Standard handbook of environmental engineering 2 Edition McGraw Hill Companies New York Di Bernardo L Di Bernardo A Centurione Filho P L 2002 Ensaios de Tratabilidade de gua e dos res duos gerados em esta es de tratamento de guas Rima S o Paulo pp248 Doyen W 1997 Latest developments in ultrafiltration for large scale drinking water applications Desalination n 113 p165 177 EPA Victoria 2008 Code of Practice Onsite Wastewater Management Guidelines for Environmental Management Australia pp37 Eriksson E Auffarth K Henze M Ledin A 2002 Characteristics of grey wastewater Elsevier Science Ltd Vol 4 n21 p85 104 Graham N J D Wardlaw V E
28. Janeiro de 2008 e procede revis o do Decreto Lei n 243 2001 de 5 de Setembro As grandes altera es introduzidas pelo Decreto Lei n 243 2001 foram a cria o do conceito de valor param trico VP em detrimento dos valores m ximos recomend veis e valores m ximos admiss veis VMA correspondendo estes VP ao anteriormente legislado por VMA Contudo para alguns par metros os VP apresentam ligeiras altera es relativamente aos VMA disposto no anterior Decreto Lei O novo diploma procede defini o de uma abordagem mais racionalizada no que respeita frequ ncia de amostragem introduz novos par metros no controlo da qualidade da gua uma vez 12 que em algumas zonas do pa s existem guas com dureza elevada ou agressivas ou com frequente aparecimento de fluoresc ncia de cianobact rias O Decreto prev que a partir do dia 1 de Janeiro de 2009 ser necess rio garantir a desinfec o como processo de tratamento para a redu o de percentagens elevadas dos valores referentes aos par metros microbiol gicos Admite ainda a regulac o dos sistemas particulares de abastecimento de gua para consumo humano REA 2008 Atrav s de uma autoridade competente o antigo Instituto Regulador de guas e Res duos IRAR actual Entidade Reguladora dos Servicos de guas e Res duos ERSAR respons vel pela coordenac o da implementa o do diploma procedeu se concentra o de um conjunto essencial de atribu
29. M C Moura e Silva A Ribeiro R 2002 62 Congresso da gua Uso Eficiente da gua em espacos exteriores jardins e similares piscinas lavagem de viaturas e pavimentos Associac o Portuguesa dos Recursos H dricos APRH Lisboa 81pp White G C 1992 Handbook of Chlorination and alternative desinfectants Van Nostrnad Reinhold New York 1308 pp 101 102 Anexos 103 104 Anexo A 105 Quadro A1 Limites legais para Aguas doces superficiais destinadas produ o de gua para consumo humano Fonte Decreto Lei 236 98 Anexo e Decreto Lei 306 2007 DL 236 98 Anexo I DL 306 2007 Al A2 A3 Par metros VMR VMA VMR VMA VMR VMA Valor seleccionados Param trico Azoto amoniacal 0 05 1 1 5 2 0 4 mg L NH Azoto Kjeldahl mg L 1 2 3 N CBO 20 C mg L O 3 5 7 CQO mg L 0 30 2 Clorofila a ug L 2 5 10 Coliformes fecais 20 2000 20000 NMP 100 ml Coliformes totais 50 5000 50000 NMP 100 ml Cor mg L escala 10 0 50 0 100 50 0 200 PtCo 20 Estreptococos fecais 20 1000 10000 NMP 100 ml Ferro mg L Fe 0 1 0 3 1 2 1 F sforo mg L P 05 0 01 0 035 Mangan s mg L 0 05 0 1 1 Mn Nitratos mg L NOs 25 0 0 50 z 0 50 50 Oxidabilidade mg L 70 50 30 5 O2 O D sat de O2 70 50 30 SST mg L 25 E z A pH 6 5 8 5 55 9 E 55 9 a 106 Quadro A2 Limites legais para guas pa
30. a qualidade das aguas doces superficiais destinadas a produc o de gua para consumo humano garantindo se deste modo um tratamento m ximo para as guas destinadas a diferentes usos De entre os par metros considerados a que referir que a clorofila a uma vez que utilizada como descritor do estado tr fico n o se encontra legislada tanto para as guas para a produc o de gua para consumo humano como para as guas para consumo No entanto o INAG classifica a de acordo com os elementos que indicam ou provocam o seu aumento em nutrientes teor de azoto e f sforo Uma vez determinados os valores limite dos par metros de qualidade das guas que se pretendem utilizar necess rio definir os tipos de usos que ser o contemplados Em Portugal a distribuic o das guas para usos estritamente urbanos feita pelos usos dom sticos comercias e p blicos Figura 5 2 aqui tamb m contemplada a percentagem referente s perdas associadas Quando nos referimos aos usos efectuados no interior e na envolvente das habita es pelos seus pr prios ocupantes estamos perante os usos dom sticos De acordo com o Plano Nacional para o Uso Eficiente da gua PNUEA 2001 estes constituem a maior parcela dos consumos estritamente urbanos apresentando um potencial de redu o significativo atrav s da aplica o de medidas de usos eficientes da gua Aos usos dom sticos est o associados usos exteriores de onde fazem parte as gu
31. a quantidade de gua pot vel diminuta devido sua grande capacidade de dissolu o de subst ncias e transporte de mat rias em suspens o deste modo frequentemente necess rio control las ou ent o mant las dentro de certos limites para que esta possa ser destinada ao consumo p blico Distribuic o de gua doce e salgada no Mundo Distribui o de gua doce no Mundo 2 5 no total 0 3 68 9 Glaciares neve W Aguas subterr neas humidade E gua salgada DRios lagos m gua doce Figura 1 1 Distribui o espacial de gua Fonte Circle of Blues SHI St Petersburg e UNESCO 1999 A percentagem de gua directamente utiliz vel decresce ainda mais com os usos associados e com o crescimento populacional uma vez que estes originam press es nos recursos naturais A gua polu da independentemente da origem da polui o regressa inevitavelmente natureza ao mar e aos len is fre ticos podendo prejudicar a sa de p blica assim como o ambiente As quantidades de gua na Terra podem at n o ter sofrido uma grande varia o ao longo dos tempos mas o mesmo n o acontece com a sua qualidade A gua apresenta se como um recurso natural cada vez menos dispon vel sendo necess rio proteger e preservar o abastecimento de gua e tratar e reutilizar a que se usou de modo a proporcionar uma vida sustent vel Spellman 2003 A distribui o de gua deve ser segura acess vel e adequada a todos
32. de reutiliza o dessas mesmas guas utilizadas destinadas ao uso de regas e pontos de lavagem A popula o considerada neste trabalho de 250 habitantes uma vez que as necessidades de gua variam de modo significativo de regi o para regi o e mesmo de habita o para habita o dependendo dos h bitos de consumo dos seus ocupantes que por sua vez s o determinados por aspectos culturais e clim ticos Por este motivo foi necess rio estimar valores de capita o tendo em conta a dimens o e as caracter sticas do aglomerado o n vel de vida desta popula o e os seus h bitos higi nicos assim como as condi es clim ticas locais A capita o definida de 200 L hab dia e de acordo com o Decreto Regulamentar n 23 95 de 23 de Agosto est associado a uma popula o superior a 50 000 habitantes 66 A justificac o para esta escolha prende se pelas necessidades pontuais de gua existentes neste condom nio fechado com capta o de gua pr pria para a satisfa o de todos os seus usos Uma ETA que contar com um valor de factor de ponta igual a 6 43 relacionados com os consumos pontuais das grandes aflu ncias de necessidade de gua funcionando esta durante 16 horas com um caudal de ponta hor ria de 3 25 m h Ou seja existe um aumento significativo dos usos de gua e de tempos de funcionamento de uma forma irregular da ser necess ria uma capitac o t o elevada 67 68
33. e de Saneamento de guas Residuais PGRH Plano de Gest o dos Recursos H dricos PNUEA Plano Nacional para o Uso Eficiente da gua POAD Plano de Ordenamento da Albufeira REA Relat rio de Estado do Ambiente SDWA Safe Drinking Water Act SNIRH Sistema Nacional de Informa o de Recursos H dricos REUW Residential End Uses of Water UNEP United Nations Environment Programme UNESCO United Nations Educational Scientific and Cultural Organization US EPA United States Environmental Protection Agency WHO World Health Organization vii viii NDICE GERAL AgradecimentOS iia i SIM A ea ea na wenn odio dano E iii PEN o at fr o dE oa iv Simbologia ACF NIMOS una v Abreviaturas A ti dina aa vii Indice de Figuras asas SL do xi Indice de Quadros a Ee ars xiii 1T Introdu o una 1 Zi Enquadramento Te rico ies 5 2 1 Qualidade da Apud en 5 2 2 Par metros de qualidade oocococccoconocnoonconononoonocnnonnnonconconn cnn non nnnorn nor nnonnnnnn cnn cnn nos 7 2 3 Normas de Qualidade de gua eee 11 2 4 Degrada o da Qualidade dara sa Sa SD 19 2 5 Usos COAG U as scan al pad ads TA A A Land 21 2 6 Escassez de a glass inte diia 23 2 7 Reciclagem e Reutiliza o de gua cee cecssssesceessseescssessecessesceecesaesesacaeeeeaeeees 25 3 Principais Operac es e Processos Unit rios utilizados no tratamento de gua para A Rai nee 29 3 1 Sistemas de tratamento Convencionais
34. e para tal indispens vel uma consciencializa o da preserva o dos recursos h dricos tanto a n vel p blico como a n vel privado Visto que o abastecimento de gua pode necessitar de novas origens de gua a tecnologia representa um papel principal especialmente a aplicada na reutiliza o de gua e na dessaliniza o desta Sendo necess rio para tal que os gestores dos recursos h dricos fa am prova de uma grande capacidade e empenho na conserva o e planeamento de protec o das origens de gua assegurando a sua distribui o sustent vel Hoffbuhr 2007 A manuten o de uma fonte sustent vel de gua pot vel essencial para o nosso futuro Contudo a degrada o das origens de gua tem vindo a aumentar cada vez mais sendo um fen meno comum no mundo inteiro e caso n o exista um sistema de tratamento adequado sua qualidade num futuro pr ximo este problema pode vir a ser irrepar vel Atrav s da pegada h drica o indicador que expressa o consumo de gua envolvido na produ o dos bens e servi os que consumimos assim como pela conserva o da qualidade das guas poss vel um uso sustent vel e consciente do recurso h drico A m xima assegurar o equil brio entre a capta o e a renova o da gua devendo ser manipulada com racionalidade e precau o A natureza lenta e fr gil na transforma o da gua pot vel O equil brio e o futuro de nosso planeta dependem da preserva
35. e social da comunidade Os recursos h dricos possibilitaram aos seres humanos a altera o do meio ambiente envolvente A utiliza o da gua para diversos fins tais como a irriga o de solos para o cultivo de alimentos e constru o de reservat rios e diques est o directamente relacionados com a contamina o e degrada o da sua qualidade com consequ ncias muito graves originando uma crescente escassez Llamas 1991 Embora grande parte do planeta Terra seja constitu do por gua as denomina es tais como Planeta azul ou Planeta gua podem ser paradoxais pois a maior parte da gua n o se encontra dispon vel para a utiliza o humana A Terra maioritariamente composta por gua 70 de acordo com os dados disponibilizados pelo Programa Ambiental das Na es Unidas United Nations Environmental Programme UNEP Compreende gua salgada 97 5 e gua doce 2 5 que n o se encontra imediatamente dispon vel para fins pot veis A gua doce existente no mundo est distribu da em glaciares e icebergs 68 9 humidade e guas subterr neas 30 8 e ainda nos rios e lagos 0 3 Shiklomanov 2000 O planeta est aparentemente envolto em gua no entanto de acordo com a Figura 1 1 os recursos de gua doce acess veis ou seja alcan veis para satisfazer as necessidades humanas s o muito reduzidos Deve ter se presente que da pequena quantidade de gua dos rios e dos lagos
36. gua n o existir o altera es Este balan o h drico permite conhecer as diferen as associadas aos valores de capta o de gua entre os cen rios Contudo atrav s dos c lculos das quantidades de gua residual a tratar observa se que os valores decrescem em 17 0 m d do terceiro para o quarto cen rio Uma vez que ser introduzido um sistema de recircula o interna no C4 diminuindo o volume de gua residual tratada na ETAR O Quadro 7 6 permite de uma forma mais clara observar as altera es nos volumes de gua captados e nos volumes de gua residual tratados anteriormente mencionadas Observando que de uma maneira linear existe um decr scimo de gua captada na albufeira do Divor e ainda um decr scimo de gua residual tratada medida que se alteram os cen rios 86 u o a 3 v 40 mo 5 Q w o N o t o Cen rios m Volumes de captac o Figura 8 1 Gr fico com volumes de gua captada Com base nestes valores verifica se que desde a implementac o do C1 at a implementac o do CA foi poss vel uma poupanca de 29 2 m d de volume de gua captado na origem Idealizando este valor para o horizonte de projecto observa se que vai existir uma poupanca de gua na origem de 213 160 m nos 20 anos de explora o deste projecto No que se refere disponibilidade de guas este valor bastante significativo Estas varia es n o se observam apenas nas qua
37. modo os valores de custo associados aos diferentes cen rios para a aplicac o dos sistemas de tratamento convencionais e n o convencionais de gua custos de constru o e de opera o e manuten o para o horizonte de projecto 59 60 6 Caso de estudo Albufeira do Divor De acordo com a informac o dispon vel no SNIRH relativa a qualidade da gua na origem albufeira seleccionou se como caso de estudo a albufeira do Divor uma vez que reunia as condi es admitidas como ideais qualidade inferior a A3 para implementar as solu es preconizadas nos diferentes cen rios 6 1 Enquadramento hist rico em Nossa Senhora da Gra a do Divor perto da Igreja que se situam as principais nascentes e capta es da gua da Prata Geograficamente esta caracteriza se por ser plana apesar de apresentar pequenas eleva es fazendo com que a gua seja transportada por gravidade at cidade de vora circulando em canos enterrados Gra a do Divor possu a abund ncia e uma boa qualidade de recursos h dricos devido conflu ncia das bacias hidrogr ficas dos rios Tejo Sado e Guadiana O Aqueduto da gua de Prata foi constru do no s culo XVI a mando de D Jo o Ill para abastecer e regular os n veis de gua de modo a evitar as secas que se fizeram sentir na poca Os cursos de gua e nascentes de N Sra Da Gra a Do Divor tiveram uma import ncia crucial no abastecimento de gua nesta localidade A ribe
38. momento certo para encarar os desafios e contribuir para a preservac o dos recursos h dricos que queremos salvaguardar no presente e legar as gerac es futuras Esses padr es dependem da classificag o das guas Interiores que amp estabelecida segundo os seus usos predominantes por legislac o especifica variando da Classe Especial A a mais nobre ate a Classe E amenos nobre 16 De acordo com a Directiva 2000 60 CE s o realizadas amostragens bimestrais a fim de se observar as variac es que ocorrem ao longo do ano na qualidade das guas doces em func o n o s das actividades humanas mas tamb m das varia es clim ticas Quadro 2 2 Classificac o dos cursos de gua superficiais de acordo com as suas caracter sticas de qualidade para usos m ltiplos em Espanha e Portugal Fonte INAG 2003 Classificag o Nivel de Qualidade A N o poluido guas isentas de polui o adequadas a os usos mais exigentes B Ligeiramente polu do guas com qualidade inferior classe A por m apta para todos os usos C Polu do guas com qualidade aceit vel apta para rega ind stria e gua pot vel ap s tratamento rigoroso Faculta a subsist ncia de esp cies piscicolas menos exigentes e possibilita o recreio sem contacto directo D Muito polu do gua com qualidade mediocre para rega arrefecimento e navega o onde a vida pisc cola pode resistir aleatoriamente E Extremamente polu do Pelo menos
39. n o depende do pH quando este apresenta valores entre 5 e 10 EPA 1999 A dosagem de di xido de cloro na desinfecc o final de guas para abastecimento p blico dever encontrar se entre 0 2 e 0 4 mg L de forma a garantir os objectivos deste processo e por outro lado porque a concentra es superiores a 0 5 mg L a gua tratada pode apresentar paladar e odores desagrad veis de salientar que o residual deste agente desinfectante conserva as suas propriedades durante um per odo de aproximadamente 48 h sendo este per odo superior ao revelado pelo cloro White 1992 AWWA 1999 39 Por fim no que se refere ao ozono este apresenta um poder de oxidac o muito elevado 10 a 100 vezes superior ao cloro O ozono um is topo inst vel de oxig nio onde no processo de dissociac o de O para O liberta um tomo de oxig nio Algumas das qualidades atribu das ao ozono enquanto agente desinfectante s o a remo o de odores gostos e cor e ainda a garantia que n o forma SPD A impossibilidade da sua utiliza o por ser inst vel e n o permanecer como residual e por isso n o garantir a protec o sanit ria ao longo da rede de distribui o Babbitt 1962 A desinfec o o ltimo processo de tratamento utilizado para o controlo dos organismos patog nicos na produ o e distribui o de guas para consumo de modo a proteger a sa de p blica Solsone 2003 3 2 Sistemas de tratamento N o Conven
40. o CAG C 4 67530 1443 9Q 20937 0 9909 Desinfec o Fun o Global Legenda C custo Q caudal m h 78 C 7648 764251 C 17 070 8321 120 205670 62 Quadro 7 8 Curvas de custo de O amp M Custos de Operac o Manutenc o Func es de Custo R Pr oxida o ozono gerador C 2 4284Q 246 75Q 6577 7 1 Package C 1 7304Q 812 7Q 30800 0 9393 Coagulac o Floculac o Decantac o Filtrac o P s ozoniza o gerador C 2 4284Q 246 75Q 6577 7 1 Filtrac o CAG C 0 4412Q 176 24Q 2245 4 0 999 Desinfecc o C 3549 310557 Func o Global C 7 03 Q 1482 44 Q 49750 11 Legenda C custo Q caudal m h No final foram encontradas as curvas de custo totais para o ano de constru o onde a fun o de custo de constru o C 17 07 Q 8321 12 Q 205670 62 e a fun o para os custos de opera o e manuten o C 7 03 Q 1482 44 Q 49750 11 Deste modo para saber o valor foram aplicados os caudais dos diferentes cen rios obtendo assim os custos de constru o dos sistemas convencionais Nas Figuras 7 2 e 7 3 apresentam se os gr ficos correspondentes s curvas de custo acima referidas 900000 800000 700000 600000 500000 400000 300000 Ww w o w 5 o 200000 y 17 07x 8321 1x 205671 100000 R 1 0 40 60 Caudais m h t Figura 7 2 Gr fico da fun o de custo de constru o 79 140000 120
41. o dos principais objectivos do mesmo MAOTDR 2007 Actualmente para se exercer o cumprimento dos par metros de descarga no meio receptor exigidos pelo Decreto Lei n 152 97 de 19 de Junho com a redac o que lhe foi dada pelo Decreto Lei n 149 2004 de 22 de Junho poder n o ser suficiente para assegurar a qualidade necess ria utiliza o das guas residuais tratadas sendo necess ria uma afina o do tratamento de forma a cumprir os par metros de qualidade adequados ao fim em causa bem como um controlo da qualidade da gua mais exigente A utiliza o de guas residuais tratadas s pode no entanto ser considerada uma pr tica segura do ponto de vista de sa de p blica e ambiental quando devidamente enquadrada por medidas que assegurem o tratamento adequado sua utiliza o bem como o correcto manuseamento na sua aplica o e a minimiza o de riscos de exposi o por parte das popula es IRAR 2007 A concretiza o da reutiliza o para outras necessidades encontra se muito dependente do contexto local havendo a registar um interesse crescente nas zonas onde a gua mais escassa PEAASAR II 2007 2013 Entende se por guas balneares as guas superficiais interiores costeiras ou de transi o tal como definidas na Lei da gua aprovada pela Lei n 58 2005 de 29 de Dezembro onde se preveja que um grande n mero de pessoas se banhe e onde a pr tica balnear n o tenha sido interdita ou
42. origina uma poupanca na captac o de gua relativamente ao primeiro cen rio de 10 5 m d Cen rio 3 Usos Capta o gt Tratamento gt Contacto directo A LETAR Convencional Usos exteriores Rega Lavagem de carros e pavimentos gt Tratamento N o R Consumo directo Convencional Legenda R1 reservat rio com aguas provenientes da ETAR No cen rio 3 introduz se a pr tica da reutilizac o onde toda a agua utilizada para os Usos Exteriores ser proveniente da reutilizac o das guas utilizadas por esta populac o O caudal captado e tratado pela ETAR ser superior ao necess rio nos Usos Exteriores deste modo quando este n o for utilizado ser descarregado para o meio receptor A implementac o do cen rio 3 garante uma poupan a de capta o de gua na fonte de 18 7 m d relativamente ao cen rio 2 75 De notar que o tratamento das guas residuais ser referente as guas de Consumo Directo de Contacto Directo e dos pr prios Usos Exteriores As guas balneares uma vez que n o ser o despejadas diariamente apenas ao fim de cinco anos n o ser o contempladas neste c lculo Qetar 35 Q Consumo Directo Q Contacto Directo Q Usos Exteriores 8 0 22 3 17 0 3 ql 47 3 m d As guas tratadas na ETAR ser o encaminhadas para um reservat rio R1 onde o valor de guas tratadas pela ETAR corresponde a 47 3 m d verificando se serem superiore
43. pavimentos 58 Ap s estudadas todas as etapas necess rias para o tratamento das guas nestes quatro cen rios z assim como as quantidades de gua utilizadas para implementar esta metodologia importante estimarem os custos associados a este Filtra o Desinfec o Coagula o Filtra o Desintec o Filtra o Desinfec o Ch Cio y Coagulsg30 Floculagao Fipe Desinfec o Ch CIO muta o A coca Carv o activado ne em po Pr Oxida o Pi a Decanta o Fitragao Desinfec o esintec o Coagula or Entra o Pr Oxida o Floculag o Decanta o Fitragao Carv o activado Ch Cio Pr Oxida o en Decanta o Filtra o P s ozoniza o e Desinfec o AS eee Unit rio De monto i o o Figura 5 4 Sistemas Convencionais de tratamento de gua para abastecimento p blico Fonte Almeida 2005 Por forma a avaliar os custos envolvidos nos diferentes cen rios utilizaram se as curvas de custo de Hansen et al 1979 para o tratamento convencional actualizadas a 2009 onde se utilizou uma taxa de actualizac o de 0 03 e a taxa de convers o de 1 409 m dia calculada do valor de convers o da moeda d lares a euros durante o m s de Julho de 2009 A avalia o de custos associados ao tratamento n o convencional de NF foi efectuada com base nos estudos de Rodrigues 2008 e igualmente actualizadas ao ano de 2009 alcancando deste
44. rio quando estamos perante a influ ncia humana atrav s de processos antropog nicos de reciclagem e reutilizac o de gua esta denominada por reciclagem planeada EPA 2008 A reutiliza o tamb m frequentemente designada por reciclagem ou recupera o Apesar da utiliza o de guas residuais ser vista a n vel mundial como uma solu o vi vel e particularmente apropriada em regi es ridas e semi ridas encontram se in meras aplica es em outras regi es clim ticas Os benef cios potenciais da aplica o desta medida incluem redu o da gua captada impacte positivo na gest o das guas residuais como por exemplo na redu o de custos de investimento e redu o de custos de explora o de ETAR uma vez que se limitam as descargas de guas residuais no meio h drico superficial Anderson 2000 melhorias em termos ambientais nos meios receptores tamb m devido diminui o das cargas poluentes associadas s descargas de guas residuais recupera o de nutrientes quando se utilizam guas residuais tratadas na rega IRAR 2006 O recurso recircula o das guas utilizadas justifica se pela diminui o da necessidade de consumo de gua pot vel para fins menos exigentes tais como a rega ind stria recarga de aqu feros ou usos recreativos Sendo que a recircula o da gua utilizada serve para diminuir o consumo de gua pot vel por habitante reduzir o caudal de guas residua
45. sanit rios s massas de gua degradando as cada vez mais A gua uma subst ncia essencial vida no planeta Terra e o suporte da cria o da atmosfera e fen menos clim ticos associados capaz de gerar vida vegetal e animal Sendo um patrim nio global cabe popula o humana a responsabilidade de preservar a qualidade das suas guas garantindo assim a capacidade de uso necess ria para a sobreviv ncia das gera es futuras tendo por base o princ pio do desenvolvimento sustent vel Grande parte dos problemas relacionados com a gua detectada na origem atrav s de an lises realizadas periodicamente Por m a melhor maneira de solucionar este problema ser identificar os principais poluentes e proceder a um tratamento eficiente das guas Mota et al 2006 As entidades governamentais de pa ses tais como Israel e o Chipre devem adoptar medidas urgentes para estabilizar a popula o e elevar a efici ncia h drica de modo a prevenir uma escassez de gua Uma vez que segundo o Banco Mundial dentro de alguns anos estes dois pa ses poder o passar a disputar os dep sitos de gua na regi o ao contr rio do conflito de petr leo E esta disputa ser vencida pelo que tiver maior poder financeiro Actualmente um pouco por todo o Mundo sentem se j resultados das altera es clim ticas estas que influenciam de modo significativo as altera es e degrada o nos recursos h dricos O aumento de temper
46. 0 01 0 001 0 0005 1 B 0 05 0 250 150 200 0 5 0 7 0 005 0 01 0 2 0 5 0 2 2 5 30 E 30 7 E 3 1 5 2 0 5 2 50000 20000 10000 1 Os valores indicados constituem os limites inferior e superior das concentra es determinados em fun o da m dia anual das temperaturas m ximas di rias 2 Este par metro inclu do para satisfazer as exig ncias ecol gicas de certos meios 3 Refere se a um valor m nimo recomendado VmR VMR Valor m ximo recomendado VMA Valor m ximo admissivel 14 VMA 0 200 0 25 0 1 0 005 0 05 0 05 0 01 0 001 1 0 05 0 250 0 1 0 4 00 Devido as altera es nos padr es e n veis de vida que a sociedade europeia tem vindo a sentir os Estados Membros e a Comiss o uniram se e implementaram a Directiva 2000 60 CE do Parlamento Europeu e do Conselho de 23 de Outubro UE 2000 simplesmente referida como Directiva Quadro da gua DQA um instrumento de actua o extremamente ambicioso no dom nio da gua Nixon et al 2000 A DOA estende o mbito de aplica o das medidas de protec o a todas as guas e define como objectivos claros que dever alcan ar se o bom estado ecol gico e qu mico de todas as guas europeias at 2015 e assegurar se a utiliza o sustent vel desta em toda a Europa Sendo este o ano em que devem ser atingidos os objectivos ambientais atrav s da execu o de programas de medidas especificados em Pla
47. 000 100000 80000 60000 Y v o un gt o 40000 20000 y 7 03x 1482 4x 49750 R 1 40 60 Caudais m ht Figura 7 3 Gr fico da func o de custo de O amp M No entanto uma vez que o horizonte de projecto de 20 anos h que referir que para a explorac o desta obra ser necess rio efectuar uma actualizac o da func o de explorac o para os diferentes anos em fun o da taxa de actualiza o aplicada E deste modo efectuar uma projec o de custos a 20 anos com base na equa o de custo de O amp M inicial Encontrando se a equa o de custo total de constru o e O amp M para os 20 anos que se apresenta no Quadro 7 9 Quadro 7 9 Fun es de custo totais do ano de explora o e no final do horizonte de projecto para os tratamentos convencionais Fun es de Custo Constru o ano de explora o C 17 070 8321 120 205670 62 Opera o amp Manuten o ano de explora o C 7 03 Q 1482 44 Q 49750 11 Projec o de Custos de Opera o C 124 7760 31037 73Q 968031 3 Manuteng o a 20 anos Legenda C custo Q caudal m h 80 3 2 2 se n gi v 5 o 1 000000 500000 000000 500000 000000 pz 500000 40 60 Caudais m h y 124 78x 31038x 968031 R 1 Figura 7 4 Gr fico da fun o de custo da projec o efectuada para os custos de O amp M durante 20 anos para os t
48. 003 Wastewater Engineering Treatment and Reuse 4 Edition McGraw Hill International Editions New York 1819pp Monte H M Albuquerque A 2010 Reutiliza o de guas residuais Entidade Reguladora dos Servicos de guas e Res duos ERSAR Lisboa 319pp Marecos de Monte M H 2007 Water reuse in Europe Instituto Superior de Engenharia de Lisboa ISEL Official Publication of the European Water Association EWA Lisboa pp18 Montgomery J 1985 Water Treatment Principles and Design John Wiley amp Sons United States of America Mota M B Manzanares M D Silva R A 2006 Viabilidade de Reutilizac o de gua para vasos sanit rios Revista Ci ncias do Ambiente On line Faculdade de Engenharia Mec nica UNICAMP p24 19 Mulder M 1997 Basic Principles of Membrane Technology 2 Edition Kluwer Academic Publishers Netherlands Mulder M Basic principle of membrane technology Kluwer Academic Publishers 1991 Neves M V Bertolo E Rossa S 2006 Aproveitamento e Reutiliza o da Agua para uso Dom stico Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Porto pp12 Nishijima W Okada M 1998 Particle separation as a pretreatment of an advanced drinking water treatment process by ozonation and biological activated carbon Water Science Technological 117 124pp Nixon S C Lack T J Hunt D T E 2000 Recursos h dricos na Europa Uma utiliza
49. 109 ndice de Figuras Figura 1 1 Distribui o espacial de gua oocnccnnonacoconononnonnonononnnnnoncnnonncnnonnnnano cnn nor nnn non no nnrn can nnnnnnr nr nro ennnnnnn 2 Figura 2 1 S ntese da an lise de risco de incumprimento dos objectivos ambientais das massas de agua de superf cie em cada Regi o Hidrogr fica c ccccccscssssssssssescescesessceecsesseceesessessesaessescescsecsecseeeseeeses 16 Figura 2 2 Valores percentuais do consumo de gua em v rios sectores em Portugal na Europa e no Mundo en geral ib 22 Figura 2 3 Mapa de escassez de gua no Mundo uueeseeseesennnnnnennennnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnennennennannnnnnnnnnnnnnnnnnen 24 Figura 3 1 Diagrama linear sum rio de um processo de filtra o por membranas Figura 3 2 Intervalos de aplica o dos v rios processos de separa o por membranas 43 Figura 5 1 Fluxograma sequencial da metodologia adoptada na elabora o do presente trabalho 49 Figura 5 2 Distribui o de consumos de gua em zonas urbanas cooccnccccononcannanononnnononnonnnnnnnnrncrnccnnrnnnos 52 Figura 5 3 Esquema de utiliza o de guas cinzentas ocococoncconcononoonnononnonnnnnoncnnononnrnnnnn ona nano noo rn aran ncrnnnno 57 Figura 5 4 Sistemas Convencionais de tratamento de gua para abastecimento p blico RO 59 Figura 6 1 Ribeira de Nossa Senhora do Divor c cssscssessssssssecseceecescescesessaessesseseessaesaecaesees
50. 671 377 3 C 6 43200 1356 64Q 45528 40 51 137 259 4 C 6 2446Q 1317 13Q 44202 33 49 647 825 5 C 6 06260 1278 77Q 42914 88 43 201 771 6 C 5 8862Q7 1241 52Q 41664 93 46 797 836 7 C 5 7147Q 1205 36Q 40451 39 45 434 793 8 C 5 5483Q 1170 25Q 39273 20 44 111 449 9 C 5 38670 1136 17Q 38129 32 42 826 650 O amp M 10 C 5 22980 1103 07Q 37018 75 41 579 271 11 C 5 0775Q 1070 95Q 35940 54 40 368 225 12 C 4 9296Q 1039 75Q 34893 73 39 192 451 13 C 4 78600 1009 47Q 33877 40 38 050 923 14 C 4 64660 980 07Q 32890 68 36 942 644 15 C 4 5113Q 951 52Q 31932 70 35 866 645 16 C 4 3799Q 923 810 31002 62 34 821 985 17 C 4 25230 896 90Q 30099 64 33 807 753 18 C 4 1284Q 870 780 29222 95 32 823 061 19 C 4 0082Q 845 420 28371 79 31 867 049 C C C 17 07450 8321 12Q 205670 62 240 471 466 Somat rio C 124 77630 31037 73Q 968031 32 1096 751 110 Custo Cen rio 2 Cen rio 3 54 942 103 53 258 428 53 341 847 51 707 212 51 788 201 50 201 177 50 279 807 48 739 006 48 815 347 47 319 424 47 393 540 45 941 188 46 013 146 44 603 095 44 672 957 43 303 976 43 371 803 42 042 695 42 108 547 40 818 151 40 882 084 39 629 272 39 691 344 38 475 022 38 535 285 37 354 390 37 412 899 36 266 398 36 323 202 35 210 095 35 265 245 34 184 559 34 238 102 33 188 892 33 240 876 32 222 225 32 272 695 31 283 714 31 332 713 30 372 537 235 097 920 225 491 471 1077 020 1
51. AGRADECIMENTOS A Professora Doutora Maria Gabriela de Almeida desejo expressar o meu profundo agradecimento e reconhecimento n o apenas pela orienta o do trabalho mas igualmente pela grande amizade que sempre demonstrou com a sua dedica o e incentivo Ao meu amigo Helder Rodrigues o meu reconhecimento pela paci ncia sabedoria e disponibilidade que sempre me concedeu ao longo da minha vida acad mica e principalmente na elabora o da minha disserta o Aos meus amigos agrade o a aten o e estima que sempre me deram A todos os meus amigos colegas universit rios obrigada por todos estes anos de companheirismo incentivo e apre o Ao meu irm o e ao meu pai por terem estado e estarem sempre comigo em todos os momentos da minha vida A toda a minha fam lia agrade o o suporte e carinho incondicionais que sempre me deram sem eles nada teria sido poss vel Gostaria ainda de expressar a minha gratid o minha M e pela pessoa que hoje sou e a quem dedico este trabalho Eterna saudade Aos que fazem parte da minha vida obrigada SUM RIO O presente trabalho teve como objectivo a avaliac o das possibilidades de utilizac o de sistemas de abastecimento que contemplam a reutilizac o de guas residuais para diferentes usos de forma a permitir redu es significativas de capta o de gua na origem Para realiza o do objectivo proposto simulou se a exist ncia de um aglomerado populacional cujo
52. Vertente ambiental Perspectivas de trabalho futuro Figura 5 1 Fluxograma sequencial da metodologia adoptada na elabora o do presente trabalho 49 Uma vez que existe a necessidade da utiliza o dos recursos de gua para diferentes fins e partindo do principio que a satisfac o dos usos n o necessita da mesma exig ncia de qualidade considera se que esta pr tica dever incluir uma componente de preservac o do recurso de um modo ambientalmente consciente A sustentabilidade das massas de gua Assim as solu es de abastecimento de gua dever o ter em considera o as diferentes exig ncias de qualidade em fun o do uso prevendo a possibilidade de reutiliza o em circuitos internos reduzindo se deste modo o volume de gua captada poupan a do recurso h drico Numa fase inicial recorreu se base de dados do Sistema Nacional de Informa o de Recursos H dricos SNIRH para obter informa o relativa aos recursos h dricos Portugueses por forma a seleccionar uma origem de gua com caracter sticas ideais ao enquadramento do objectivo ou seja uma origem de gua cuja qualidade seja igual ou inferior a A3 meio eutrofizado Ap s selec o da origem de gua procedeu se ao estudo da evolu o da qualidade de gua considerando o per odo entre Outubro de 1996 e Setembro de 2007 A selec o dos par metros de qualidade de gua teve em considera o a sua import ncia quer em termos de conc
53. a o agr cola a produ o de energia el ctrica as actividades de recreio e lazer e ainda a preserva o da vida aqu tica O crescimento demogr fico e industrial observado nas recentes d cadas originaram o comprometimento da qualidade das guas dos rios lagos e reservat rios Nos pa ses em vias de desenvolvimento esta problem tica tem sido crescente por n o existirem meios econ micos suficientes para aplicar medidas correctivas adequadas invers o desta situa o Os factores econ micos foram preponderantes para o aumento da manuten o da qualidade das guas face ao aumento dos custos associados a doen as transmitidas por via h drica Posteriormente adquiriu se a consciencializa o de protec o da Natureza uma vez que para al m de um mero recurso as massas de gua s o sistemas ambientais Vieira 2003 O uso inadequado dos recursos naturais desencadeia desequil brios ambientais atrav s de eventos extremos tais como secas e cheias Estes fen menos n o s o pass veis de controlo e exercem impactes ao n vel da qualidade e da quantidade da gua A qualidade das guas regulada atrav s de legisla o constitu da por normas de car cter t cnico que classificam os tro os das massas de gua em fun o da sua capacidade para a produ o de gua pot vel para usos balneares sustenta o da vida pisc cola e ainda para actividades recreativas n o balneares e os regadios De acordo com a Directiva
54. a serem usadas nas regas lavagem de pavimentos e carros Neste cen rio as perdas ser o aplicadas da seguinte forma para as guas destinadas ao contacto directo guas balneares e as guas do consumo directo aplicar se do as perdas do sistema de tratamento convencional s guas de consumo directo ser o aplicadas ainda perdas do sistema de tratamento n o convencional Tendo em considerac o a qualidade de gua na origem os usos que lhe ser o destinados e as normas de qualidade de guas as solu es encontradas baseiam se em Sistemas Convencionais de tratamento de gua para abastecimento p blico De acordo com os estudos de Almeida 2005 consideram se oito sistemas de tratamento cujo grau de complexidade aumenta em func o do decr scimo de qualidade de gua na fonte Figura 5 4 Justificando se a complexidade pelos crit rios de exig ncia de qualidade de gua tratada Prev se ainda a necessidade de recorrer a um sistema de tratamento n o convencional STNC para garantir a qualidade da gua de acordo com as exig ncias do processo normativo em vigor Decreto Lei 306 2007 adaptando os aos cen rios apresentados Para o tratamento da gua residual que de acordo com as utiliza es resultantes apresentar uma carga org nica elevada a ETAR dever contemplar um processo de n vel de tratamento terci rio incluindo desinfec o por UV uma vez que estas ser o reutilizadas para regas e lavagem de carros e
55. a Nas redes de abastecimento este resulta de fen menos de corros o associados a condutas de materiais ferrosos O mangan s muito utilizado na ind stria do a o ligas met licas e na ind stria qu mica De acordo com a OMS os padr es de potabilidade exigem que as guas destinadas ao abastecimento p blico apresentem valores inferiores a 0 2mg L de Fe e 0 05 mg L de Mn estes limites s o estabelecidos em fun o de problemas est ticos relacionados com a presen a do ferro e do mangan s nas guas tais como os sabores desagrad veis que lhe conferem Para evitar estes inconvenientes associados forma o de produtos met licos insol veis recorre se ao uso de uma oxida o qu mica pela adi o de cloro ou seus derivados Relativamente aos Indicadores globais de mat ria org nica e inorg nica de um modo geral a sua presen a na gua pode ser detectada atrav s da determina o de par metros como a car ncia bioqu mica de oxig nio CBOs a car ncia qu mica de oxig nio CQO o carbono org nico total COT e o carbono org nico dissolvido COD A CBO representa o teor em mat ria org nica facilmente biodegrad vel presente na gua Apesar de este par metro ser mais utilizado na caracteriza o de efluentes a sua selec o essencial uma vez que pode ser utilizado como indicador do n vel de polui o da origem de gua A CQO traduz o teor de compostos org nicos e inorg nicos que pass vel d
56. a de Sorensen mg L 1 escala Pt Co mg L 1 ec pS cm 1 20 C Factor de dilui o a 252C mg L 1 NO3 mg L 1 F mg L 1 Cl mg L 1 Fe mg L 1 Mn mg L 1 Cu mg L 1 Zn mg L 1 B mg L 1 Be mg L 1 Co mg L 1 Ni mg L 1 V mg L 1 As mg L 1 Cd mg L 1 Cr mg L 1 Pb mg L 1 Se mg L 1 Hg mg L 1 Ba mg L 1 CN mg L 1 SO4 mg L 1 Cl mg L 1 sulfato de laurilo e s dio mg L 1 mg L 1 mg L 1 pg L 1 pg L 1 mg L 1 de sat de 02 mg L 1 mg L 1 mg L 1 NH4 mg L 1 mg L 1 mg L 1 C 100mL 100mL 100mL AL VMR 6 5 8 5 10 25 22 1000 25 0 7 1 0 0 1 0 05 0 02 0 5 0 01 0 001 150 200 0 2 0 4 70 0 05 0 1 50 20 20 Aus ncia em 5000 mL VMA 0 20 0 22 0 50 1 5 0 3 0 0 05 0 05 0 005 0 05 0 05 0 01 0 001 0 1 0 05 250 0 001 0 05 0 2 A2 VMR 5 5 9 0 50 22 1000 10 0 7 1 7 0 1 0 05 150 200 0 2 0 001 50 5000 2000 1000 Aus ncia em 1000 mL O Os limites podem ser excedidos em caso de condi es geogr ficas ou meteorol gicas excepcionais n21 do artigo 102 Os limites podem ser excedidos para os par metros marcados com em lagos de pouca profundidade e baixa taxa de renovac o gua para consumo A3 VMA VMR 5 5 9 0 0 100 50 0 25 22 2 1000 20 0 50 s 0 7 1 7 2 1 1 1 5 1 E 1 0 05 0 05 0 005 0 001 0 05 0 05 E
57. a limpeza da casa ou roupas na lavagem de autom veis e na irrigac o de jardins e ainda para as suas actividades de lazer Estes usos para al m de suprirem necessidades b sicas como a ingest o de gua tamb m s o utilizados de um modo irracional quando destinada a banhos irriga es e lavagens de carros e jardins originado elevadas car ncias de gua Hassan 1998 Dever se manter os recursos h dricos sustent veis ou seja definir limites ponderando as suas caracter sticas f sicas qu micas e biol gicas a sua localiza o geogr fica e ainda as considera es econ micas Condicionando assim os usos que dela originar o num conjunto exclusivo de utiliza es identificando as propriedades necess rias para suportar um uso de modo a que as massas de guas possam ser agrupadas como apoio a utiliza es espec ficas U S EPA 2000c A sustentabilidade dos recursos h dricos tem se tornado numa problem tica crescente escala local regional e global notando se cada vez mais nas condi es de acesso crescentemente desiguais Nas pr ximas d cadas a escassez de gua poder afectar dois ter os da popula o pois o cont nuo crescimento desta e as altera es clim ticas aumentam a necessidade de equil brio na rela o entre o homem e a gua numa gest o eficiente da sua utiliza o A gua cada vez mais importante para a sociedade e os problemas que poder o surgir desta interac o carecem da procura de s
58. ada ao presente ano C 0 66 Q 27680 01 Q 1615039 foi poss vel calcular os custos associados a este sistema de tratamento Os valores com os custos totais dos sistemas de tratamento n o convencionais dos quatro cen rios apresentam se no Quadro 7 11 Quadro 7 11 Valores de custo totais para os quatro cen rios nos sistemas de tratamento n o convencionais associados aos volumes de tratamento de gua Cen rio 1 Cen rio 2 Cen rio 3 Cen rio 4 Q m d Q m h 67 5 4 22 8 0 5 8 0 5 8 0 5 Custo total a 20 anos 1 731 803 1 628 879 1628 879 1628 879 Por forma a resumir estes valores de custo no Quadro 7 12 est o presentes os custos totais do sistema de tratamento convencional e o sistema de tratamento n o convencional Ou seja os valores totais para a implementac o deste estudo Quadro 7 12 Custos totais do sistema de tratamento convencional e o sistema de tratamento n o Custos Totais Cen rios 1 Cen rios 2 Cen rios 3 Cen rios 4 82 convencional Sistema de Tratamento Convencional 1096 751 02 1077 019 67 1 041 612 93 1 041 612 93 Sistema de Tratamento N o Convencional 1 731 803 1 628 879 1 628 879 1628 879 Total 2 828 554 02 2 705 898 67 2 670 491 93 2 670 491 93 Os valores apresentados de custos de tratamento de guas encontram se em euros Todas as curvas de custo foram actualizadas atrav s da aplicac o da taxa de a
59. ais Vieira 2003 Devido ao aumento de press es a que os recursos h dricos est o expostos a qualidade das guas tem vindo a sofrer alterag es sendo necess rio recorrer a instrumentos legais eficazes que abordem os problemas de forma clara e ajudem a preservar os recursos para as pr ximas gerac es Para efectuar um controlo da qualidade das guas essencial evidenciar dois crit rios garantia da sa de p blica garantia da qualidade fixada pelo processo normativo Os sistemas p blicos dever o controlar a qualidade da gua de algum modo o grau de controlo aplicado dever depender das necessidades de gua e requisitos do local e ainda do prot tipo do sistema de distribuic o Spellman 2003 11 Como mencionado anteriormente alguns pa ses manifestam uma grande sensibilizac o referente ao controlo da qualidade aqu tica atrav s da elaborac o de legislac o espec fica que se adeque s guas A contaminac o do abastecimento de gua foi apenas uma de muitas quest es ambientais relacionadas com a sa de p blica que ganhou a atenc o do Congresso Norte Americano e da populac o na d cada de 1970 e essa consciencializac o levou a implementac o de v rias leis ambientais federais relacionadas com a sa de p blica para o controlo da contaminac o dos aqu feros com res duos e pesticidas perigosos Em 1974 foi criado o Safe Drinking Water Act SDWA legislac o alterada em 1986 e posteriormente em 1996
60. ais de duas horas antes de ser reutilizada Sendo mais indicado optar por um sistema com tratamento de gua residual cinzenta atrav s de uma ETAR compacta que assegure a obten o de gua de acordo com a norma NP4434 2005 Por sua vez esta norma estabelece os requisitos de qualidade das guas residuais urbanas a serem utilizadas como gua de rega Se tratadas apropriadamente as guas cinzentas ser o um recurso de reciclagem de guas para usos dom sticos interiores e exteriores Substituindo o uso de gua pot vel pelo reaproveitamento de guas cinzentas pode se reduzir tanto a necessidade no abastecimento de gua pot vel poupan a di ria de at 35 como a quantidade de descargas de efluentes residuais para o meio ambiente EPA 2008 As guas residuais para al m das guas cinzentas contemplam tamb m guas negras estas s o as provenientes da mistura de desperd cios sanit rios apresentando portanto compostos org nicos e concentra es de organismos patog nicos elevados Para serem removidos estas requerem tratamento biol gico ou qu mico e desinfec o antes de serem reutilizadas mas por motivos de sa de p blica estas s dever o ser reutilizadas no exterior das habita es Habitualmente devido aos custos elevados a reutiliza o das guas negras n o considerada Neves et al 2006 A reutiliza o de guas deve ser destinada a usos menos exigentes tais como para as descargas de autoclismos e
61. am se alguns pressupostos tais como as perdas associadas aos sistemas de tratamento envolvidos Sendo de referir que as guas balneares uma vez que ser o renovadas aproximadamente de cinco em cinco anos n o foram consideradas para o c lculo do volume de reutiliza o No entanto aquando de uma renova o estas dever o ser reaproveitadas igualmente para os Usos Exteriores para evitar desperd cios 56 Reservat rio de armazenamento de guas cinzentas Cozinha gt Lavagem de roupa E Usos exteriores Sif o colector de gorduras e amet y Filtro grosseiro pulsador Para esgoto ou fossa s ptica Filtro de areia com canas Figura 5 3 Esquema de utilizag o de guas cinzentas Fonte http www greenhouse gov au No presente trabalho as perdas associadas as tubagens das redes de distribuic o habitacionais tanto interiores como exteriores nos dispositivos e nos equipamentos sendo m nimas n o foram consideradas Apresenta se no Quadro 5 4 as percentagens de perdas associadas aos sistemas de tratamento de guas Quadro 5 4 Percentagens associadas as perdas no sistema de tratamento Fonte Decreto Regulamentar n 23 95 Perdas Sistema de tratamento n o convencional 25 Sistema de tratamento convencional 10 Os c lculos efectuados servem para realizar um Balan o H drico de modo a conhecer as quantidades de capta o de gua efectivamente necess rias pa
62. as destinadas as regas de plantas em vasos jardins quintais ou hortas incluindo reas relvadas de maior ou menor dimens o as guas para as lavagens de ve culos de p tios e ainda para o enchimento de piscinas 51 EI Dom stico O Comerciais E P blicos E Perdas Figura 5 2 Distribui o de consumos de gua em zonas urbanas Fonte IRAR 2008 Assim pode se observar no Quadro 5 2 as percentagens relativas aos diferentes usos dom sticos consideradas em tr s pa ses diferentes Quadro 5 2 Distribui o dos usos de gua nos EUA Brasil e Portugal Residential End Uses of Water REUW Uso Eficiente de gua no Sector Urbano e Portuguesa dos Recursos H dricos estimativa de gua Fonte IRAR 2008 Usos de gua E U A Brasil Portugal Portugal REUW REUW PNUEA INAG x xx Com perdas Sem perdas Autoclismos 26 7 30 7 28 0 31 0 28 0 30 0 M quina de lavar loi a 1 5 4 3 2 0 2 0 2 0 4 3 M quina de lavar roupa 21 7 18 4 8 0 9 0 8 0 13 0 Duche Banho 16 8 1 7 24 5 32 0 37 0 30 0 24 5 Torneiras 15 7 16 0 16 0 16 0 16 0 Asseio Pessoal sem 12 3 banho Beber Cozinhar 3 7 3 0 3 0 Outros usos dom sticos 2 2 2 0 2 8 Balneares enchimento 5 0 5 4 de piscinas Fugas Perdas 13 7 4 0 5 0 4 0 Usos exteriores 6 1 10 0 a 5 0 4 0 Total 100 100 100 100 Legenda x Com usos exteriores xx Sem usos exteriore
63. atingindo os 98 6 e 92 8 respectivamente REA 2008 At 2009 cada Estado membro deveria assegurar a elaborac o de um plano de gest o para cada Regi o Hidrogr fica RH isto para cada rea de terra e mar constitu da por uma ou mais bacias hidrogr ficas cont guas e pelas guas subterr neas e costeiras que lhes est o associadas Neste contexto foram criadas para Portugal dez regi es hidrogr ficas oito em Portugal continental cuja delimitac o georreferenciada foi definida pelo Decreto Lei n 2 347 2007 de 19 de Outubro e duas correspondentes as Regi es aut nomas Os instrumentos pol ticos desempenham um papel importante na avaliac o do estado do nosso meio ambiente A UE tem 35 anos de experi ncia no dom nio da pol tica ambiental per odo durante o qual foram aplicados mais de 200 instrumentos jur dicos e definidas vias estrat gicas Inicialmente a pol tica centrou se na regulac o de normas t cnicas Gradualmente o leque de instrumentos pol ticos tornou se mais amplo embora reconhecendo que n o existe um nico instrumento pol tico universal que possa fornecer solug es para todos os problemas EEA 2007 Da Hist ria sabe se que algumas civilizag es elaboraram sistemas de regularizac o da qualidade de gua que t m estabilizado ou melhorado a qualidade das suas guas Por m existem outras que pouco fizeram para proteger a qualidade de gua originando s rios problemas ambientais de extrema i
64. atura est directamente relacionado com a diminui o das reservas de gua no sul da Europa resultando num aumento das quantidades de gua para a agricultura e turismo principalmente nas regi es mais quentes e secas Este tipo de aumento na temperatura faculta um aumento na temperatura das guas e uma diminui o do fluxo dos rios no sul que afectam igualmente a qualidade da gua A escassez de gua tem aumentado drasticamente nas ltimas d cadas a um n vel mundial Na Figura 2 3 encontra se um mapa com a informa o dos locais no Mundo onde h riscos de escassez de gua 23 E Escassez f sica de gua MEscassez econ mica de agua m Pouca ou nula escassez Nao estimado Figura 2 3 Mapa de escassez de gua no Mundo Fonte FAO 2006 Este conceito para al m de se referir a uma falta quantitativa de gua menciona tamb m a disponibilidade reduzida de uma boa qualidade face aos fins a que se destina um problema global envolvendo n o s os pa ses e regi es ridas e semi ridas mas tamb m os pa ses e regi es h midas que n o disponibilizam s suas popula es gua de qualidade aceit vel para todos os tipos de utiliza o nomeadamente para o consumo humano Frente a este panorama imperativo travar e at mesmo inverter a tend ncia de diminui o da disponibilidade de gua aumentando a qualidade de gua dispon vel diferenciando a para os diferentes tipos de uso Para tal os m
65. cen rio dai 91 xii ndice de Quadros Quadro 2 1 Qualidade das guas doces superficiais destinadas a produc o de gua para consumo DUNN dl a Leo 14 Quadro 2 2 Classificac o dos cursos de gua superficiais de acordo com as suas caracter sticas de qualidade para usos m ltiplos em Espanha e Portugal ooocccoconoconcnonconoonoonononncononnonnoncononncnnnnnn nor ann ennnnnn 17 Quadro 3 1 Vantagens e Desvantagens da aplica o do cloro no tratamento de guas DSR nen re EDS oa 32 Quadro 3 3 Vantagens e Desvantagens da aplica o do ozono no tratamento de aguas 33 Quadro 3 4 Principais caracter sticas associadas aos processos de filtra o por membranas 42 Quadro 5 1 Classifica o do estado tr fico de massas de gua coccconcocccnonconcconnanonnn noo nornonnonnonnrncrncnnnonon 51 Quadro 5 2 Distribui o dos usos de gua nos EUA Brasil e Portugal Residential End Uses of Water REUW Uso Eficiente de gua no Sector Urbano e Portuguesa dos Recursos H dricos estimativa de AU E PERO IDE EO RR RS DA A DS AR 52 Quadro 5 3 Distribui o dos usos de gua ccccccccccocccnononnnancnnnononnnnnonconconornnnonnnnnnnnn aeee annnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 53 Quadro 5 4 Percentagens associadas s perdas no sistema de tratamento ss 57 Quadro 6 1 Caracter sticas principais da Barragem e Albufeira do Divor occnccnocccnccnnnnncnncnnnnnnnonnrnnos 63
66. ciences PAHO CEPIS Lima 208pp Spellman F 2003 Handbook of water and Wastewater Treatment Plant Operations Lewis Publishers USA 661pp U S EPA 1997 Small system compliance technology list for the surface water treatment rule United States Environmental Protection Agency Office of water EPA Guidance manual Washington D C EPA 815 R 97 002 26pp U S EPA 1999 Alternative Desinfectants and oxidants United States Environmental Protection Agency Office of water EPA Guidance manual Washington DC EPA 815 R 99 014 U S EPA 2000a 25 Years of the Safe Drinking Water Act History and Trends United States Environmental Protection Agency U S EPA Office of Water Washington DC U S EPA 2000b The history of drinking water treatment United States Environmental Protection Agency U S EPA Office of Water Washington DC EPA 816 F 00 006 U S EPA 2004 Guidelines for water reuse U S Environmental Protection Agency Office of Wastewater Management Office of Water Washington DC EPA 625 R 04 108 450pp 100 Viana P Matos J 1991 N veis de trihalometanos nas guas de consumo nos concelhos de Lisboa Cascais e Loures Semin rio Trihalometanos nas guas de Consumo Que Riscos em Portugal Lisboa Vieira J 2003 Gest o da gua em Portugal Os Desafios do Plano Nacional da gua Universidade do Minho Braga Portugal 5 12pp Vieira P Melo Babtista J Almeida
67. cional Processos de separa o por membranas O aumento das exig ncias legais em termos de qualidade das guas e a degrada o das massas de gua originou a necessidade de um aumento na efici ncia dos processos de tratamento Por estes motivos e devido incapacidade de resposta dos sistemas de tratamento convencionais para as exig ncias impostas surgiram solu es mais eficientes designadas por sistemas n o convencionais sendo exemplo os processos de filtra o ou separa o por membranas Owen 1995 A defini o de filtra o refere a separa o de part culas e mat ria col idal de um l quido ou seja a separa o de duas ou mais componentes de uma corrente fluida baseada inicialmente na diferen a de tamanhos Cheryan 1998 A filtra o por membranas estende esta aplica o separa o de solutos dissolvidos em correntes l quidas e a separa o de misturas gasosas Montgomery 1985 Uma membrana uma barreira perme vel e selectiva que promove a separa o de duas fases tendo a capacidade de transportar determinados componentes mais eficazmente retendo outros que fazem parte do caudal de alimenta o No processo de separa o por membranas a dimens o dos poros varia entre 0 0001 a 0 1 um possibilitando a reten o de mat ria dissolvida Como se pode observar pela Figura 3 1 a fun o da membrana servir de barreira selectiva que permita a passagem de certos constituintes e a reten o d
68. cos convencionais No processo de p s ozoniza o o par metro de avalia o de funcionamento de sistema o tempo de contacto devendo este ser superior a 5 minutos Almeida 2005 embora segundo Nishijima o tempo de contacto n o dever exceder os 5 minutos dado que o aumento do tempo de contacto n o favorece a remo o do carbono org nico dissolvido Nishijima 2003 3 1 7 Adsor o A finalidade desta opera o a purifica o da gua atrav s da remo o de gases dissolvidos e mat ria org nica respons veis pela cor sabores e odores caracter sticos Atrav s de adsorventes que fixem ou controlem as part culas em suspens o da gua Os adsorventes geralmente utilizados s o a argila fina a s lica o alum nio activado e o carv o activado A import ncia deste ltimo prende se com o lugar ocupado na classifica o peri dica dos elementos e com a sua especial estrutura electr nica B chaux 1973 O carv o activado uma forma de carv o vegetal como a turfa ou a casca de coco ou mineral que foi aquecido num reactor hermeticamente fechado numa atmosfera de gases como di xido de carbono ar vapor ou cloro Por m a maioria dos carv es activados utilizados no tratamento de gua s o subst ncias patenteadas vendidas com nomes comerciais tais como Darco Minchar e Nuchar B chaux 1973 O carv o activado utilizado no tratamento de gua para abastecimento como agente adsorvente de compo
69. ctualizac o para o ajuste das curvas de custo ao ano de 2009 sem esquecer os anos referentes ao horizonte de projecto 83 84 8 Discuss o dos Resultados A primeira fase da presente dissertac o teve como principal objectivo a an lise da qualidade de gua verificando se atrav s do estudo dos dados da albufeira do Divor que esta apresenta uma qualidade inferior a A3 Esta classificac o foi obtida com base nas an lises efectuadas as guas desta albufeira entre os anos hidrol gicos de 1996 a 2007 dos par metros seleccionados para o presente estudo tendo por base o disposto no Decreto Lei n 236 98 anexo relativo s aguas para produ o de guas para consumo humano Pelo Quadro 7 2 observa se que os par metros respons veis pela classifica o desta albufeira foram o azoto Kjeldahl o CBOs o CQO a clorofia a a cor o ferro e o f sforo Uma vez que s o estes os par metros que apresentam ultrapassagens da legisla o na maioria dos anos hidrol gicos O n vel de degrada o desta massa de gua levou a que seja necess rio considerar sistemas de tratamento de guas mais exigentes de forma a garantir a qualidade de gua para consumo humano e por conseguinte adequada para usos menos exigentes tais como contacto directo usos exteriores rega e guas balneares Devido s exig ncias de tratamento requeridas por esta origem de gua para os diferentes fins optou se pela aplica o de um sistema co
70. de 22 5 m d para poss veis aumentos A quantidade excedente 7 8 m d que ser acomodada num reservat rio R2 cujo dever apresentar capacidade suficiente para a reserva dos valores sobejantes ser enviada para a ETAR juntamente com as guas utilizadas nas descargas sanit rias E posteriormente reutilizadas para a rega e lavagens de carros e pavimentos e ou descarregadas no meio receptor aplicando se deste modo um funcionamento auto suficiente Este procedimento far com que do cen rio 3 para o cen rio 4 haja um decr scimo de 17 m d de gua residual tratada na ETAR O Quadro 7 6 um resumo dos volumes de gua considerados para o desenvolvimento deste estudo nos quatro cen rios As quantidades de gua entram na ETAR para serem tratados j apresentam as perdas associadas deste sistema de tratamento Quadro 7 6 Volumes de gua nos diferentes cen rios na origem na ETA na ETAR poupados na origem e poupados no tratamento de guas residuais Volume de gua Cen rio 1 Cen rio2 Cen rio3 Cen rio 4 m d Origem captac o 67 5 57 0 38 3 38 3 Convencional 67 5 57 0 38 3 38 3 FA N o Convencional 67 5 8 0 8 0 8 0 ETAR 50 0 50 0 47 3 30 3 Poupanca do recurso gua 10 5 18 7 0 0 Poupanca no tratamento de gua residual 0 0 2 7 17 0 77 7 2 Estimativa de Custos De forma a avaliar os custos envolvidos as diferentes soluc es preconizadas nos diferentes cen rios entendeu se ser necess r
71. de aparelhos tecnol gicos que possibilitavam o conhecimento de alguns organismos que se verificaram ser os grandes respons veis pelas doen as transmiss veis por via h drica U S EPA 2000b Com o aparecimento da revoluc o industrial a qualidade das guas deteriorou se cada vez mais e os motivos devem se a contaminac o intensiva de guas superficiais e subterr neas por parte dos avancos a n vel agr cola e industrial Em in cios do s culo XX eram muitas as preocupa es referentes qualidade das guas para consumo principalmente com a sua est tica odor e apar ncia Para al m da turva o as part culas em suspens o eram constitu das por organismos patog nicos que punham em risco a sa de p blica Assim sendo nos E U A deu se grande import ncia ao tratamento das guas de modo a reduzir a turva o com a elimina o dos contaminantes microbiol gicos e ainda a introdu o da t cnica de filtra o lenta U S EPA 20003 Embora algumas t cnicas de tratamento tais como o arejamento a flocula o a adsor o com carv o activado granular para remo o de contaminantes org nicos existissem na poca estas eram sub aproveitadas por sistemas de gua ou m todos ineficazes na remo o de alguns contaminantes novos U S EPA 2000b O recurso gua possibilita m ltiplos usos indispens veis a uma vasta quantidade de actividades humanas tais como o abastecimento p blico e industrial a irrig
72. do no tratamento de guas pot veis e tratamento de efluentes na ind stria alimentar separa o do leo As membranas de NF rejeitam part culas com dimens o inferior a 0 01 um 43 S o utilizadas na remoc o de alguns s lidos dissolvidos tais como sais de ides met licos respons veis pela dureza na gua Com a implementa o deste processo as necessidades de desinfec o s o mais reduzidas uma vez que as membranas de NF conseguem remover os compostos org nicos inorg nicos e ainda virus e bact rias Metcalf amp Eddie 2003 Por fim a Ol tamb m denominada por hiperfiltrac o onde as membranas se comportam como um sistema cont nuo n o poroso de extrema dificuldade na defini o do tamanho dos poros Recorrendo se ao cut off estas membranas semi perme veis permitem a passagem da gua e retendo a maoria dos solutos excepto algumas mol culas org nicas semelhantes gua com baixo peso molecular e elevada polaridade WHO 2005 As membranas de Ol rejeitam i es por m requerem uma press o elevada para desionizar a gua A desinfec o efectuada ao caudal de alimenta o serve para minimizar ou eliminar o crescimento microbiol gico nas membranas de Ol Ao n vel do tratamento de guas doces superficiais para consumo humano t m sido desenvolvidas tecnologias que pretendem optimizar o processo de separa o atrav s da remo o de part culas com custos reduzidos de opera o manuten o Estes e
73. do o seu objectivo de adsor o Ap s um filtro de carv o activado deve se prever sempre uma desinfec o n o apenas para garantir uma barreira sanit ria na gua distribu da mas tamb m pelo facto de que sobre o carv o existe sempre algum desenvolvimento microbiol gico 3 1 8 Desinfec o A desinfec o um processo de tratamento que tem como finalidade a inactiva o de organismos patog nicos que alteram a sua qualidade microbiol gica evitando assim a propaga o de doen as pela via h drica Babbitt 1962 Os processos de desinfec o devem garantir uma efici ncia de inactiva o destrui o de cistos de Giardia lamblia e ou v rus de no m nimo de 99 9 nas guas tratadas U S EPA 1999 Um agente desinfectante deve apresentar as seguintes caracter sticas ser t xico para os microrganismos em baixas concentra es n o ser t xico para os seres humanos e animais ser sol vel em gua ser eficaz s temperaturas normais da gua de consumo 38 ser est vel permitindo a manuten o de concentra es residuais durante longos per odos de tempo n o reagir com outra mat ria org nica que n o seja a dos microrganismos n o ser agressivo a metais ou vestu rio existir em quantidades suficientes e a um pre o acess vel ser f cil de manipular permitir um controlo f cil das suas concentra es A desinfec o processada atrav s de agentes f sicos tais como o calor a l
74. e nas mol culas de pequena dimens o turvag o COr COT dureza sulfato virus mol culas de muito pequena dimens o Cor dureza sulfatos nitrato s dio virus A Figura 3 2 sumariza a gama de aplicac o destes processos em func o do tamanho de diferentes tipos de part culas Nesta figura destacam se 5 grandes s ries de tamanhos macropart culas micropart culas macromoleculas moleculas e part culas i nicas A microfiltra o MF adequada para separar part culas como bact rias e gl bulos vermelhos cujo tamanho varia entre 0 05 a 2 nm Part culas onde os tamanhos variam de 5 x 10 a 0 05 nm s o removidas com processos de osmose inversa Ol nanofiltrac o NF ou utlrafiltra o UF Desta forma na selec o de uma membrana deve ser considerado o tipo e dimens o das part culas a remover 42 Dimensao Intervalo Intervalo de Intervalo de das part culas at micoli nico micro part culas macro part culas um 0 01 0 1 10 0 nm 10 100 10000 peso molecular 100000 500000 Sais aquosos silica coloidal c lulas de levedura virus bact rias solutos ides met licos proteinas a cares micro solutos electrodi lise processos de osmose inversa separa o por nanofiltra o membranas ultrafiltragao pervapora o microfiltra o di lise Figura 3 2 Intervalos de aplica o dos v rios processos de separa o por membranas Fonte
75. e algas ou fitopl ncton em reservat rios ou guas paradas Estes podem ter uma origem natural resultando da decomposic o da mat ria biol gica e lixiviac o de minerais ou artificial sendo constituintes de adubos e detergentes originando condic es de eutrofizac o Alves 2007 A clorofila a o tipo de pigmento fisiologicamente mais importante em todos os grupos vegetais sendo a sua quantidade um bom indicador da biomassa fitoplanct nica presente na gua Graham et al 1998 refere a correlac o positiva entre o teor em clorofila a na gua bruta e o potencial de formac o de trihalometanos THM na gua tratada 2 3 Normas de Qualidade de gua A gua um car cter determinante para os indiv duos e para a sociedade no entanto o homem alterou significativamente o ciclo hidrol gico e os regimes de caudais de uma forma sem precedentes e a uma escala global cujos custos e consequ ncias s recentemente se comecaram a fazer sentir A sensibilizac o para os problemas da qualidade da gua que de in cio se baseavam principalmente em conceitos econ micos de minimizac o de custos associados a doencas transmitidas por via h drica e de custos de tratamento de gua indispens veis a v rios processos de fabrico nas ind strias foi gradualmente ganhando novas dimens es baseadas em conceitos inovadores de protecc o da Natureza considerando as massas h dricas n o s como um recurso mas tamb m como sistemas ambient
76. e custo de constru o e O amp M tendo como refer ncia os custos do cen rio 1 88 W un o gt Ww 5 v D lt Figura 8 3 Varia o de custos totais referentes ao custo total do cen rio 1 Os custos associados aos sistemas de tratamento n o convencionais variam de um modo constante consoante a implementa o dos v rios cen rios O Quadro 8 2 apresenta os valores de custo referentes a estes sistemas de tratamento Quadro 8 2 Valores de custos totais para os sistemas de tratamento n o convencionais nos quatro cen rios Cen rios Custos Totais C1 1 731 803 c2 1 628 879 c3 1 628 879 ca 1 628 879 Por observac o do Quadro 8 2 e Figura 8 4 verifica se que o C2 o C3 e o C4 apresentam um decr scimo de 102 924 em relac o ao C1 Os valores de custos totais para os sistemas de tratamento n o convencionais referem se aos caudais associados usados nestes cen rios da os tr s ltimos apresentarem valores iguais ou seja ser tratada a mesma quantidade de gua com recurso a um sistema de tratamento n o convencional no C2 C3 e C4 apenas as aguas destinadas ao consumo humano 89 20000 40000 60000 D v le wn 5 o w Ke lt 80000 100000 120000 Figura 8 4 Varia es de custo dos sistemas de tratamento de gua n o convencionais relativos ao cen rio 1 Para realizar uma comparac o em termos absolutos dos custos associados aos
77. e outros encontrados no l quido Cheryan 1998 Mulder 1997 40 gua a tratar Permeado Concentrado Figura 3 1 Diagrama linear sum rio de um processo de filtrac o por membranas Este processo caracterizado pelo facto do caudal de alimentac o ser dividido em duas correntes a de concentrado e a de permeado o que implica que ou a corrente de concentrado ou a de permeado ser o resultado da separac o produto As part culas e os solutos retidos na superf cie da membrana semi perme vel s o continuamente removidos no concentrado que flu tangencialmente ao longo da superf cie da membrana A solu o clarificada flui atrav s da membrana como permeado A velocidade que flui o permeado atrav s da membrana denominado por fluxo e expresso em kg m d Uma membrana pode ser espessa ou fina De um modo geral as membranas podem ser classificadas de acordo com a sua natureza estrutura ou morfologia aplica o e mecanismo de separa o Mulder 1997 e Cheryan 1998 natureza sint ticas org nica ou inorg nica ou biol gicas vivas ou n o vivas estrutura ou morfologia sim tricas que apresentam uma espessura entre 100 e 200 um e as assim tricas que s o constitu das por uma camada homog nea muito fina e em que a espessura pode variar entre 0 1 a 0 5 um suportada por uma camada porosa com uma espessura entre 50 a 150 um aplicac o separac o gasosa s lido liquido g s l quido l quido l quido
78. e ser oxidado por um oxidante qu mico forte Associada a determinac o da CBOs permite avaliar o tipo de poluic o presente pela rela o CBO CQO De referir tamb m que os par metros CBO e CQO n o se encontram legislados para gua de consumo humano assumindo se desta maneira os VMR de 1 e 2 mg L O respectivamente para cada par metro Almeida 2005 Os par metros microbiol gicos s o indicadores da presen a ou aus ncia de microrganismos patog nicos podendo apresentar um risco potencial a sa de p blica Os recursos h dricos possibilitam a transmiss o de determinadas doen as infecciosas e parasit rias pelo que uma avalia o de potabilidade da agua deve passar necessariamente pela an lise dos par metros microbiol gicos Os indicadores Coliformes totais Coliformes fecais e Estreptococos fecais permitem avaliar a presenca desses organismos patog nicos Os Coliformes totais re nem um grande n mero de bact rias entre elas a Escherichia coli de origem exclusivamente fecal que dificilmente se multiplica fora do trato intestinal Por m as outras bact rias dos g neros Citrobacter Eriterobacter e Klebsiella igualmente identificadas pelas t cnicas laboratoriais como coliformes totais podem ser encontradas no solo e nos vegetais Assim sendo imposs vel afirmar categoricamente que uma amostra de gua com resultado positivo para coliformes totais tenha estado em contacto com fezes Os Co
79. ectos hidr ulicos sendo exemplo as barragens transvazes bacias de retenc o e obras de captac o de guas subterr neas A explorac o de guas subterr neas aumenta cada vez mais e s o efectuadas capta es de gua superiores as quantidades que a natureza consegue repor originando um d fice que tamb m se repercute na alimenta o natural dos rios atrav s do escoamento dos aqu feros Deste modo verifica se que o Homem alterou claramente o ciclo hidrol gico e os regimes de caudais de tal forma a uma escala global e sem precedentes cujos custos e consequ ncias s recentemente se come aram a fazer sentir Vieira 2003 A quest o consiste em saber se o planeta pode suportar o ritmo actual de explora o dos recursos de gua doce preciso ressalvar a quest o da equidade de acesso aos recursos h dricos bem como a salubridade destes recursos que s o frequentemente v timas de diversas formas de polui o tanto em pa ses de pouca oferta como nos abundantes em gua UNESCO 1999 20 2 5 Usos de gua Pode se atribuir a gua os mais variados usos no entanto dever ser atribu do um valor a sua finalidade Sendo exemplos a gua destinada ao abastecimento p blico a protec o pisc cola aos animais selvagens as actividades de recreio a fins agr colas industriais e navegac o Nas ltimas d cadas tem havido um aumento da procura de gua para os usos tais como a alimentac o o asseio pessoal
80. eesessesaaeessaeeses 61 Figura 6 2 Barragem do DiVvor an A Aa 62 Figura 6 3 Ribeira de Nossa Senhora do Divor ccoonccccoconccononnconononooncononononnno noo conan coran carr cr nan n conan corr nnnnn anne 64 Figura 7 1 Sistema de Tratamento 8 cccccccccccoccnonocnnonanononnonononnonnnanonnnna nao nco nan nor non nor noo nan nn narran narrar n narran nnin nos 70 Figura 7 2 Gr fico da fun o de custo de constru o c sscssessessescsecsecseseeececsessessesseesesecascaecasseseeesaenses 80 Figura 7 3 Gr fico da fun o de custo de O amp M u ececceccssssessesessesscssessessecascascsssesseeseesesaaecuecascaecaseeeseeenees 80 Figura 7 4 Gr fico da fun o de custo da projec o efectuada para os custos de O amp M durante 20 anos para os tratamentos convencionais c csscsesssssesescsescscsecssssscsesessessessescaesessessesseecseseseaseeeseecauscseaeseeses 81 Figura 8 1 Gr fico com volumes de gua CAPTAG AL cececcescsecsecsesssssssesesceseescsesseceeceeceesessessesseaseaeseceseeeas 87 Figura 8 2 Variac o de custo de construc o e O amp M tendo como refer ncia os custos do cen rio Figura 8 3 Varia o de custos totais referentes ao custo total do cen rio 1 89 Figura 8 4 Varia es de custo dos sistemas de tratamento de gua n o convencionais relativos ao A Ca ad a o A O A 90 Figura 8 5 Varia es de custo finais dos sistemas de tratamento de gua tendo como refer ncia o primeiro
81. ejam implementadas medidas de car cter urgente para a preserva o dessa qualidade o mundo enfrentar s rios problemas futuros de car ncia de gua Boyd 2003 As antigas civiliza es fixavam se em redor dos recursos h dricos com o prop sito de tirarem partido dos mesmos mais facilmente devido grande depend ncia de gua Os primeiros conhecimentos de sistemas de tratamento de recursos h dricos datam os anos 1500 a C onde a civiliza o eg pcia implementou m todos de tratamento com o uso de sulfato de alum nio para solucionar problemas nas origens de gua que apresentavam part culas em suspens o relacionadas com sabores e apar ncia desagrad veis Nos anos 400 a C as preocupa es relacionavam se com os problemas est ticos tais como a apar ncia e o odor onde para a manuten o da qualidade das guas de consumo os tratamentos de gua utilizados pela civiliza o grega relatam m todos de filtra o atrav s de carv o exposi o luz solar fervura e peneira o para o tratamento da chamada cor aparente que posteriormente se denominou de turva o U S EPA 2000b At o in cio do s culo XIX a filtra o lenta era uma t cnica de tratamento habitualmente utilizada na Europa Em meados e final deste s culo os cientistas adquiriram conhecimentos mais avan ados relativos s fontes e efeitos de contaminantes da gua pot vel principalmente com o avan o do manuseamento
82. elhoria de par metros como a cor e aturvac o A filtrac o assegurada atrav s da passagem da gua num leito filtrante podendo este ser de areia antracito ou areia e antracito Babbitt 1962 Al m do tipo de material utilizado deve se ter em conta a an lise granulom trica do material de filtra o para determinar a distribui o do tamanho de part culas e o coeficiente de uniformidade verificando deste modo a homogeneidade do meio filtrante e evitar processos de estratifica o Para a an lise granulom trica deve proceder se recolha de amostras do material de filtra o em v rios pontos e em profundidade e a partir da curva granulom trica s o definidos os par metros Rodrigo 2007 di metro efectivo d10 di metro para o qual o peso correspondente a part culas menores que este 10 do peso total da amostra coeficiente de Uniformidade CU CU d60 d10 CU lt 1 5 De acordo com a taxa de filtra o t esta pode classificar se em filtra o lenta 0 10 lt t lt 0 54 m m h ou filtra o r pida 5 lt tp lt 12 m m h Huisman 1977 Outros par metros a considerar nos processos de filtrac o s o a velocidade de filtrac o o caudal de entrada no filtro e a perda de carga Para evitar o processo de colmatac o dos filtros precede se periodicamente a lavagem dos mesmos A lavagem inicia se com o isolamento do filtro seguido da aplicac o de um fluxo de gua ou ar e gua n
83. ep o dos sistemas de tratamento a adoptar quer em termos de qualidade para os diferentes usos Para a caracteriza o do estado tr fico das albufeiras considerou se os par metros f sforo total e clorofila a uma vez que s o estes os par metros considerados na classifica o da Organiza o para a Coopera o e Desenvolvimento Econ mico OCDE e tamb m adoptada pelo Instituto da gua INAG No Quadro 5 1 apresentam se os intervalos de concentra o para o f sforo e para a clorofila a relativos ao estado tr fico de massas de gua Para al m destes par metros foram considerados tamb m o azoto amoniacal o azoto Kjeldahl a CBOs a CQO os coliformes fecais e totais os estreptococos fecais o ferro o mangan s os nitratos a oxidabilidade os SST e o pH por serem descritores importantes no tratamento de guas destinadas aos diferentes usos considerados neste trabalho 50 Quadro 5 1 Classifica o do estado tr fico de massas de agua Fonte OCDE 2000 x Ultra vgs ve igs Hiper Pardmetro i vat Oligotr fico Mesotr fico Eutr fico Ri Oligotr fico Eutr fico F sforo Total mg m P 4 0 4 0 10 10 35 35 100 gt 100 Clorofila a valor A 3 m dio mg m 1 0 1 0 2 5 2 5 8 0 8 0 25 gt 25 Clorofila a valor m ximo mg m 80 25 25 75 gt 75 Relativamente ao estudo da conformidade legal os par metros necessitam da verificac o do Decreto lei 236 98 Anexo que representa
84. feros das margens dos rios e dos ecossistemas naturais De acordo com a Directiva 2000 60 CE por mais pequena que fosse a quantidade de gua contaminada esta era suficiente para poluir milhares de litros de gua A poluic o praticada hoje poder permanecer durante muitos anos nas guas subterr neas Al m de toda a problem tica relacionada com a car ncia de gua a m gest o deste recurso permitindo a descarga de poluentes e contaminantes nos recursos naturais conduz a degradac o da qualidade por vezes irrevers vel das massas de gua naturais Sendo exemplos a poluic o causada pelo uso de detergentes dom sticos pesticidas e fertilizantes na agricultura e de v rios produtos qu micos usados na ind stria contribuindo para as elevadas concentra es de f sforo nos rios originando um crescimento excessivo de organismos fitoplanct nicos levando a eutrofizac o das massas de gua De acordo com o relat rio da UNESCO gua para o Homem gua para a vida divulgado em Marco de 2003 esta degradac o tem impactes directos que afectam a sa de p blica pois constatou se existir uma relac o entre o n mero de mortes e o consumo de guas contaminadas Nos pa ses em vias de desenvolvimento o acesso a guas com uma boa qualidade limitado verificando se assim um ndice elevado de mortes decorrentes do consumo n o controlado de guas contaminadas A crescente procura de gua resulta na execuc o de grandes proj
85. g s di xido de cloro explosivo tendo que ser gerado no local para concentra es elevadas pode produzir de cloro odor desagrad vel em alguns sistemas custo cerca de cinco vezes superior ao do cloro O di xido de cloro tem um poder desinfectante menor que o ozono por m mais eficaz que o cloro Estudos recentes nos EUA e no Canad demonstraram que o di xido de cloro inactiva enterov rus Escherichia coli e amibas e eficiente contra cistos Cryptosporidium Solsona 2003 O Ozono constitui actualmente uma alternativa ao cloro Em 1857 foi fabricado um gerador de ozono que foi utilizado pela primeira vez em 1906 numa esta o de tratamento de guas ETA em Nice Fran a Solsona 2003 A press o e temperatura normais um g s inst vel que se decomp e rapidamente na sua mol cula de oxig nio O2 Motivo pelo qual n o deve ser armazenado num contentor devendo antes ser fabricado no local e usado imediatamente Por ser um agente oxidante bastante forte a sua utiliza o permite a remo o de cor controlo de odor e sabor a oxida o do ferro mangan s e compostos organoclorados assim como a destrui o de microalgas que persistam na gua Este permite a redu o na forma o de compostos organoclorados cancer genos e ainda a destrui o de organismos patog nicos Eriksson 2001 32 A sua efici ncia n o afectada pelo pH nem pela presenca de am nia e no processo de pr ox
86. gens e dos caudais m dios Relativamente s percentagens existe uma redistribuic o para os usos de consumo e contacto directo e ainda para as guas balneares uma vez que n o ser captada gua para os usos exteriores que por sua vez possibilitar a diminuic o do valor total captado no terceiro e quarto cen rios Uma mais valia para a minimizac o da necessidade de captac o traduzindo se num benef cio ambiental Os valores de captac o de gua variaram de acordo com os sistemas de tratamento aplicados em cada cen rio De acordo com o Quadro 7 5 verifica se que do C1 para o C2 h uma diferenca de 10 5 3 al 4 r m d provenientes da altera o da aplica o do sistema de tratamento n o convencional de toda a quantidade de gua a utilizar apenas para as guas de consumo humano Esta altera o tem que ver com o facto das perdas associadas aplica o do sistema de tratamento n o convencionais serem superiores s perdas no sistema de tratamento convencional De acordo com a Figura 8 1 verifica se que existem diferen as de 18 7 m d de volume captado entre o terceiro e o segundo cen rio que se justifica pelo facto de ser implementado um sistema de reutiliza o das guas residuais no C3 ou seja o caudal abrangido pelas perdas associadas ao tratamento convencional ser menor apenas para as guas de consumo e contacto directo e balneares J do C3 para o C4 no que se refere a capta o de
87. i es anteriormente dispersas por v rias entidades p blicas que dificultava uma maior efici ncia da Administra o na fiscaliza o de uma mat ria essencial protec o da sa de humana REA 2008 13 Quadro 2 1 Qualidade das guas doces superficiais destinadas produ o de Par metros pH 25 C C r ap s filtra o simples S lidos Suspensos Totais Temperatura Condutividade Cheiro Nitratos Fluoretos 1 Cloro org nico total extra vel Ferro dissolvido mg L 1 Mangan s Cobre Zinco Boro Ber lio Cobalto N quel Van dio Ars nio C dmio Cr mio total Chumbo Sel nio Merc rio B rio Cianetos Sulfatos Cloretos Subst ncias tensioactivas que reagem com o azul de metileno Fosfatos 2 Fen is Hidrocarbonetos dissolvidos ou emulsionados Hidrocarbonetos arom ticos polinucleares Pesticidas totais parati o hexaclorociclo hexano dieldrina e outros Car ncia qu mica de oxig nio CQO Oxig nio dissolvido 3 Car ncia bioqu mica de oxig nio a CBO5 202C Azoto Kjeldahl excluindo o azoto de NO2 e NO3 Azoto amoniacal Subst ncia extra veis com clorof rmio Carbono org nico total COT Carbono org nico residual ap s floculag o e filtrac o atrav s de membrana 5um Coliformes totais Coliformes fecais Estreptococos fecais Salmonelas humano Fonte Decreto Lei n 2 236 98 ANEXO Express o dos Resultados Escal
88. idac o as dosagens variam entre 0 5 a 2 mg L com tempos de contacto de 1 a 3 minutos White 1992 Contudo tal como o cloro e o di xido de cloro o ozono produz como subprodutos os brometos alde dos cetonas e cidos carbox licos O ozono cada vez mais utilizado em Portugal nos processos de pr oxidac o uma vez que se apresenta como um bom destabilizante de col ides muito eficaz tamb m na remo o de ferro e mangan s e n o forma THM durante o processo de tratamento Viana 1991 utilizado na eliminac o de fen is e aperfeicoa a floculac o Solsona 2003 O Quadro 3 3 apresenta as principais vantagens e desvantagens da utilizac o do ozono no processo de pr oxidac o Quadro 3 3 Vantagens e Desvantagens da aplicac o do ozono no tratamento de guas Fonte White 1992 Vantagens Mais eficaz do que o cloro cloraminas e di xido de cloro na inactivac o de v rus Cryptosporidium e Giardia pode melhorar o processo de coagulac o e de remoc o de turvac o tempos de contacto curtos na aus ncia do bromo n o forma subprodutos halogenados a actividade germicida n o influenciada pelo pH 3 1 2 Coagula o Desvantagens Forma o de SPD particularmente pelo bromato e SPD brominados alde dos e cetonas necessita de actividade biol gica nos filtros para remover os compostos org nicos assimil veis e SPD biodegrad veis desaparece rapidamente a ele
89. iferentes cen rios Usos Cen rio 1 Cen rio2 Cen rio3 Cen rio 4 A Consumo Directo 16 0 16 0 24 2 24 2 B Contacto Directo 44 6 44 6 67 6 67 6 C Balneares 5 4 5 4 8 2 8 2 D Usos Exteriores 34 0 34 0 Autoclismos Rega Lavagens de carros e pavimentos Totais 100 100 100 100 No Quadro 7 4 est o presentes as percentagens das utiliza es de gua nos quatro cen rios Com base nestes e sabendo se que a popula o necessita de quantidades pr definidas de gua para cada utiliza o e ainda que a aplica o dos sistemas de tratamento ser diferente em cada cen rio a quantidade de gua que dever ser captada vai ser diferente pois existem perdas associadas 73 diferentes Vejamos de seguida as quantidades de gua captadas nos diferentes cen rios calculadas atrav s da equa o de determina o do caudal de capta o atr s referida Quadro 7 5 Valores de capta o de gua Cen rio 1 Cen rio 2 Cen rio 3 Cen rio 4 Caudal captado m d 67 5 57 0 38 3 38 3 Os diferentes cen rios foram projectados com o prop sito da optimizac o do recurso h drico ou seja a poupan a de capta o de gua Como se pode observar atrav s do Quadro 7 5 este objectivo foi conseguido uma vez que existe uma diminui o significativa na capta o resultante da diminui o de perdas dos diferentes sistemas de tratamento associados e ainda da reutiliza o da gua dos usos anteriormente exercidos
90. iltra o e Osmose Inversa na sequ ncia do processo biol gico de tratamento da gua residual 27 28 3 Principais Operag es e Processos Unit rios utilizados no tratamento de gua para abastecimento z O tratamento de gua materializado por processos e opera es unit rios onde o grau de complexidade depende da qualidade e natureza da gua na origem tendo como grande objectivo garantir uma qualidade de gua adequada ao consumo humano podendo no entanto esta ser aplicada em outros usos Os consumidores procuram um servi o que garanta uma qualidade de gua preservando e protegendo o meio ambiente e que seja administrado por uma gest o financeira respons vel garantindo pre os justos 3 1 Sistemas de Tratamento Convencionais 3 1 1 Pr oxida o A pr oxida o um processo unit rio de tratamento de guas que sempre que aplicado precede as restantes opera es e processos unit rios Este tem como finalidade efectivar o cumprimento dos limites estabelecidos pela legisla o em vigor relativamente contamina o microbiol gica A realiza o desta etapa consiste na oxida o parcial da mat ria org nica e das subst ncias redutoras dissolvidas na inactiva o parcial de microrganismos do fitopl ncton e do zoopl ncton e no arejamento e liberta o de gases dissolvidos em excesso Rodrigo 2007 A efici ncia da pr oxida o depende em grande parte da natureza das subst ncias o
91. io determinar o valor de custo de tratamento estimado na implementac o desta metodologia Na estimativa de custos considerou se uma taxa de actualizac o de 0 03 e uma taxa de convers o de d lares americanos em euros 1 409 m s de Julho de 2009 Banco de Portugal Relativamente aos custos associados a operac o e explorac o da instalac o do tratamento de gua considerou se um per odo de funcionamento da ETA de 16 horas e ainda uma concentrac o de ozono de 5 mg L utilizada no processo de pr e p s ozoniza o Para a avaliac o t cnico econ mica deste estudo teve se em conta as curvas de custo de construc o C C e de operac o amp manutenc o O amp M de Hansen e tal 1979 cujo dominio de aplicac o equivale a caudais de 0 39 a 157 71 m h As fung es de C C e de O amp M foram determinadas atrav s da soma da avaliac o das func es de custo por operac o e processos unit rios De seguida nos Quadros 7 7 e 7 8 est o descriminadas as curvas de custo actualizadas ao ano de 2009 Quadro 7 7 Curvas de custo de Constru o Custos de Construc o Fun es de Custo R Pr oxidac o C 0 9049Q 810 03Q 37301 1 Gerador Ozono C 0 0007Q 8 48070 818 57 0 9734 Tanque Ozono Package C 10 5880 5240 20 104120 0 99 Coagula o Flocula o Decanta o Filtra o P s ozoniza o C 0 9049Q 810 03Q 37301 1 Gerador C 0 0007Q 8 48070 818 57 0 9734 Tanque Filtrac
92. ira do Divor Figura 6 1 pertence bacia hidrogr fica do Rio Tejo e est situada no Alto Alentejo e no Ribatejo Nasce perto de Igrejinha e desagua no Sorraia perto da localidade de Azervadinha Coruche Figura 6 1 Ribeira de Nossa Senhora do Divor Fonte Guedes de Melo e Gomes 1992 61 A barragem do Divor Figura 6 2 foi constru da entre os anos de 1963 1965 situada nos terrenos que marginam a ribeira do Divor na freguesia de Igrejinha do concelho de Arraiolos no distrito de vora e beneficia de uma rea de 488 hectares Figura 6 2 Barragem do Divor Fonte Guedes de Melo e Gomes 1992 Em 1965 iniciou se a explora o e conserva o desta obra a cargo da Direc o Geral dos Servi os Hidr ulicos e mais tarde em 1968 transferida para a Associac o de Regantes e Benefici rios do Divor com sede em Arraiolos SNIRH 2009 As principais caracter sticas da barragem e da albufeira do Divor est o presentes no Quadro 6 1 A utiliza o excessiva de fertilizantes na agricultura e de efluentes das explora es agro pecu rias e nos esgotos dom sticos originaram uma r pida e progressiva degradac o da qualidade de gua Promovendo uma r pida eutrofizac o destas massas de gua uma vez que os n veis de f sforo s o elevados Oliveira 1996 A eutrofizac o induz a proliferac o de esp cies fitoplanct nicas pouco desej veis como o caso das Cianobact rias que de ano para ano parecem prolonga
93. is tratadas descarregado nos meios receptores aqu ticos preservando os ecossistemas na medida em que reduz a quantidade de poluentes lan ados no meio ERSAR 2010 Em Portugal a reutiliza o da gua para usos n o pot veis constitui uma estrat gia de conserva o da gua que se revela necess ria na actualidade face escassez de gua que afecta principalmente 25 extensas reas das regi es do Alentejo e do Algarve mas tamb m do nordeste transmontano e do leste da Beira As previs es relativas s altera es clim ticas tra am um cen rio de agravamento no sul do pa s no que toca disponibilidade de recursos h dricos onde a reutiliza o da gua constituir uma pr tica crucial ERSAR 2010 De acordo com o documento Code of Practice Onsite Wastewater Management a reutiliza o de guas cinzentas menciona as guas n o tratadas provenientes do banho e que podem ser armazenadas ou desviadas para regas como uma alternativa tempor ria durante os meses de seca Nunca esquecendo que devem ser salvaguardadas as condi es de defesa da sa de p blica atrav s da distin o das redes de distribui o de guas pot veis e reutilizadas EPA 2008 No entanto Neves et al 2006 defende que para a reutiliza o directa das guas cinzentas desviadas dos ralos do chuveiro e do lavat rio e empregues nas descargas sanit rias deve efectuar se um tratamento pr vio para que esta possa ser armazenada m
94. ldahl mg L N CBOS mg L 0 CQO mg L 0 Clorofila a ug L Coliformes fecais NMP 100 ml Coliformes totais NMP 100 ml Cor mg L escala PtCo Estreptococos fecais NMP 100 ml Ferro mg L Fe F sforo mg L P 05 Mangan s mg L Mn Nitrato mg L NO5 Oxig nio dissolvido de satura o de O SST mg L pH Classificag o final Total N2 Amostras Quadro 7 2 Ultrapassagens para as guas de produ o de gua para consumo humano e classifica o final da massa de gua 96 97 97 98 98 99 99 00 00 01 01 02 02 03 03 04 04 05 05 06 06 07 Nede Classifi Nede Classifi N de Classifi N2 Classifi N2 Classifi N2 Classifi N de Classifi N2 Classifi N2 Classifi N2 Classifi N2 Class amos ca o amost ca o amos ca o de ca o de ca o de ca o amost ca o de ca o de ca o de ca o de ifica tras ras tras amo amo amo ras amo amo amo amo o stras stras stras stras stras stras stras 0 0 0 0 0 6 gt A3 6 gt A3 6 gt A3 6 gt A3 6 gt A3 6 gt A3 3 gt A3 9 gt A3 12 gt A3 12 gt A3 12 gt A3 11 A2 12 A3 12 A3 10 A2 5 gt A3 12 A3 3 A3 9 A3 12 A3 12 gt A3 12 gt A3 12 gt A3 11 gt A3 12 gt A3 10 gt A3 5 gt A3 12 gt A3 0 0 0 0 11 Eutr fi 11 Eutr fi 11 Eutr fi 12 Eutr fi 12 Eutr fi 10 Eutr fi 12 Eutr co co co co co co fico 11 A2 12 A2 12 A2 12 A2 12 A2 11 A2 12 A2 12 A2 11 A1 12 A2 11 A2 11 A2 12 A3 12 A3 12 A3 12 A2 12 A2 12 A2 12 A2 11 A2 12 A2 12 A2 0 0 0 3 A2 1 A2 10
95. licos subst ncias h micas mat ria org nica e i es met licos presentes na gua originando sub produtos da oxida o como o ido clorito CIO regulamentado pela EPA em 1 0 mg CIO L e ainda o ido clorato CIO Rook 1976 No Quadro 3 2 est o presentes as principais vantagens e desvantagens da aplica o do di xido de cloro na pr oxida o Contrariamente ao cloro o di xido de cloro n o reage com o azoto amoniacal n o formando THM e clorofen is e inactiva rapidamente a maioria dos microrganismos numa ampla faixa de pH entre 5 e 10 EPA 1999 31 Quadro 3 2 Vantagens e Desvantagens da aplicac o do di xido de cloro no tratamento de guas Fonte White 1992 Vantagens Mais eficaz do que o cloro e cloraminas na inactivac o de v rus Cryptosporidium e Giardia Oxida ferro mangan s e sulfuretos pode melhorar o processo de clarificac o controlo de sabor e cheiro resultantes das algas e queda de vegetac o e compostos fen licos n o forma SPD quando produzido sem excesso Desvantagens Origina subprodutos espec ficos i es clorito e clorato a efici ncia do gerador e a dificuldade de optimiza o pode originar excesso de reagente cloro no ponto de aplica o o qual pode potenciar a forma o de subprodutos halogenados da desinfec o custos associados s determina es laboratoriais dos i es clorito e clorato economicamente desfavor veis o
96. liformes fecais pertencem a este subgrupo de microrganismos que aparecem exclusivamente do tracto intestinal Em laborat rio a diferenca entre coliformes totais e fecais efectuada atrav s da temperatura Os coliformes fecais continuam vivos mesmo a 44 C enquanto os coliformes totais t m crescimento a 35 C A sua identifica o na gua permite afirmar que houve presen a de mat ria fecal Embora a identifica o dos estreptococos fecais n o seja uma pr tica habitual em an lises de guas laboratoriais estes constituem um subgrupo importante pois dele fazem parte as esp cies do g nero Streptococcus Tal como os Coliformes Fecais os Estreptococos Fecais ocorrem apenas no tracto intestinal do Homem e de animais endot rmicos Para avalia o da efici ncia de um sistema de tratamento de gua e da credibilidade do sistema de distribui o a utiliza o de organismos identificadores parte do princ pio de que a aus ncia desses organismos representa a aus ncia de patog nicos Estes organismos deveriam ser mais resistentes aos sistemas de tratamento do que os patog nicos como se prova pela presen a dos protozo rios Giardia lamblia e Cryptosporidium parvum Protozo rios Almeida 2005 10 Alguns dos compostos considerados importantes estudar quando se referem guas destinadas para o abastecimento p blico s o o f sforo total e ainda a clorofila a O f sforo total um factor limitante para o desenvolvimento d
97. mente 45 anos Este aproveitamento com uma taxa de utiliza o da ordem dos 90 apresenta problemas de degradac o do canal principal de rega problemas de drenagem no per metro e de acessos sendo que a Associa o de Regantes n o disp e de capacidade financeira para mandar elaborar os projectos para reabilita o do canal para os esgotos e caminhos Sendo a rega o principal uso da gua da Albufeira do Divor segundo a Resolu o do Conselho de Ministros n 115 2005 o sistema agro pecu rio tamb m representa uma actividade praticada na rea da albufeira influenciando a sua qualidade de gua Actividades secund rias como a pesca nata o navega o recreativa entre outros s o permitidas embora com algumas restri es No entanto a qualidade da gua da albufeira apresenta um car cter sazonal Na agricultura a utiliza o de produtos destinados ao controlo e crescimento das culturas contribuem para o aumento de diferentes elementos na composi o da gua da albufeira tais como o chumbo ars nio cobre e zinco no caso dos pesticidas e azoto e f sforo no caso dos fertilizantes Alguns compostos por apresentarem fraca reten o nos solos agr colas acabam por sofrer lixivia o para o interior da albufeira contribuindo assim para a degrada o das massas de gua Devido ao facto das albufeiras constitu rem um receptor das guas das escorr ncias provenientes de efluentes actividades agr colas e industriais
98. mo mencionado anteriormente n o apresentam altera es efectivas de custos No entanto se neste estudo fosse contemplado uma estimativa de custos para os sistemas de tratamento de guas residuais de acordo com os caudais necess rios verificavam se diferencas Face a todos os resultados obtidos e an lises produzidas ao longo deste estudo verifica se que existe uma poupan a econ mica e ambiental traduzida pela possibilidade demonstrada de diminui o dos valores de capta o de guas na origem Atrav s de mudan as efectuadas na gest o de sistemas de tratamento de guas foi poss vel demonstrar que a implementa o de boas pr ticas pode promover um uso mais consciente dos meios h dricos Por mais que a qualidade de gua nesta albufeira estivesse t o degradada inferior a A3 conseguiu se alcan ar uma metodologia de modo a possibilitar o seu uso 91 92 9 Conclus es Atrav s do estudo realizado demonstra se ser poss vel a utiliza o de uma agua com qualidade inferior a A3 eutrofizada para produc o de gua para consumo humano assim como para os restantes usos menos exigentes A aplica o de sistemas diferenciados de tratamento de gua convencionais ST8 e n o convencionais nanofiltra o permitiu a viabiliza o da massa de agua e ainda a sua utiliza o nos quatro usos considerados possibilitando a redu o de capta o de gua na origem A aplica o dos sistemas de tratamento de
99. mport ncia que todos desenvolvam regulamentos para o melhoramento da qualidade de gua e que os fa a cumprir seriamente igualmente importante educar o p blico relativamente a import ncia da protecc o do abastecimento de guas para usos futuros Boyd 2000 2 4 Degradac o da qualidade de gua A gua importante para os indiv duos sociedade e ecossistemas naturais e sem um sistema de abastecimento adequado a vida tal como se conhece n o conseguiria existir A qualidade da gua pode ser negativamente influenciada por causas naturais mas a raz o mais comum para uma qualidade empobrecida a corrente contamina o de origem antropog nica introduzindo limita es ao aproveitamento de alguns recursos h dricos acentuando os desequil brios quantitativos entre a procura e a disponibilidade de gua Este tipo de ac es desencadeia preocupa es sociais graves uma vez que as suas consequ ncias trar o efeitos irrevers veis aos ecossistemas naturais e sa de p blica 19 Devido a sua necessidade de gua o Homem aprendeu a controlar a sua qualidade Por m o r pido crescimento da populac o humana no s culo passado aumentou o descuido frente a protecc o da qualidade de gua originando a degradac o dos recursos h dricos As respostas dadas at ent o n o eram suficientes para contornar esta situac o Boyd 2000 Algumas actividades tecnol gicas favoreceram para um aumento da contaminac o dos aqu
100. nglobam diversas componentes que v o desde o estudo dos tipos de m dulos e membranas necessidade de pr tratamento tipo de lavagem caracter sticas da gua bruta e processos de rejei o e colmata o das membranas Desde o in cio dos anos 70 que se observou na MF e na UF tecnologias competentes no processo de separa o por membranas A sua grande utiliza o foi na dessaliniza o ind stria alimentar e electr nica uma vez que a UF permitiu novas e melhores possibilidades de concentrar purificar ou recuperar prote nas Doyen 1997 e Netto 2003 T m tido grande aceita o em processos que envolvam filtra es finas e ainda uma utiliza o crescente no tratamento de guas para abastecimento p blico remo o de cor turva o percursores dos THM poluentes inorg nicos nomeadamente na produ o de gua a partir da gua do mar ou de guas salobras quer de profundidade quer de superf cie Metcalf amp Eddie 2003 Independentemente da tecnologia de membranas utilizada com particular nfase no caso da osmose inversa as vantagens associadas de um modo geral a este tipo de tecnologia incluem a obten o de um produto final de excelente qualidade manuten o e monitoriza o reduzidas opera o simples unidades de tratamento bastante compactas 44 De notar que quando aplicado o processo de Ol a gua fica completamente desmineralizada sendo que caso o nivel de condutividade esteja abai
101. nos de Gest o de Regi o Hidrogr fica PGRH Os objectivos ambientais da DQA para as guas superficiais s o evitar a deteriora o do estado das massas de gua proteger melhorar e recuperar todas as massas de gua com o objectivo de alcan ar o bom estado das guas bom estado qu mico e o bom estado ecol gico proteger e melhorar todas as massas de gua fortemente modificadas e artificiais com o objectivo de alcan ar o bom potencial ecol gico e o bom estado qu mico reduzir gradualmente a polui o provocada por subst ncias priorit rias e eliminar as emiss es as descargas e as perdas de subst ncias perigosas priorit rias A DQA procura que os objectivos ambientais sejam alcan ados de forma equilibrada atendendo entre outros aspectos viabilidade das medidas que t m de ser aplicadas ao trabalho t cnico e cient fico a realizar efic cia dessas medidas e aos custos operacionais envolvidos Considerando que a gua n o um produto comercial como outro qualquer mas um patrim nio que deve ser protegido defendido e tratado como tal esta pol tica comunit ria tem como finalidade contribuir para o prosseguimento dos objectivos de protec o e melhoramento da qualidade do ambiente De modo a exercer uma protec o refor ada das massas de gua atrav s da redu o gradual das descargas das emiss es e perdas de subst ncias tais como os nitratos agr colas e agro pecu rios e guas residuais
102. ntidades de guas tratadas na ETA e na ETAR s o tamb m observ veis na estimativa de custos associados aplica o dos sistemas de tratamento de guas nos quatro cen rios No Quadro 8 1 est o presentes os valores de custos de constru o O amp M e totais nos quatro cen rios para os sistemas de tratamento de gua convencionais 87 Quadro 8 1 Valores de custos de constru o custos de O amp M e custos totais para os quatro cen rios em sistemas de tratamentos convencionais Custos Cen rios C C C O amp M C Total C1 240 471 47 856 279 5 1096 751 c2 235 097 92 841 921 7 1 077 020 c3 225 491 47 816 121 5 1 041 613 c4 225 491 47 816 121 5 1 041 613 De acordo com a Figura 8 2 verifica se que h uma varia o de custos de constru o e de opera o amp manuten o entre os tr s primeiros cen rios mantendo se constantes relativamente ao C3 e C4 Nos custos totais os sistemas de tratamento convencionais Figura 8 3 se admitirmos o C1 como refer ncia relativamente ao C2 apresenta uma diminui o de 19 731 Quando comparado com o C3 observa se uma economia de 55 138 Podendo afirmar se que h um decr scimo geral nos custos de tratamento convencionais n o existindo altera es entre o C3 e o CA porque em rela o aplica o de sistemas de tratamento de gua estes ser o os mesmos A de Custos 2000 2000 A de Custos Figura 8 2 Varia o d
103. nvencional de tratamento seguido por um sistema de tratamento n o convencional O tratamento convencional adoptado foi o ST8 constitu do por pr oxida o coagula o flocula o decanta o filtra o p s ozoniza o filtra o por carv o activado e desinfec o E o tratamento n o convencional consistiu numa NF As diferentes materializa es dos dois sistemas de tratamento de gua adoptados assim como a introdu o de recircula o de guas residuais tiveram como principal objectivo a minimiza o da necessidade dos n veis de capta o poupan a do recurso gua e ainda a avalia o dos custos dos sistemas de tratamento Para tal foram perspectivados quatro cen rios para uma compara o entre tratamentos diferenciados nos distintos usos assim como dois tipos de recircula o das guas residuais As solu es propostas s foram conseguidas com o conhecimento pr vio das quantidades efectivamente necess rias para os diferentes usos Onde estas quantidades foram utilizadas num balan o h drico permitindo efectuar o c lculo dos volumes de gua a captar Os Quadro 7 3 e 7 4 apresentam os caudais m dios e os valores percentuais de gua necess rios nos quatro cen rios para os diferentes usos Revelando n o haver diferen as entre o primeiro e o 85 segundo cen rios no entanto nos dois ltimos a introduc o de sistemas de reutilizac o da gua residual resultam na alterac o das percenta
104. o VLE na descarga de guas residuais Muitos par metros t m evolu do qualitativamente reflectindo o impacte que v rios contaminantes ou impureza t m sobre os determinados usos da gua Spellman 2003 Em seguida apresenta se uma breve discuss o relativa a estes par metros As origens de gua utilizadas s o as massas de gua provenientes de meios superficiais tais como rios albufeiras e lagos destinadas ao consumo humano As principais caracter sticas deste tipo de guas s o a cor a turvac o a temperatura a contaminac o bacteriana e os microrganismos patog nicos Alves 2007 Devido aos usos a que ser o destinadas estas guas necess rio ter em conta o Azoto amoniacal o Azoto Kjeldahl a cor o ferro o mangan s os nitratos o oxig nio dissolvido os s lidos suspensos totais o pH indicadores globais de mat ria org nica e alguns par metros microbiol gicos A cor insere se nos par metros organol pticos e quando naturalmente presente nas guas resulta da presenca de subst ncias dissolvidas entre as quais ferro mangan s cidos h micos e ainda mat ria org nica resultante de material vegetal e animal em decomposic o A cor que influenciada por part culas s lidas em suspens o pode se referir como sendo cor aparente A OMS define que para ser pot vel a gua n o deve apresentar nenhuma colorac o de grande intensidade Considera se que a cor uma qualidade est tica da gua e que por
105. o Directo Directo Convencional Usos Exteriores Balneares Tratamento Convencional Este cen rio prev o tratamento de toda a gua a utilizar a qualidade m xima independentemente da sua finalidade atrav s de um sistema de tratamento n o convencional Deste modo qualquer que seja o uso a qualidade da gua ser m xima Admitindo se que as piscinas ter o como sistema de manuten o de qualidade de gua a recirculac o da gua com tratamento interm dio estas n o ser o enviadas ETAR Almeida et al 2006 54 Cen rio 2 Usos Captac o Contact gt ETAR gt Tratamento a a gt LETAR Convencional E Balneares Usos Exteriores Tratamento N o gt Consumo Convencional Directo O cen rio 2 C2 admite dois n veis de tratamento de agua um convencional que garante o tratamento de todo o caudal necess rio usar e um n o convencional apenas para o caudal associado ao Consumo Directo A diferenciac o da qualidade de gua tratada justifica se pelo tipo de usos a que estas se destinam Cen rio 3 ETA Usos Capta o Tratamento Contacto directo R ETAR Convencional Balneares Usos exteriores gt Tratamento N o Consumo directo Convencional No cen rio 3 al m da diferencia o do tratamento associado aos usos contempla se igualmente a possibilidade de reaproveitar as guas provenientes dos diversos usos e as enviadas da
106. o das guas para a higiene pessoal assim como para as lavagens de vestu rio e utens lios dom sticos e ainda para a manuten o interna da habita o e representam uma percentagem de 44 6 Devido a falta de legisla o nacional para este grupo de usos ser aplicada a legisla o de guas para consumo humano Pois esta garante a qualidade m nima necess ria para o consumo directo e por conseguinte para o contacto directo Embora exista a apreens o de que para este tipo de uso n o ser necess ria uma qualidade de gua t o exigente 53 As guas destinadas a rega lavagens de pavimentos e de carros e ainda para as descargas sanit rias s o chamadas de usos exteriores Foram legisladas de acordo com as guas destinadas a rega e representam uma percentagem de 34 Finalmente o ltimo uso contemplado no estudo refere se as guas balneares que se encontram legisladas pelo Decreto Lei 236 98 Anexo XV sendo essas as guas utilizadas para o enchimento de piscinas Segundo no Quadro 5 3 estas correspondes a 5 4 da totalidade de gua Simularam se quatro cen rios onde se materializaram casos poss veis de aplicac o de sistemas de tratamento de guas E deste modo prever redu es de consumo de gua na origem com recursos a sistemas de recirculac o de guas residuais De acordo com o referido anteriormente apresentam se os quatro cen rios considerados Cen rio 1 Usos ETA Captac o Tratamento N
107. o sentido contr rio ao da filtrac o contra corrente de forma a promover uma expans o do meio filtrante Almeida 2005 3 1 6 P s Ozonizac o Depois do processo de filtrac o a gua ainda pode conter microrganismos e para a remoc o destes necess rio recorrer ao processo de p s ozonizac o A aplica o do ozono na p s ozoniza o reduz significativamente a quantidade de virus e bact rias garantindo assim a desinfec o e evitando deste modo o excesso de cloro para manter a gua pot vel no sistema de distribuic o de gua at ao consumidor Cerva 2003 36 A p s ozoniza o consiste num processo avan ado de tratamento de gua um complemento ao processo de pr oxida o pr oxidada pelo ozono e controlada a partir da quantidade de ozono produzido no gerador Cerva 2003 A aplica o do ozono no tratamento de gua uma alternativa em rela o aos m todos convencionais O ozono tem sido considerado como uma das melhores alternativas ao tratamento de gua pot vel atrav s de tecnologia que recorre ao uso de oxig nio como agente oxidante Por ser um tratamento electr nico autom tico e cont nuo a sua administra o pode ser completamente automatizada e realizada em tempo real optimizando assim o custo de m o de obra e de manuten o e reduzindo o potencial de erro nas dosagens Cerva 2001 A sua utiliza o n o altera o pH da gua e reduz fortemente a utiliza o de produtos qu mi
108. olu es inovadoras ao campo social tecnol gico e da gest o governamental Brito 2008 De um modo geral o consumo de gua distribui se pela agricultura ind stria e abastecimento dom stico Os consumos dom sticos na actualidade resumem se essencialmente alimenta o em m dia 3 L dia hab diversas actividades de lavagem drenagem de res duos higiene pessoal e rega de jardins Estes consumos variam consoante o pa s e os h bitos da sua popula o Nos EUA as quantidades chegam aos 600 L dia hab na Europa o consumo n o ultrapassa em geral 250 a 300 L e em pa ses com falta de recursos h dricos podem observar se como exemplo valores de 30 L em m dia em frica e 5 L em Madag scar Em suma o consumo de gua pot vel por habitante aumenta em alguns pa ses desenvolvidos diminuindo nos pa ses onde a falta de gua considerado um problema grave pa ses em via de desenvolvimento tal como no Egipto ou em Israel Mauriel 2006 Aproximadamente 70 da gua consumida no planeta incluindo a desviada dos rios e a dos aqu feros s o usados para irriga o cerca de 20 usados na ind stria e os restantes 10 s o 21 utilizados no consumo dom stico A agricultura necessita de elevadas quantidades de agua por m existe a utiliza o industrial que Ihe tem feito concorr ncia atrav s da grande necessidade que se sente na urbanizac o e na industrializac o Estas apresentam se economicamente luc
109. orma a poderem ser separados quer por sedimentac o quer por flotac o B chaux 1973 Esta operac o materializada em tanques munidos de equipamento mec nico ou recorrendo a equipamento hidr ulico de modo a garantir as condi es optimizadas de mistura lenta 34 Entre os factores a serem considerados para o seu dimensionamento as c maras de mistura lenta devem ter um tempo de retenc o superior a 15 minutos t gt 15 min e um gradiente de velocidade inferior a 100 s G lt 100s Spellman 2003 Estes valores devem se constitui o e temperatura das guas a tratar McGhee 1991 3 1 4 Decantac o A decanta o a opera o unit ria que se segue a coagula o flocula o Esta permite a separa o entre a fase l quida e s lida atrav s de uma sedimenta o por ac o da gravidade promovendo a deposi o dos flocos no fundo dos decantadores dando origem s lamas fase s lida B chaux 1973 Esta opera o possibilita a redu o do teor de alguns par metros da gua tais como turva o cor ferro mangan s algas dureza e mat ria org nica conferindo lhe um aumento de qualidade para posterior filtra o Em solu es de decanta o compactas ou reabilita o de decantadores a rea de decanta o materializada atrav s de m dulos de sec o diversa Para aumentar a rea de decanta o passando a esta a corresponder rea relativa ao sistema de m dulos no decantador
110. os de 1974 a 1976 1981 1983 1993 e 1995 que se basearam na eliminac o do uso destas guas para a agricultura A qualidade de gua empobrecida que se fez sentir no ano 1993 originou a desactivac o desta albufeira fazendo com que deixasse de ser usada ou apresentasse apenas utiliza es residuais durante o Ver o nos dias de maiores consumos como refor o em per odos de seca De acordo com estes factos durante o ano de 2001 a gest o aut rquica do local decide deixar de explorar esta albufeira pois no ano de 1995 como a gua daquela albufeira n o apresentava a qualidade necess ria o abastecimento cidade de vora passou a ser garantido por uma nova albufeira a do Monte Novo 63 6 2 Qualidade de gua na albufeira do Divor Atrav s da an lise das origens de gua e sistemas de abastecimento de algumas C maras Municipais nos concelhos alentejanos de Moura Montemor o Novo M rtola Almod var Serpa Arraiolos e o munic pio de Portim o no Algarve consideram ser estes os casos mais cr ticos relativamente a degrada o das massas de gua para os quais foi necess rio encontrar alternativas para o abastecimento de guas para consumo humano estimado que cerca de um milh o de pessoas est em risco de poder ser afectado com os problemas de abastecimento de gua caso o actual cen rio de seca se mantenha IRAR 2005 Figura 6 3 Ribeira de Nossa Senhora do Divor Fonte Guedes de Melo e Gomes 1992
111. r o seu per odo de ocorr ncia devido ao aumento de azoto e f sforo no meio aquoso A principal preocupac o com o aumento da frequ ncia de blooms de cianobact rias em bacias hidrogr ficas a capacidade desses microrganismos produzirem e libertarem para o meio l quido toxinas cianotoxinas que podem afectar a sa de humana tanto pela ingest o de gua como por contacto em actividades de recreac o no ambiente ou ainda pelo consumo de animais contaminados Vasconcelos 1999 62 Quadro 6 1 Caracter sticas principais da Barragem e Albufeira do Divor Fonte SNIRH 2009 Distrito vora Concelho Arraiolos Freguesia Igrejinha Bacia Hidrogr fica Principal Tejo Linha de gua Ribeira do Divor Barragem Altura M xima acima do leito 17m Comprimento do Coroamento 636 m Largura do Coroamento 7m Capacidade do descarregador 45 m s Albufeira Bacia Hidrogr fica 43 m rea inundada 265 ha Capacidade 11 90 hm Cota do N P A n vel pleno de 261 4 m armazenamento Na albufeira do Divor os g neros mais abundantes s o a Oscillatoria e a Anabaen que produzem compostos como a geosmina que provocam gosto e cheiros desagrad veis a gua A proliferac o de floresc ncias de Cianobact rias associada desoxigenac o em profundidade com n veis elevados de am nia pode mesmo provocar acentuadas mortalidades piscicolas Cabe adas Brogueira 1982 Foram implementadas estrat gias para a economia de gua nos an
112. r to fulfill this objective the representative situation of a population agglomerate in which the quality of the water supply at the origin is inferior than A3 was simulated The population agglomerate was typified through a gated accommodation and the available origin for water captation was the Divor dam The dam was selected based on the water quality data available at Sistema Nacional de Informac o de Recursos H dricos SNIRH and taking into account the legislation in force Four scenarios were simulated in which water treatment systems and water and wastewater reutilization circuits were associated according to different usages Direct Consumption Direct Contact Bathing and External According to the results the water and wastewater reutilization was considered as a viable alternative as long as independent circuits for the different usages was warranted protecting public health This is not only environmentally favourable since it reduces the need for water captation at the origin but it is also economically viable Key words supply system reutilization sustentability Simbologia e Acr nimos C1 cen rio 1 C2 cen rio 2 C3 cen rio 3 CA cen rio 4 C C Custo de Constru o CAG Carv o Activado Granular CAP Carv o Activado em P CBO Car ncia Bioqu mica de Oxig nio a 5 dias Ch Carga hidr ulica COD Carbono Org nico Dissolvido COS Compostos Org nicos Sint
113. r utilizada para abastecimento de populac es e aquela cuja protecc o ditada por raz es de defesa ecol gica AEA 2005 Diante das an lises globais exercidas a gua existente nas origens utilizadas no sistema de abastecimento p blico Cidade e Concelho de vora ressalta uma clara tend ncia para a r pida eutrofizac o dessa massa de gua Esta progressiva degradac o da qualidade da gua tem origens nos n veis elevados de f sforo total resultantes da utilizac o excessiva de fertilizantes na agricultura e de efluentes de explora es agro pecu rias e de esgotos dom sticos Oliveira 1996 A sa de p blica em geral e a vida pisc cola fica comprometida atrav s desta contamina o pela prolifera o de esp cies fitoplanct nicas pouco desej veis como o caso das Cianobact rias Vasconcelos 1999 6 3 Dados de Base sobre o caso de estudo De modo a justificar a aplica o dos v rios cen rios associados a uma origem de gua com as caracter sticas da Albufeira do Divor Simulou se a exist ncia de um aglomerado populacional dependente deste tipo de origens de gua Este aglomerado populacional foi materializado considerando uma situa o correspondente a um condom nio fechado junto Ribeira do Divor Este caso de estudo contempla sistemas de abastecimento de gua pr prios para consumo directo e para as demais utiliza es necess rias a uma habita o recorrendo a sistemas auto suficientes
114. ra cada uso contemplando as perdas associadas 57 No primeiro cen rio C1 ser o consideradas as perdas associadas ao sistema de tratamento convencional e ao sistema n o convencional em todo o caudal necess rio aos diferentes usos O segundo cen rio C2 contempla a distin o de tratamentos para as guas de Consumo Directo dos restantes usos sendo aplicadas perdas associadas ao sistema de tratamento convencional em todos os usos e perdas do sistema de tratamento n o convencional apenas as guas de Consumo Directo Uma vez que se prev um sistema de reutilizac o das guas dos usos de Consumo Directo e Contacto Directo no terceiro cen rio C3 para os Usos Exteriores E como s o conhecidas as quantidades de gua efectivamente necess rias em cada uso as perdas associadas ao tratamento das guas residuais na ETAR j est o contempladas nas quantidades de gua utilizadas Como referido anteriormente as perdas do sistema de tratamento n o convencional ser o aplicadas somente s guas destinadas ao Consumo Directo e as guas de Consumo Directo Contacto Directo e Usos Exteriores ser o aplicadas as perdas do sistema de tratamento convencionais Como no quarto cen rio C4 ser contemplado um sistema interno de reutiliza o de guas prevendo o abastecimento das descargas de autoclismos Prev se tamb m a exist ncia de um reservat rio R1 para acomodar as guas provenientes da reutiliza o das guas da ETAR par
115. ra consumo humano Fonte Decreto Lei 236 98 Anexo VI Par metros seleccionados Anexo VI VMR VMA Azoto amoniacal mg L NH4 0 05 0 5 Azoto Kjeldahl mg L N 1 Coliformes fecais NMP 100 ml 0 lt 1 Coliformes totais NMP 100 ml 0 lt 1 Cor mg L escala PtCo 1 20 Estreptococos fecais NMP 100 ml 0 lt 1 Ferro mg L Fe 0 05 0 2 F sforo mg L P205 0 4 5 Mangan s mg L Mn 0 02 0 05 Nitratos mg L NO 25 50 SST mg L Aus ncia 0 lt 1 pH 6 5 8 5 9 5 Quadro A3 Limites legais das guas balneares Fonte Decreto Lei 236 98 Anexo XV Par metros seleccionados Anexo XV VMR VMA Coliformes fecais NMP 100 ml 100 2000 Coliformes totais NMP 100 ml 500 10000 Estreptococos fecais NMP 100 ml 100 OD sat 02 80 120 pH 6 9 0 107 Quadro A4 Limites legais das guas destinadas rega Fonte 108 Par metros seleccionados Coliformes fecais Ferro mg L Fe Mangan s mg L Mn Nitratos mg L NOs SST mg L pH Decreto Lei 236 98 Anexo XVI Anexo XVI VMR VMA 100 5 0 2 10 50 60 6 5 8 4 4 5 9 0 Anexo B 109 Quadro B Custos totais de Constru o e custos totais de O amp M no ano zero e projec o de custos ao fim dos 20 anos para os quatro cen rios do sistema de tratamento convencional Anos Equac es Cen rio 1 O C 7 02840 1482 44Q 49750 11 55 879 064 1 C 6 82370 1439 2620 48301 08 54 251 518 2 C 6 62490 1397 34Q 46894 25 52
116. ratamentos convencionais No Quadro B do Anexo B apresenta se um quadro detalhado com os valores de custos totais C C e O amp M dos quatro cen rios nos sistemas de tratamento convencionais no ano de explorac o e ao final de 20 anos O Quadro 7 10 apresenta os valores de custos totais dos sistemas de tratamento convencionais para os quatro cen rios Quadro 7 10 Valores de custo de constru o e custos de O amp M para os quatro cen rios nos sistemas Cen rio 1 Cen rio 2 Cen rio 3 Cen rio 4 de tratamento convencionais associados aos volumes de captac o de gua Q mi d 67 5 57 0 38 3 38 3 4 22 3 56 2 39 2 39 Q m h Custo C C 240 471 47 235 097 92 225 491 47 225 491 47 Projec o de Custo de O amp M 20 anos 856 279 53 841 921 76 816 121 46 816 121 46 Total 1 096 751 02 1 077 019 67 1 041 612 93 1 041 612 93 Para a obten o dos custos associados aplicaram se os caudais necess rios nos quatro cen rios s equa es anteriormente apresentadas 81 No sistema de tratamento n o convencional foi adicionado ao processo de NF uma etapa de recarbonatac o Mistura R pida Mec nica Tanque de Recarbonatac o e Filtrac o de modo a conferir a recarbonatac o destas guas De acordo com a curva de custo C C e O8 M do sistema de tratamento n o convencional de NF a 20 anos C 0 70 Q 29365 73 Q 1713395 22 Rodrigues 2008 actualiz
117. rativas no entanto exigem cada vez mais quantidades de gua estando os recursos de gua cada vez mais limitados frente ao crescente desenvolvimento Figura 2 2 podendo se prever conflitos num futuro pr ximo A medida que a populac o rural tradicionalmente dependente do poco da aldeia se muda para pr dios residenciais urbanos com gua canalizada o consumo dom stico pode facilmente triplicar Uma vez que nem toda a gua destinada ao consumo directo faz sentido que nem toda seja tratada de modo a garantir a qualidade m xima H a necessidade de se efectuar uma adaptac o nos sistemas de tratamento e assim diminuir as exig ncias quando a gua se destinar a usos menos exigentes 80 74 4 70 60 50 E Portugal m Europa Mundo 40 30 20 11 44 10 04 com rcio ind stria residencial agricultura energia turismo Figura 2 2 Valores percentuais do consumo de gua em v rios sectores em Portugal na Europa e no Mundo em geral Fonte REA 2002 AEA 2003 e UNESCO WWAP 2003 2 6 Escassez de gua Em todo o planeta existe apenas 0 007 de gua dispon vel para o consumo de cerca de 6 9 mil milh es de pessoas Um valor m nimo se pensarmos nas v rias utilidades que se pode atribuir a gua todos os dias e esta dever estar em boas qualidades para ser destinada aos usos populacionais No 22 entanto o pr prio homem inviabiliza essa utiliza o atrav s do envio de res duos e esgotos
118. rega respectivamente Para avaliar os valores recolhidos foi necess rio compar los com a legislac o vigente Os limites foram divididos em guas para produc o de gua para consumo humano guas para consumo 69 humano guas balneares e guas destinadas a rega e assim analisadas as ultrapassagens que estes valores apresentaram relativamente ao Decreto Lei 236 98 anexo Decreto Lei 236 98 anexo VI Decreto Lei 243 2001 e Decreto Lei 306 2007 Decreto Lei 236 98 anexo XV e Decreto Lei 236 98 anexo XVI Os resultados est o presentes no Quadro 7 2 com as ultrapassagens e classificac o da massa de gua Uma vez que em anos consecutivos verifica se uma classificac o da qualidade de gua superior a A3 e visto que o n mero de amostras bastante significativo convencionou se que seria adequado um sistema de tratamento convencional mais exigente e completo Como exemplo o Sistema de Tratamento 8 ST8 Figura 7 1 seguido por um sistema de tratamento n o convencional a NF por forma a garantir a qualidade adicional de gua MALE Coagulag o iltrac ar Filtrag o i Pr fi Decantag Filtrag o ST8 Pre Oxidag o Flocula o canta o i P s ozoniza o Carilo avec Desinfec o gt o Cio o Ch CIO Operago Processo Unit rio mec ua Figura 7 1 Sistema de Tratamento 8 Fonte Almeida 2005 70 Azoto Kje
119. s 52 No entanto para a elaborac o deste estudo uma vez que estes usos dom sticos compreendem caracter sticas particulares que derivam da especificidade da Regi o considerou se uma distribuic o de valores percentuais m dios e que se encontram representados no Quadro 5 3 Quadro 5 3 Distribuic o dos usos de gua Fonte INAG 2001 Usos de gua Especifica es Percentagens A Consumo Directo Alimenta o torneiras de modo 16 0 geral B Contacto Directo Banho Duche 24 5 M quina de loi a 4 3 M quina de roupa 13 0 Outros usos dom sticos 2 8 C Usos Exteriores Autoclismos 30 0 Rega lavagem de pavimentos carros 4 0 D Balneares Piscinas 5 4 Pela necessidade de tratar a gua de acordo com a legisla o vigente foi necess rio agregar estes usos e de modo a avaliar a possibilidade de minimiza o da utiliza o do recurso na origem elaboraram se quatro cen rios que pudessem simular solu es de reutiliza o interna e reutiliza o de gua residual tratada Sendo que o Consumo Directo corresponde s guas provenientes das torneiras destinadas ingest o prepara o de alimentos e ainda lavagens efectuadas no lavat rio de acordo com o Quadro 5 3 este uso corresponde a uma percentagem de 16 representando desta forma a aplica o da legisla o vigente respectiva produ o de gua para consumo humano e gua para consumo humano Os usos de Contacto Directo correspondem utiliza
120. s 7 gt Q Usos Legenda Q ETA Caudal da ETA Q usos Caudal dos usos Q m dio Caudal m dio Q necessidades Caudal das necessidades Considerando as perdas associadas ao sistema de tratamento da ETA em tratamentos n o convencionais de 25 e em tratamentos Convencionais de 10 De acordo com o caso de estudo existe a necessidade de aplicar a equa o aos diferentes cen rios mas antes importante conhecer o caudal m dio di rio Q m dio Utilizado por esta popula o Popula o 250 habitantes Capita o 200 L hab dia 0 2 m hab dia Q m dio Popula o x Capitac o 250 x 0 2 Q m dio 50 m d 72 O Q m dio para os Cen rios 1 e 2 C1 e C2 ser igual a 50 m d ap s aplica o dos sistemas de reutiliza o de gua nos Cen rios 3 e 4 C3 e C4 o Q m dio passar a ser 33 m d Quadro 7 3 uma vez que em termos de quantidade de captac o para o abastecimento dos Usos exteriores o valor ser menor Quadro 7 3 Caudais m dios dos usos de gua nos diferentes cen rios Q m dio mi d Usos Cen rio 1 Cen rio 2 Cen rio 3 Cen rio 4 A Consumo Directo 8 0 8 0 8 0 8 0 B Contacto Directo 22 3 22 3 22 3 22 3 C Balneares 2 7 2 7 2 7 2 7 D Usos Exteriores 17 0 17 0 R Autoclismos R2 Rega Lavagens de Ri carros e pavimentos Totais 50 0 50 0 33 0 33 0 Quadro 7 4 Valores percentuais calculados em fun o das utiliza es de gua do caudal captado nos d
121. s aos 17 m d necess rios aos Usos Exteriores A quantidade excedente uma vez que n o ser utilizada ser enviada ao meio receptor Cen rio 4 ETA Usos Captac o Tratamento Contacto directo Convencional Balneares Usos exteriores 6 Rega Lavagem de carros e pavimentos Tratamento N o Convencional gt Consumo directo Legenda Reservat rio de gua reutilizada da ETAR R1 Reservat rios de gua reutilizada do Consumo Directo e Contacto Directo R2 Relativamente a captac o de gua o cen rio A mant m os valores respeitantes ao cen rio 3 uma vez que se mant m as exig ncias para os n veis de qualidade de guas do Contacto Directo Consumo Directo e aguas Balneares A grande diferen a ter que ver com a quantidade de gua tratada na ETAR pois toda a gua necess ria para as descargas sanit rias provir de uma reutilizac o interna das guas de Consumo Directo Contacto Directo e esporadicamente das guas Balneares n o contempladas nos c lculos Fazendo com que na ETAR apenas seja necess rio tratar as guas 76 provenientes das descargas sanit rias e ainda da quantidade que n o ser utilizada na reutilizac o interna Q ETAR Q Excedente Q Autoclismos Q R interno 7 Q Contato Q Consumo 7 8 22 5 8 0 22 3 30 3 m d 30 3 m d Para as descargas sanit rias ser o necess rios 15 m d ao qual se dar uma margem
122. si s n o representa um risco para a sa de p blica mas por serem detectadas pelo consumidor comum sendo portanto uma condicionante na aceitac o ou rejeic o de uma gua Alves 2007 O pH a medida da concentra o do ido hidrog nio H Quando apresenta concentra es elevadas estamos perante valores baixos de pH ou seja cidos por m se as concentra es de H forem reduzidas temos valores elevados de pH e este denominado de alcalino O crescimento de microrganismos pode ser inibido por altera es significativas no pH de uma massa de gua uma vez que as reac es qu micas que ocorrem no seu seio podem tamb m ser alteradas e uma gua pr pria para consumo dever apresentar valores neutros de pH O pH das guas naturais varia em fun o da sua origem Spellman 2003 De modo a evitar os processos de anaerobiose as quantidades de oxig nio dissolvido OD devem ser mantidas em equil brio e adequadas aos processos de auto depura o em sistemas aqu ticos naturais e em Esta es de Tratamento de guas Residuais ETAR Sendo que os n veis de OD tamb m indicam a capacidade que uma massa de gua natural tem para sustentar qualidade A concentra o de OD presente no sistema de distribui o de gua de abastecimento representa um indicador de qualidade da gua em termos de mat ria org nica e n o se relaciona com efeitos fisiol gicos adversos Caso se apresentem em excesso poder o causar corros o dos
123. sistemas de tratamento convencionais e dos custos associados aos sistemas de tratamento n o convencionais no Quadro 8 3 apresenta se uma soma destes ou seja os custos totais estimados de tratamento de guas e ainda os caudais associados aos quatro cen rios pelo desenvolvimento deste estudo Quadro 8 3 Caudais captados e custos finais associados ao tratamento de guas Cen rios Q m d Custos C1 67 5 2 828 554 C2 57 0 2 705 899 c3 38 3 2 670 492 c4 38 3 2 670 492 Por observac o da Figura 8 5 e tendo como refer ncia os valores de custo do C1 pode verificar se que h um decr scimo de 122 655 quando este alterado para o C2 Neste cen rio a diferenca de valores justificada pela aplicac o do sistema de tratamento n o convencional apenas as guas 90 destinadas aos usos de consumo directo em vez da aplicac o na quantidade total de gua necess ria por esta populac o Comparativamente a implementac o do C3 e CA existe uma economia de 158 061 relativos ao C1 Figura 8 5 Pela medida anterior adoptada e ainda pela recirculac o das guas residuais utilizadas poss vel esta diminui o t o expressiva 0 20000 40000 60000 80000 Ww o un 5 o w mo lt 100000 120000 140000 160000 180000 Figura 8 5 Varia es de custo finais dos sistemas de tratamento de gua tendo como refer ncia o primeiro cen rio O C3 e C4 co
124. sistemas de tratamento e de distribui o Este fen meno pode ainda contribuir para o aumento dos teores de ferro e outros elementos met licos que conferem sabor e cor gua Alves 2007 Relativamente aos par metros que reflectem a presen a ou aus ncia de subst ncias que constituem amea as para a sa de p blica apresentam se os nitratos o azoto amoniacal o azoto kjeldahl o ferro o mangan s e os s lidos suspensos totais Onde os nitratos representam o produto final da oxida o do azoto org nico a sua presen a pode indicar contamina o atrav s de esgotos dom sticos ou por guas de drenagem de terrenos agr colas com uso intensivo de fertilizantes A OMS estipula o valor de 10 mg L de NO limite como padr o de potabilidade de uma gua a fim de preservar a sa de p blica Alves 2007 O azoto um dos nutrientes essenciais ao crescimento do fitopl ncton e um factor condicionante do seu desenvolvimento Este tem igualmente uma enorme import ncia na modela o da concentra o de OD nas massas de gua devido quantidade de oxig nio necess ria para a convers o do azoto nas suas formas inorg nicas mais est veis O azoto amoniacal uma subst ncia t xica n o persistente e n o cumulativa e indica a contamina o derivada da degrada o de mat ria org nica azotada ou da descarga de efluentes industriais como o amon aco Teores elevados de azoto amoniacal podem provocar o desenvolvimento de bac
125. stos como as cianotoxinas pesticidas hidrocarbonetos halogenados fen is gases dissolvidos metais pesados bromatos cloratos e subst ncias h micas Este produto pode ser utilizado sob duas formas em p CAP doseado em suspens o ou granular CAG aplicado em filtros Rodrigo 2007 37 A sua granulometria varia com di metros compreendidos entre 0 04 e 0 14 mm 0 04 lt d lt 0 14 mm no CAP ou di metros superiores a 0 4 mm d gt 0 4mm no carv o activado granular B chaux 1973 No que se refere a adic o de carv o activado em p deve se garantir um tempo de contacto m nimo da suspens o sendo que os tempos de contacto ptimos encontram se entre 15 a 30 minutos As faixas de doseamentos normalmente utilizadas s o as seguintes aplica o de rotina em cont nuo 2 a 8 mg L resolu o de problemas espor dicos 5 a 20 mg L situa es de emerg ncia 20 a 100 mg L Relativamente utiliza o do carv o activado granular esta normalmente reservada para situa es em que seja admiss vel a sua integra o em cont nuo na linha de tratamento contribuindo para uma remo o acentuada do COT COV compostos org nicos sint ticos COS bem como de algumas subst ncias potencialmente precursoras de THM O seu uso processa se atrav s de filtros grav ticos ou filtros de press o que devem ser colocados a jusante dos filtros de areia de modo a minimizar o efeito de colmata o maximizan
126. t rias que conferem sabor desagrad vel a gua necessitando de uma etapa de pr oxidac o e ou aumentos nas doses de cloro no processo de desinfecc o O Azoto Kjeldahl compreende formas de azoto org nico e amoniacal provenientes de actividades biol gicas naturais que t m presente detritos de azoto org nico um par metro indicativo da abund ncia de nutrientes na agua e consequente possibilidade de eutrofiza o o Anexo do Decreto Lei 236 98 estabelece como valor m ximo recomendado VMR 1 mg L de N de modo a que a concentrac o deste par metro n o esteja presente em excesso nas massas de gua Os s lidos suspensos totais SST representam a carga s lida em suspens o nas guas superficiais Estes materiais em suspens o prov m geralmente da eros o natural de detritos de origem org nica e de pl ncton Para a remo o deste par metro recorre se a simples processos de filtra o ou at mesmo separac o grav tica Devido aos seus comportamentos geoqu micos o Ferro e o Mangan s podem estar presentes num meio aquoso em dois estados de oxida o As suas esp cies reduzidas Fe e Mn formam 7 3 4 compostos sol veis e a sua forma particulada Fe e Mn em ambientes oxidantes tornam se insol veis e precipitam Alves 2007 O ferro presente nas guas superficiais prov m frequentemente dos sedimentos natureza do solo da lixivia o de terrenos e da polui o mineira ou metal rgic
127. ticos COT Carbono Org nico Total COV Compostos Org nicos Vol teis CQO Car ncia Quimica de Oxig nio Cu coeficiente de uniformidade d o di metro efectivo ETA Esta o de Tratamento de Agua ETAR Estac o de tratamento de gua Residual G Gradiente de velocidade H ido hidrog nio MF Microfiltrac o MON Mat ria Org nica Natural NF Nanofiltrac o OD Oxig nio Dissolvido O amp M Custo de Operac o e Manutenc o Ol Osmose Inversa Q m dio Caudal M dio R1 Reutilizac o 1 R2 Reutilizac o 2 R Coeficiente de determina o RH Recurso H drico SPD Subproduto da Desinfec o SST S lidos Suspensos Totais ST8 Sistema de Tratamento 8 tf Taxa de filtra o THM Trihalometanos tr Tempo de Retenc o Hidr ulico UF Ultrafiltra o UV Ultravioleta VMA Valor M ximo Admiss vel VMR Valor m ximo Recomend vel VP Valor Param trico A Varia o vi Abreviaturas DQA Directiva Quadro da gua EPA Environmental Protection Agency ERSAR Entidade Reguladora dos Servi os de guas e Res duos EUA Estados Unidos da Am rica INAG Instituto da gua IRAR Instituto Regulador de guas e Res duos OCDE Organiza o para a Coopera o e Desenvolvimento Econ mico OMS Organiza o Mundial de Sa de PBH Tejo Plano de Bacia Hidrogr fica do Rio Tejo PEAASAR Plano Estrat gico de Abastecimento de gua
128. todos actualmente utilizados em v rias regi es do mundo s o a dessaliniza o de gua salobra proveniente de massas de gua sujeitas a intrus o salina das guas marinhas e a reutiliza o de gua residual tratada 2 7 Reciclagem e Reutiliza o de gua O termo reciclagem est intimamente ligado com o conceito de recupera o e reaproveitamento de material til desperdi ado Na maior parte das vezes a reciclagem associada ao reaproveitamento de latas de alum nio garrafas de vidro e jornais no entanto a gua igualmente um recurso pass vel 24 de ser reciclado Devidamente tratada esta pode ser reaproveitada para diversos fins tais como a irrigac o agr cola e paisag stica processos ind strias alguns usos urbanos e reabastecimento de guas subterr neas em bacias hidrogr ficas EPA 2008 Durante o ciclo natural da gua o solo tem a capacidade de a reciclar e reutilizar h v rios milh es de anos embora a reciclagem de gua ser um termo referente a projectos que utilizem mecanismos de tratamento que acelerem estes processos naturais Na reciclagem existem dois termos que diferenciam o modo como esta se processa Quando estamos perante o processo natural de reutiliza o de gua ou seja desde a nascente que em toda a sua linha de gua esta ser utilizada e posteriormente reutilizada tratada canalizada e descarregada para o meio receptor d se o nome de reciclagem prevista Pelo contr
129. um par metro pior que a classe D N o apta para a maioria dos usos pode ameacar a sa de p blica e ambiental Em 2005 foi implementada a Norma sobre reutiliza o de guas residuais tratadas para rega NP 4434 2005 Esta norma define a qualidade que a gua residual deve apresentar para poder ser utilizada com recurso para irrigac o agr cola culturas florestas e viveiros e irrigac o paisag sticas parques jardins relvados desportivos como campos de golfe Esta regulamentac o apresenta n o apenas crit rios de qualidade para as guas residuais urbanas para irrigac o mas tamb m fornece orienta es sobre outros aspectos importantes para garantir pr ticas seguras por exemplo para a selec o de equipamentos de irriga o e os m todos as orienta es para a protec o do ambiente e inclui procedimentos de monitorizac o do impacte ambiental em reas irrigadas com tratamento de guas residuais urbanas Monte 2007 O Plano Estrat gico de Abastecimento de gua e de Saneamento de guas Residuais 2007 2013 PEAASAR Il aprovado pelo Despacho n 2339 2007 de 14 de Fevereiro de 2007 enumera o equil brio da oferta e da procura atrav s da gest o da procura do uso eficiente de gua do aumento da reutiliza o e da explora o de fontes alternativas guas pluviais guas subterr neas salobras 17 guas marinhas e guas residuais tratadas como uma das linhas de actuac o estrat gica para a consagrac
130. urbanas Evitando a sua degrada o melhorando o estado dos ecossistemas aqu ticos e tamb m dos ecossistemas terrestres e zonas h midas directamente dependentes dos ecossistemas aqu ticos 15 Actualmente em Portugal o Relat rio de Estado do Ambiente REA disponibilizou uma s ntese da an lise de risco de incumprimento dos objectivos ambientais das massas de gua de superf cie em cada regi o hidrogr fica que se apresenta na Figura 2 1 Regi o Hidrogr fica Ribeiras do Algarve Guadiana Sado e Mira Tejo Vouga Mondego Lis Ribeiras do Oeste Douro C vado Ave Le a Minho Lima 0 20 40 60 80 100 de massas de agua E N o Risco Em D vida E Em Risco Figura 2 1 S ntese da an lise de risco de incumprimento dos objectivos ambientais das massas de agua de superficie em cada Regido Hidrografica Fonte REA 2008 pelo INAG 2009 O controlo da poluic o das aguas dos rios e reservat rios efectuado atrav s da utilizac o de padr es de qualidade que definem os limites de concentrac o a que cada subst ncia presente na gua deve obedecer Com o aux lio deste tipo de legislac o passa a ser mensur vel o grau de poluic o a que os cursos de gua superficiais est o sujeitos de acordo com a classificac o apresentada no Quadro 2 2 Este novo sistema protector adoptado num momento muito oportuno em que os recursos h dricos na Europa enfrentam press es crescentes Este o
131. urin is a lavagem de p tios e de carros e ainda para a rega de jardins Em suma necess rio tratamento adequado filtra o e desinfec o mais ou menos exigente consoante a qualidade da gua e o uso a que se destina No entanto esta utiliza o s vi vel regulamentarmente para usos exteriores 26 Esta limitac o estar associada a protecc o da sa de p blica que poder ser comprometida se existir dupla rede de abastecimento predial em virtude de poderem ocorrer utiliza es imprevistas de redes diferentes Sendo uma situa o dif cil de detectar e reparar uma vez conclu da a constru o IRAR 2008 Apesar de todas as alternativas serem tecnicamente vi veis e de produzirem resultados amplamente estudados a reutiliza o de gua residual tratada j se tem revelado em v rios pa ses como uma solu o vantajosa relativamente ao seu custo benef cio De acordo com Volkman 2003 citando uma informa o do Banco Mundial o maior desafio das pr ximas duas d cadas no sector de gua e saneamento ser a implementa o de sistemas de saneamento de baixo custo que permitam a reutiliza o do efluente tratado para fins agr colas e industriais Actualmente em Orange City existe uma instala o de tratamento de guas residuais que trata o efluente qualidade de gua para consumo humano A linha de tratamento contempla a utiliza o de processos de separa o por membranas Microfiltra o Ultraf
132. uz solar e as radia es ultravioletas ou atrav s de agentes qu micos como os oxidantes cloro di xido de cloro cloraminas e ozono Babbitt 1962 Deve se ter em conta alguns factores na escolha do agente desinfectante como o tempo de contacto a intensidade e natureza do agente a temperatura o n mero e o g nero de organismos a remover Spellman 2003 O agente desinfectante mais utilizado o cloro devido sua acessibilidade pre o e inactivac o efectiva de um grande n mero de organismos patog nicos Assegura a manutenc o de uma concentrac o residual ao longo dos circuitos hidr ulicos sendo este facilmente mensur vel e control vel No entanto o cloro reage com subst ncias org nicas e inorg nicas naturalmente presentes na gua originando subprodutos da desinfecc o indesej veis como os THM Babbitt 1962 A temperatura e o pH afectam a efici ncia da desinfecc o atrav s do cloro Este utilizado na desinfecc o atrav s do cloro gasoso do hipoclorito de s dio ou do hipoclorito de c lcio onde a dosagem aplicada para a desinfec o final depende do composto utilizado nos sistemas de tratamento variando estas entre 1 a 6 mg L para o cloro gasoso de 0 5 a 5 mg L para o hipoclorito de c lcio e entre 0 2 a 2 mg L para o hipoclorito de s dio Almeida 2005 Outro desinfectante bastante utilizado o di xido de cloro que ao contr rio do cloro n o promove a formac o de THM e clorofen is e
133. vado pH e temperaturas m dias o custo aplica o do sistema elevado a gera o requer muita energia muito corrosivo e t xico Uma gua de origem superficial apresenta normalmente valores relativamente elevados de turva o consequ ncia da presen a de part culas de natureza coloidal A dimens o deste tipo de part culas lt 1um e o facto de serem portadoras de carga el ctrica superficial torna dif cil a sua remo o por ac o da gravidade Rodrigo 2007 Deste modo necess rio recorrer a um agente coagulante que 33 provoque a desestabiliza o das part culas coloidais e que possam ser removidas por decanta o ou filtra o Este processo s poss vel atrav s da adi o de agentes coagulantes de natureza inorg nica tal como os sais de ferro e alum nio ou ainda pol meros org nicos sint ticos sendo exemplo o sulfato de alum nio os polielectr litos o cloreto f rrico FeCl o sulfato f rrico Fe gt SO ou ainda os coagulantes naturais Alves 2007 A efic cia do coagulante normalmente sulfato de alum nio ou pol meros de alum nio depende principalmente do ajuste conveniente do pH existindo para cada coagulante uma zona ptima qual ocorre o m ximo de precipita o O sulfato de alum nio um s lido cristalino de cor branco acinzentada contendo aproximadamente 17 de Al O sol vel em gua comercializado em pedra p ou solu es concentradas Na
134. xid veis pH e temperatura em geral as doses aumentam com a temperatura e prende se principalmente por White 1992 remo o da cor controlo de sabores e cheiros redu o do teor de contaminantes espec ficos precipita o de metais nomeadamente o ferro e o mangan s favorecendo os processos de coagula o flocula o preven o do crescimento fitoplanct nico Para este processo necess rio o uso de um agente oxidante sendo os mais utilizados o cloro di xido de cloro e ozono e menos usualmente as cloraminas permanganato de pot ssio e per xido de hidrog nio 29 Autilizac o de cloro no tratamento de guas foi introduzida a partir do s culo XX promovendo uma revolu o tecnol gica Esta pr tica veio aumentar a esperan a m dia de vida em cerca de 50 uma vez que reduziu o cont gio de doencas transmissiveis por via h drica Solsona 2003 O cloro livre reage com a mat ria org nica natural MON cidos h micos am nia e com o bromo existentes na gua bruta levando a formac o de subprodutos da oxidac o tais como cloraminas dicloraminas e THM Assim para reduzir a formac o dos subprodutos da oxidac o na utilizac o deste agente oxidante necess rio considerar o teor de MON a concentrac o do agente oxidante e ainda o tempo de contacto que este dever ter com a gua No Quadro 3 1 apresentam se as principais vantagens e desvantagens da utilizac o do cloro Quadro 3
135. xo dos 100 uS cm possivel utilizar estas guas em qualquer tipo de irrigac o As principais desvantagens incluem um elevado custo de investimento em capital fixo e custos de energia igualmente elevados 45 46 4 Objectivos O presente trabalho tem por objectivos Economia ambiental por meio da reduc o da captac o de gua na origem pela implementac o de circuitos hidr ulicos com tratamentos diferenciados para os diversos fins Reduzir as descargas efectuadas nos meios h dricos atrav s da reutiliza o de guas cinzentas e de guas residuais tratadas Utilizac o de guas com qualidade inferior a A3 47 48 5 Metodologia adoptada Para prossecuc o dos objectivos foi adoptada uma metodologia cuja sequ ncia de passos se encontra representada na Figura 5 1 Evoluc o Hist rica da Qualidade da gua y Enquadramento Legal Estado actual das origens de gua degrada o da qualidade usos escassez e reutiliza o Opera es e processos unit rios utilizados em tratamento de gua Defini o dos Objectivos Planeamento da Metodologia Selec o do caso de estudo An lise do caso de estudo Recolha Legisla o Defini o de Sistemas de Custos de dados aplicada usos e cen rios tratamento de gua Associados d y y n y y Balan o H drico y Avaliac o dos resultados obtidos z Identifica o da solu o mais favor vel

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