REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10213378
Leonardo Cardoso Prado;
Maxwell Henrique Gomes da Silva;
Rafael Coelho Mendes;
Sandro Vidal da Silva Junior;
Orientadora: Dr. (a) Natalia Rodrigues Guimarães.
Resumo: Com o crescente aumento populacional e a demanda por água potável para atividades de necessidade básicas humanas, bem como a falta de tratamento adequado de efluentes residuais, desperdícios e o aumento populacional, os recursos hídricos têm sofrido grandes impactos com relação a qualidade e a disponibilidade. Com isso observa-se a necessidade crescente de soluções que visam um maior aproveitamento de efluentes para fins não poetais. Uma alternativa é o tratamento das águas cinzas para o uso em atividades domésticas.
Este trabalho tem como objetivo estudar o tratamento de efluentes residuais das águas cinzas, visando sua reutilização segura em atividades não vitais e a preservação dos recursos hídricos, por meio de uma Revisão Sistemática de Literatura., contribuindo indiretamente para o alcance dos demais ODS da Agenda 2030, fundamental para o desenvolvimento sustentável.
Foram observados diversos métodos de tratamento que incluem processos físicos, químicos e biológicos, a fim de eliminar impurezas como gordura, cabelos, sabão e microrganismos. Cada método possui suas vantagens e desvantagens em termos de eficiência e o método adequado deve levar em consideração essas características como viabilidade, custo-benefício, simplicidade e as escolhas específicas de cada projeto.
Após avaliação do material encontrado sobre o tema, o presente concluiu que o método mais eficiente abordado, é uma mescla de alguns processos, com a implantação de um sistema hidráulico independente para captação e distribuição dos efluentes, um sistema de tratamento composto pela filtração em etapas para remoção de resíduos e até nutrientes com filtros menores, como processo físico e, cloração como processo químico para desinfecção.
Palavras-chave: Água Cinza; Efluentes Residuais ; Recursos Hídricos; Tratamento.
Abstract: With the growing population increase and the demand for drinking water for basic human need activities, as well as the lack of adequate treatment of waste effluents, waste and population increase, water resources have suffered major impacts in terms of quality and availability. As a result, there is a growing need for solutions that aim to make greater use of effluents for non-poet purposes. An alternative is the treatment of greywater for use in domestic activities.
This work aims to study the treatment of gray water waste effluents, aiming for their safe reuse in non-vital activities and the preservation of water resources, through a Systematic Literature Review, indirectly contributing to the achievement of the other SDGs on the Agenda 2030, fundamental for sustainable development.
Various treatment methods were observed, including physical, chemical and biological processes, in order to eliminate impurities such as fat, hair, soap and microorganisms. Each method has its advantages and disadvantages in terms of efficiency and the appropriate method must take into account these characteristics such as feasibility, cost-benefit, simplicity and the specific choices of each project.
After evaluating the material found on the topic, this concluded that the most efficient method addressed is a mixture of some processes, with the implementation of an independent hydraulic system for capturing and distributing effluents, a treatment system consisting of filtration in stages for removing residues and even nutrients with smaller filters, as a physical process and, chlorination as a chemical process for disinfection.
Keywords: Gray Water; Waste Effluents; Water resources; Treatment.
1. Introdução
Devido ao grande crescimento populacional e industrial, a escassez de água é realidade em diversas partes do mundo. O aumento no consumo dos recursos hídricos, essenciais para a sobrevivência humana e para a manutenção dos nossos ecossistemas, seu uso descontrolado e a falta de tratamento adequado aos seus efluentes tem causado impactos significativos na qualidade e disponibilidade da água.
Nesse contexto, observa-se uma crescente demanda e importância de estudos que promovam a reutilização de efluentes. O estudo de soluções alternativas é fundamental, pois o crescimento populacional leva ao aumento da demanda por recursos hídricos. Embora a água seja um recurso renovável, o uso irresponsável pode afetar sua disponibilidade tanto em quantidade quanto em qualidade. Nesse caso, o incentivo para o uso racional da água é uma forma de evitar a escassez (SELLA, 2011).
O tratamento de efluentes denominados como águas cinzas visando seu reuso como uma alternativa para em atividades não vitais, tais como irrigação, lavagem de veículos, descargas, entre outros, visando assim a preservação da água potável disponibilizada, tem sido visto como uma alternativa atraente. As águas cinzas são compostas por água resultante do chamado “uso doméstico”, como lavagem de roupas e louças, chuveiros, banheiras, e que não possui contribuição de vasos sanitários. Pode ser tratada de forma a tornar-se uma fonte de água em atividades que não exijam água potável como irrigação de jardins, limpeza de áreas comuns e descargas de vasos sanitários (ABNT NBR 16.783, 2019).
Entre as técnicas utilizadas destacam-se os tratamentos físico-químico biológico. Além disso, normas e regulamentações específicas têm sido estabelecidas para garantir a qualidade da água de reuso e a segurança de quem a utiliza.
2 Justificativa
O problema central abordado neste projeto de pesquisa é a reutilização de efluentes do tipo águas cinzas em atividades domésticas e a preservação dos recursos hídricos, bem como as políticas públicas que regulamentam, e promovem a reutilização desses efluentes, como os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável da Agenda 2030 da ONU, que estão diretamente ligadas à promoção da gestão sustentável da água.
A relevância deste tema reside no fato de que a preservação dos recursos hídricos é vital. Além disso, a crescente demanda por água potável impõe a necessidade de analisar medidas que permitam a reutilização segura e de acordo com as regulamentações, dos efluentes em atividades domésticas, reduzindo a pressão sobre os recursos hídricos disponíveis.
3 Objetivos (Geral e específicos)
Este trabalho tem como objetivo geral realizar uma análise de dois estudos publicados sobre o tema, os quais utilizaram diferentes tratamentos para águas cinzas sobre o tratamento de efluentes classificados como águas cinzas, visando sua reutilização segura em atividades não vitais e a preservação dos recursos hídricos.
4 Metodologia
Para realizar a pesquisa sobre o tratamento de efluentes residuais das águas cinzas para reutilização em atividades domésticas e como podem preservar os recursos hídricos, este estudo seguiu passos como a elaboração da pergunta de pesquisa, buscas nos bancos de dados utilizando palavras-chave relacionadas ao tema, como “tratamento de águas cinzas”, “recursos hídricos”, “reutilização de água”. A partir daí, foram selecionados artigos e extração de dados, que apresentavam informações relevantes sobre o tema proposto e trabalhos que serviram de norte para o estudo.
A primeira etapa desta pesquisa foi definir um tema e um objetivo. Feito isso, foram selecionadas as palavras-chave relacionadas ao tema, sendo elas “água cinza”, “tratamento”, “recursos hídricos”, “efluentes residuais”. Tendo isso definido, inicia-se a pesquisa para levantamento de dados para o referencial teórico.
De forma a conseguir acessar a maior gama de trabalhos publicados, a pesquisa foi feita nos mecanismos online, como a própria plataforma Google, que rastreiam através de softwares todas as bases de dados e sites disponíveis, garantindo as informações corretas e úteis para as consultas. Algumas bases de onde foram retirados os artigos incluem: Repositório UFES, Revistas USP.
Com os resultados obtidos, foram analisados os títulos, resumos, fontes, e sumários, ano de publicação, com o propósito de utilizar aqueles trabalhos que mais se ajustam ao tema deste documento e/ou que obtivessem informações relevantes. Em determinados momentos durante a execução do trabalho, foi necessário voltar aos mecanismos de pesquisa para se obter mais fontes. Para melhor visualização deste delineamento de pesquisa, montamos o seguinte fluxograma;
Figura 1
Fonte: Delineamento de Pesquisa (AUTOR, 2023)
Após a seleção dos documentos a serem utilizados, o referencial teórico passa a ser elaborado, bem como a discussão dos resultados e considerações finais.
5 Embasamento teórico
5.1 Gerenciamento Hídrico
A crise hídrica pode ser compreendida como a constatação da falta de água para as atividades essenciais da vida moderna, como a geração de energia e o saneamento básico. O problema da escassez de água no planeta se justifica por dois fatores: a má gestão por parte dos órgãos governamentais, combinada com a má distribuição dos recursos hídricos.(Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, CETESB).
De acordo com a Organização das Nações Unidas (ONU), cada pessoa necessita de 3,3 mil litros de água por mês, cerca de 110 litros de água por dia para atender as necessidades de consumo e higiene (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SABESP, 2023). No entanto, no Brasil, o consumo por pessoa pode chegar a mais de 200 litros/dia, cerca de 40% deste consumo diário pode ser substituído por água cinza em atividades não vitais, ou seja, aquelas que não são para consumo humano, como irrigação de jardim, lavagem de áreas e veículos, descargas etc. (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SABESP, 2023).
A reutilização da água é uma medida importante uma vez que reduz a demanda por água potável e contribui para a diminuição do desperdício. Segundo o site da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB, 2023), a reutilização de água pode reduzir o consumo de água potável em até 50%, o que significa uma economia significativa de recursos. Esta prática deve seguir critérios de qualidade estabelecidos pelos órgãos reguladores, como o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), a fim de garantir a saúde e a segurança dos usuários. Além disso, é fundamental que haja um sistema de controle e monitoramento constante da qualidade da água reutilizada. (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, CETESB)
Com o emprego de um sistema de captação dos efluentes dos imóveis, tratamento e distribuição desse efluente tratado, pode-se obter um melhor aproveitamento dos recursos hídricos, não sobrecarregando esgoto, diminuindo o consumo de água potável para diversas atividades, assim tendo um melhor equilíbrio com o meio ambiente.. Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, CETESB)
5.2 Tratamento de Água
Existem diversos registros, de diferentes regiões do planeta, de técnicas utilizadas por antigas civilizações para tratar a água a ser utilizada no consumo humano. Na Grécia, havia o costume de enterrar as fezes ou se deslocar para um local bem distante de suas residências. Os sumérios originaram a construção de sistema de irrigação de terraços. (A história do saneamento básico na Idade Antiga, BARROS, Rodrigo).
O Egito iniciou o controle do fluxo de água do rio Nilo projetando os níveis de água durante os períodos do ano através de um sistema de irrigação, construção de diques e utilização de tubos de cobre. Também há registros da utilização de sulfato de alumínio para a coagulação de partículas na civilização egípcia (RODOINSIDE, 2014). Na grande Roma, as ruas com encanamentos serviam de fonte pública e, com o intuito de prevenir doenças, separava a água para consumo da população. Também desenvolveu, em 312 a.C., o aqueduto Aqua Appia com aproximadamente 17 km de extensão, construíram reservatórios, banheiros públicos, chafarizes e nomearam um responsável como Superintendente de Águas de Roma (AR-ITU, 2016).
Durante a baixa idade média, entre os séculos XI ao XV, a Europa foi afetada pelo surto da Peste Bubônica, que tem como uma de suas principais causas a falta de cuidados pessoais e sanitários. O ambiente era propício para problemas de saúde pública devido ao acúmulo de lixo, falta de higiene pessoal e utilização de latrinas (NASRAUI, 2021).
Ainda segundo o autor, a excessiva geração de lixo e excrementos nas ruas, decorrente do aumento populacional durante o período da Revolução Industrial, final do século XVIII e início do XIX, levou à criação do primeiro sistema esgoto subterrâneo na cidade de Hamburgo, na Alemanha em 1843, e da primeira estação de tratamento de água (ETA) em Londres em 1829. (ANA LUCIA MACHADO, 2011).
O tratamento de água envolve diversos aspectos relacionados à higiene, estética e economia, de acordo com a Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (CAESB, 2021), e o processo de purificação é realizado em etapas que incluem pré-tratamento, coagulação, floculação decantação, filtração, pós-alcalinização e desinfecção. O processo também gera lodo, que apresenta características dependentes do tipo de tratamento, coagulantes utilizados, pré-tratamentos aplicados e das águas do manancial de origem. No Brasil, em dados de 2013, relata cerca de 7500 estações de tratamento de água.
5.2 Tratamento de Esgoto
O processo denominado de Lodo Ativado é apontado pela SABESP como o método mais comum de tratamento de esgoto na Grande São Paulo. Esse processo é biológico e utiliza uma massa de microrganismos, o lodo ativado, que circula continuamente em contato com o efluente na presença de oxigênio, promovendo a degradação da matéria orgânica (SABESP, 2021). No entanto, esse método é apenas uma das maneiras de tratar esgoto.
O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em ETEs Sustentáveis (INCT), comenta sobre o método das Lagoas de Estabilização, que é mais barato e simples, e cita alguns métodos, como lagoa facultativa, lagoa aerada, lagoa anaeróbia, lagoa de maturação e lagoa de polimento. Além disso, existem os tratamentos anaeróbios, nos quais microrganismos consomem a matéria orgânica presente no esgoto sem a presença de oxigênio. O método mais amplamente utilizado no Brasil são o Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA), (NASRAUI, 2021 apud INCT, 2021).
5.2 Normas e Resoluções para a água de reuso
O reuso de água é regulamentado por diversas resoluções e normas a fim de garantir a qualidade da água e a segurança da saúde pública. No Brasil, a resolução 54/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) estabelece diretrizes e critérios para a reutilização de águas residuárias na agricultura, paisagismo e usos não potáveis em geral. Além disso, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) também possui normas que regulamentam a qualidade da água para reuso em diferentes setores, como a NBR 13969/1997 que trata da qualidade da água para fins de irrigação.
Outra norma importante é a Portaria de Consolidação nº5/2017, do Ministério da Saúde (MS), que estabelece os critérios e padrões de potabilidade da água destinada ao consumo humano. A água de reuso não é considerada potável, mas deve apresentar qualidade adequada para o uso em atividades domésticas, conforme os critérios estabelecidos pela Resolução CONAMA nº430/2011.
No Estado de São Paulo, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) também possui uma regulamentação específica para o reuso de água, a resolução SMA 019/2013, que estabelece os critérios para a utilização de água de reuso em atividades industriais, comerciais e de serviços.
Além disso, a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP), empresa responsável pelo fornecimento de água e tratamento de esgoto em SP, possui uma norma interna para o reuso de água em suas estações de tratamento de esgoto, garantindo a qualidade da água e a conformidade com as normas e resoluções estabelecidas.
Dessa forma, é importante que os métodos de tratamento de água de reuso sejam capazes de atender a esses critérios, garantindo a qualidade da água e a segurança dos usuários.
Uma norma que merece destaque é a Norma ABNT NBR 16.783 – Uso de Fontes Alternativas de Água não Potável em Edificações, mais bem relatada no item a seguir.
5.2.1 Norma ABNT NBR 16.783 – Uso de Fontes Alternativas de Água não Potável em Edificações
Para os principais potenciais uso da água cinza, a NBR 16.783 (ABNT, 2019), destaca os seguintes pontos ao qual ela abrange;
a) descarga de bacias sanitárias e mictórios, independentemente do sistema de acionamento;
b) lavagem de logradouros, pátios, garagens e áreas externas;
c) lavagem de veículos;
d) irrigação para fins paisagísticos;
e) uso ornamental (fontes, chafarizes e lagos);
f) sistemas de resfriamento de água;
g) arrefecimento de telhados.
NOTA: A irrigação paisagística, é a prática de irrigação com água não potável, de parques, jardins, campos de esporte e de lazer urbanos, ou áreas verdes de qualquer espécie, não estando inclusa a irrigação para fins agrícolas e/ou florestais.
Para usos não previstos pela norma deve ser feito um estudo pelo responsável do sistema, referente aos parâmetros de qualidade específicos do efluente necessária para cada tipo de aplicação.
Esta norma se aplica às edificações de natureza variada, constituída de uma ou mais unidades autônomas e partes de uso comum, como:
- Edificações unifamiliares / individuais;
- Edificações multifamiliares /coletivas.
Pode-se entender que edificações destinadas ao uso comercial ou industrial estão contempladas nesta norma.
Possíveis fontes de produção da água não potável:
- Água de chuva, aproveitamento definido pela norma ABNT NBR 15527;
- Água pluvial;
- Água de rebaixamento do lençol freático;
- Água clara (equipamentos de resfriamento, ar-condicionado etc.);
- Água cinza clara / escura (contempla ou não o efluente da pia e máquina de lavar louças);
- Água negra (efluente da bacia sanitária e mictórios);
- Esgoto sanitário (mistura de águas cinzas e negras).
De acordo com a NBR 16.783 (ABNT, 2019), os parâmetros de qualidade para uso da água não potável, os projetos para produção de água a partir de fontes alternativas, especialmente de águas cinzas e esgoto, deve ser observado, conforme tabela 1:
- A elevação da concentração de contaminantes com o reuso;
- A necessidade de reavaliar as condições de operação de sistemas de resfriamento;
- Que o uso de tecnologias mais modernas pode assegurar a obtenção de água não potável com qualidade superior aos padrões definidos na norma;
- A possibilidade de ingestão acidental de água não potável, principalmente em edificações residenciais.
5.3 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável ONU
Os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável são um apelo global à ação para acabar com a pobreza, proteger o meio ambiente e o clima e garantir que as pessoas, em todos os lugares, possam desfrutar de paz e de prosperidade (NAÇÕES UNIDAS Brasil, 2023).
A Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU) propõe 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e 169 metas. Os ODS constituem a Agenda e sua implementação ocorrerá entre os anos de 2016 e 2030. As metas são monitoradas por indicadores e os resultados de cada país e sua evolução histórica podem ser comparados através de um panorama global da Agenda pelas Nações Unidas em todo o mundo (ANA, 2022).
O ODS 6 é composto por 8 metas que tem como objetivo “Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todas e todos”, isso inclui assegurar o acesso universal a serviços de água potável, saneamento básico adequado e higiene, além de melhorar a eficiência no uso da água e tratar adequadamente os efluentes. São elas:
Objetivo 6. Assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todas e todos.
6.1) Até 2030, alcançar o acesso universal e equitativo à água potável e segura para todos.
6.2) Até 2030, alcançar o acesso a saneamento e higiene adequados e equitativos para todos, e acabar com a defecação a céu aberto, com especial atenção para as necessidades das mulheres e meninas e daqueles em situação de vulnerabilidade
6.3) Até 2030, melhorar a qualidade da água, reduzindo a poluição, eliminando despejo e minimizando a liberação de produtos químicos e materiais perigosos, reduzindo à metade a proporção de águas residuais não tratadas e aumentando substancialmente a reciclagem e reutilização segura globalmente
6.4) Até 2030, aumentar substancialmente a eficiência do uso da água em todos os setores e assegurar retiradas sustentáveis e o abastecimento de água doce para enfrentar a escassez de água, e reduzir substancialmente o número de pessoas que sofrem com a escassez de água
6.5) Até 2030, implementar a gestão integrada dos recursos hídricos em todos os níveis, inclusive via cooperação transfronteiriça, conforme apropriado
6.6) Até 2020, proteger e restaurar ecossistemas relacionados com a água, incluindo montanhas, florestas, zonas úmidas, rios, aquíferos e lagos
6.a) Até 2030, ampliar a cooperação internacional e o apoio à capacitação para os países em desenvolvimento em atividades e programas relacionados à água e saneamento, incluindo a coleta de água, a dessalinização, a eficiência no uso da água, o tratamento de efluentes, a reciclagem e as tecnologias de reuso
6.b) Apoiar e fortalecer a participação das comunidades locais, para melhorar a gestão da água e do saneamento.
A reutilização de efluentes residuais das águas cinzas está diretamente relacionada à promoção da gestão sustentável da água. Ao tratar e reutilizar esses efluentes em atividades domésticas, contribui-se para a conservação dos recursos hídricos e a mitigação da escassez de água potável.
O ODS 6 aborda também a necessidade de melhorar a qualidade da água, reduzir a poluição e minimizar a liberação de produtos químicos e materiais no meio ambiente. Nesse sentido, o tratamento adequado dos efluentes do águas cinzas é fundamental para minimizar os impactos negativos e proteger os ecossistemas aquáticos.
6. Resultados e Discussão
A partir da análise dos materiais consultados, e levando em consideração as informações e os parâmetros de qualidade para uso de água não potável, proposto pela NBR 16.783 mencionados acima, foram identificados os principais métodos utilizados no tratamento de efluentes residuais das águas cinzas para a reutilização em atividades domésticas, como a filtração, a desinfecção, a remoção de nutrientes e a separação de sólidos.
Também foram identificados os principais critérios para a qualidade da água de reuso, como a ausência de agentes patogênicos, a presença de nutrientes em níveis adequados para a atividade a ser realizada e a ausência de substâncias tóxicas. Também foram identificadas as principais formas de utilização da água cinza de acordo com a NBR.
Ambos os estudos, Otimização do tratamento de água cinza a partir do uso combinado de coagulantes químicos e Tratamento de Águas Cinzas Empregando Filtro de Carvão e Esterco: Escala de Laboratório, abordam o tratamento de água cinza e seu potencial de reuso de acordo com os parâmetros considerados seguros pela ABNT. O primeiro, destaca o uso de coagulantes químicos para otimizar o tratamento, enquanto o segundo enfoca a eficiência dos filtros de carvão ativado, carvão vegetal e esterco. Além disso, o projeto da Construtora Trisul Expande Vila Mariana, é um excelente exemplo de como empregar o tratamento das águas cinzas ajuda a diminuir o consumo de água potável e a preservação do recurso de forma eficiente.
Para definirmos o melhor tipo de tratamento para ser empregado nas residências, devemos levar o em consideração os estudos apresentados, as técnicas de tratamento para efluentes apresentadas neste trabalho, e fatores como a eficiência de remoção, simplicidade, custos e conformidade com os padrões de qualidade exigidos para o reuso da água cinza.
6.1 Água Cinza: Definição e Formas de Tratamento
Água Cinza é por definição da NBR 16.783 qualquer efluente gerado por consumo doméstico, ou em escolas, escritórios etc., proveniente de chuveiros, máquinas de lavar, lavatórios, e outros processos domésticos (ABNT, 2019). Por ser gerado em atividades residenciais, possuem pouca matéria orgânica, tornando o seu tratamento mais simples e assim possibilitando a sua reutilização, sendo assim transformado em uma grande ferramenta econômica e assim preservando o meio ambiente. (ABNT, 2019).
O tratamento de água cinza deve ser realizado de forma segura, gerando economia e ajudando a preservar a água potável. Ele se inicia pela separação do efluente doméstico em águas negras e cinzas, sendo captada conduzida para a estação de tratamento O método de tratamento empregado pode depender da capacidade do tratamento, do tipo de reuso visando e do conteúdo presente na água cinza, seja ela clara ou escura.
exemplos principais métodos de tratamento de águas cinzas são:
- Físico-Químico
O tratamento físico-químico é a associação dos tratamentos físicos. Podemos citar como tratamentos físicos aqueles que envolvem remoção dos sólidos através de caixas separadoras, peneiramento e gradeamento. Já tratamentos químicos podem ser entendidos como processos que envolvem a adição de algum composto químico, capaz de gerar modificações na estrutura do efluente, como processos de coagulação e floculação (MARCONDES, 2012),
Os principais tratamentos químicos utilizam de produtos, para aumentar a eficiência de remoção de um elemento ou substância, alterando seu estado ou simplesmente suas características químicas, sendo que esses são utilizados em conjunto com os processos físicos e algumas vezes a processos biológicos. Irão agir removendo os poluentes ou que condicionem a mistura de efluentes a ser tratada nos processos subsequentes. (MARCONDES, 2012).
Seus principais processos são a clarificação química, remoção de matéria orgânica coloidal, incluindo os coliformes); a eletrocoagulação, remoção de matéria orgânica, inclusive de compostos coloidais, corantes e óleos/ gorduras; precipitação de fosfato e outros sais, (remoção de nutrientes), pela adição de coagulantes químicos compostos de ferro e ou alumínio; e cloração para desinfecção; oxidação por ozônio, para a desinfecção; Redução do cromo hexavalente (Cr(VI)); Oxidação de cianetos; Precipitação de metais tóxicos; Troca iônica (UFG,2023).
O processo físico-químico é, na maioria das vezes, realizado a nível primário, ou seja, antes do processo biológico, e tem por objetivo remover a carga de poluentes inorgânicos, não biodegradáveis, insolúveis e minerais pesados. Essas impurezas são transformadas em flocos de forma coloidal (partículas entre 0,01 e 1 micrômetro); Soluções (partículas inferiores a 0,01 micrômetro); ou suspensões (partículas superiores a 1 micrômetro). (AÇÃO, 2018).
Uma das formas de se obter a floculação, é utilizando coagulantes químicos, que reagem com a alcalinidade das águas residuais formando hidróxidos insolúveis, sua precipitação também pode ocorrer por variação de pH.
- Biológico
O tratamento biológico é formado por processos que necessitam da ação microrganismos aeróbios e/ou anaeróbios, transformando a matéria orgânica, em forma de sólidos dissolvidos e em suspensão, ou em compostos simples como sais minerais, gás carbônico, água e outros (MARCONDES, 2012).
No tratamento biológico aeróbio, os microrganismos degradam as substâncias orgânicas, onde ocorre a utilização de O2 para que ocorra a biodegradação. O processo de lodo ativado é o mais comum e o de maior eficiência, seu termo designa a massa microbiana floculante que se forma quando esgotos e outros efluentes biodegradáveis são submetidos à aeração.
Já no processo de tratamento anaeróbio, são empregados microrganismos que degradam a matéria orgânica presente no efluente e obtendo a produção de metano e dióxido de carbono. O processo de digestão é realizado por uma sequência de ações e por uma gama enorme e variável de bactérias, obtendo uma cadeia sucessiva de reações bioquímicas, onde ocorre a hidrólise ou quebra das moléculas de proteínas, lipídios e carboidratos até a formação dos produtos finais, sendo esses essencialmente o gás metano e dióxido de carbono (MARCONDES, 2012).
6.1.2 Otimização do Tratamento de Água Cinza a Partir do Uso Combinado de Coagulantes Químicos
Um estudo realizado na Universidade Federal de Goiás, teve como objetivo otimizar o tratamento de água cinza, proveniente de chuveiro e lavatório, combinando os coagulantes químicos Al2 (SO4 )3 e FeCl3, propondo a utilização da água cinza tratada como fonte alternativa de abastecimento. Os resultados deste estudo indicaram que há necessidade de tratamento para possibilitar o seu reuso não potável e que a associação dos coagulantes químicos pode resultar numa melhora da qualidade da água cinza (PAULA, H.M. & FERNANDES, C.E., 2018).
A aplicação do DCCR em conjunto com a MSR e a análise de desejabilidade global foram importantes para a otimização do tratamento, observou-se
6.1.3 Tratamento de Águas Cinzas Empregando Filtro de Carvão e Esterco: Escala de Laboratório
Uma pesquisa realizada pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sertão Pernambucano (IF Sertão-PE), em conjunto com a Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF) e a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa Semiárido (EMBRAPA), com filtros em escala de bancada, construídos com garrafas PET de 2L, empregando como meio filtrante carvão vegetal, carvão ativado, esterco de caprino, apresentando camadas de seixo rolado e brita, conforme podemos ver na imagem abaixo.
Figura 8
Como resultado, os autores observaram que os filtros de carvão ativado e vegetal foram eficientes na remoção de matéria orgânica e sais, enquanto o de esterco se destacou na redução de sódio.
Tabela 11
Tabela 12
6.1.4 Expande Vila Mariana – Construtora Trisul
O Expande Vila Mariana é um edifício residencial da Construtora Trisul, localizado em São Paulo, que vem trabalhando em soluções e elementos sustentáveis. O reuso de águas cinzas é uma das práticas que trarão resultados positivos para os futuros moradores do empreendimento da Trisul. “A principal estratégia de sustentabilidade do Expande Vila Marina é o reuso das águas cinzas nas bacias sanitárias dos apartamentos”, afirma Robson Artélite dos Santos, gerente de obras responsável pela operação. (UNIVERSIDADE TRISUL, 2018).
A água oriunda de chuveiros e lavatórios de 50% dos apartamentos passará por tratamento e será destinada ao reuso, enquanto os outros 50% serão descartados diretamente na rede de esgoto. O edifício possui cerca de 128 apartamentos, portanto 64 unidades abastecem o sistema de águas cinzas.
As águas cinza que serão destinadas para o reuso passam por um tratamento de ultrafiltração, nesta primeira etapa é possível produzir até 1.600 litros/hora de água. Depois, é a osmose reversa, que se trata de um filtro muito mais fino que produz até 1.100 litros/hora de água tratada para reuso. É nesta segunda etapa que o tratamento irá eliminar os micronutrientes invisíveis a olho nu. Veja conforme figura 9:
Figura 09 – Esquema de distribuição das águas cinzas
Fonte: (UNIVERSIDADE TRISUL, 2018)
O projeto prevê o tratamento de 7.920.000 litros de água cinza por ano. Geralmente, o consumo da bacia sanitária é de 6 litros por descarga. Levando em conta que cada um de quatro moradores de um apartamento dão, em média, seis descargas por dia, o consumo da bacia sanitária é de 144 litros por dia (36 litros por pessoa). Ao fazermos a conta por mês e por ano, são 4.320 litros/mês e 51.840 litros/ano por apartamento.
No total, as 128 unidades do condomínio consomem 6.635.520 litros/ano de água apenas com o uso da bacia sanitária. Gerando uma economia de quase 6.650.000 litros/ano de água. Com o custo médio de R$0,0204/litro (R$20,40/m³) da água fornecida pela Sabesp, a economia do empreendimento deve chegar aproximadamente em R$135.600,00/ano. (UNIVERSIDADE TRISUL, 2018).
7 Considerações Finais/Conclusões
Temos como resultados, que a escassez de água está diretamente relacionada ao aumento populacional e ao aumento no seu consumo, sendo assim, se faz extremamente necessária a busca por soluções a fim de melhorar o aproveitamento dos recursos hídricos, minimizando os problemas de escassez em várias regiões do país. A existência de diretrizes e normas é fundamental, para que o tratamento seja realizado de forma adequada garantindo a proteção e a qualidade da água de reuso e dos seus consumidores. Também se faz de suma importância informar e promover ações sobre os benefícios da utilização de fontes alternativas de abastecimento, uma vez que esse processo traz economia não só para os recursos hídricos, mas também para seus usuários, já que ela não precisa atender aos mesmos padrões de qualidade da água potável.
Outro fator de suma importância, ao abordarmos o tratamento de efluentes residuais das águas cinzas , estamos contribuindo indiretamente para o alcance dos demais ODS da Agenda 2030, uma vez que a disponibilidade de água potável e saneamento adequado é fundamental para o desenvolvimento sustentável e possui uma estreita relação com os demais objetivos de desenvolvimento sustentável, como a erradicação da pobreza, a promoção da igualdade de gênero, a garantia de saúde e bem-estar, a promoção de cidades sustentáveis.
O tratamento de efluentes residuais das águas cinzas em atividades domésticas é uma medida importante para a preservação dos recursos hídricos já que a água cinza é gerada a partir de fontes não-poluídas, como banhos, lavagens de roupas e louças. Os métodos de tratamento são variáveis e incluem processos físicos, químicos e biológicos, a fim de eliminar impurezas como gordura, cabelo, sabão e microrganismos. Destaca-se alguns deles como filtros de areia, carvão ativado e processos oxidativos avançados. Cada método possui suas vantagens e desvantagens em termos de eficiência, custo e manutenção, o método adequado deve levar em consideração essas características como viabilidade, custo benefício, simplicidade e as escolhas específicas de cada projeto.
Sendo assim concluímos que os tratamentos de efluentes físico-químico são uma opção viável e que atende aos requisitos de viabilidade, custo benefício de forma eficaz e cumpre com os objetivos da NBR 16873 sobre a qualidade da água.
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