Preocupações com escassez de água e contaminação de fontes de água estão alimentando um interesse cada vez maior na prática de sistemas de reutilização direta de água potável (DPR). O DPR utiliza muitos dos mesmos sistemas de tratamento de águas residuais e de água potável atualmente em vigor, mas em vez de devolver as águas residuais tratadas ao solo, a água é armazenada para ser retirada conforme necessário pela estação de tratamento de água (ETA).
Para garantir água da mais alta qualidade, os sistemas DPR costumam usar membranas de ultrafiltração no lugar do tratamento terciário de águas residuais ou como pré-tratamento antes do armazenamento. Este processo de pré-tratamento, que também inclui desinfecção e outros processos de remediação, deve ser adequadamente projetado para garantir que a água seja efetivamente tratada pela ETA.
Vantagens da Reutilização Potável Direta
O principal apelo do DPR é permitir que as comunidades economizem água e desenvolvam resistência à seca. Além disso, existem estas vantagens para o DPR:
- Melhor qualidade da água. O DPR oferece qualidade de água superior à maioria das fontes de água extraídas e tratadas, muitas vezes excedendo os padrões regulatórios para água potável.
- Tratamento de água potável mais eficiente. O DPR produz uma qualidade de água mais consistente do que as águas superficiais ou subterrâneas, que podem variar em composição, desafiando os operadores de ETA.
- Exposição reduzida a contaminantes emergentes. Contaminantes como PFAS, solventes industriais e até mesmo microplásticos são removidos com sucesso da água DPR durante a fase de tratamento de águas residuais, garantindo que não entrem novamente no sistema de água potável.
- Impacto ambiental mínimo. Sendo um circuito praticamente fechado, as águas residuais do DPR não são devolvidas a uma fonte de água e pouca ou nenhuma água é retirada das fontes de água, minimizando qualquer impacto potencial.
Importância do pré-tratamento
O tratamento de água DPR consiste em vários estágios, incluindo tratamento primário, secundário e, às vezes, terciário de águas residuais. As águas residuais tratadas são então preparadas para armazenamento antes de serem retiradas pela ETA e tratadas de acordo com os padrões de água potável. O pré-tratamento ocorre entre estas etapas principais e consiste em duas ações diretas: redução da turbidez e desinfecção. O pré-tratamento eficaz é fundamental por vários motivos, incluindo:
- Saúde e segurança. O pré-tratamento minimiza os patógenos que podem proliferar durante o armazenamento e causar problemas potenciais para o processo de tratamento de água potável e, em última análise, para os clientes.
- Sabor e odor. Mesmo depois de passar pelos processos de tratamento de água potável, o pré-tratamento insuficiente pode resultar em problemas de odor e sabor.
- Eficiência do tratamento. O excesso de turbidez pode atrapalhar o processo de tratamento. Na pior das hipóteses, isso pode causar entupimentos em filtros, bombas ou outros equipamentos. Além disso, a turbidez pode proteger os patógenos dos agentes desinfetantes.
- Custo. Qualquer um ou todos os itens acima podem resultar em custos adicionais associados a tempo de inatividade, falha de equipamento, aumento de horas de operação e muito mais.
- Problemas de conformidade. O resultado mais preocupante do pré-tratamento insuficiente é o não cumprimento dos requisitos regulamentares, causando problemas para os serviços públicos de água e/ou gestores das estações de tratamento.
Considerações sobre projeto de pré-tratamento
Com tamanhos de poros de 100 nm ou menores, as membranas de ultrafiltração são excelentes na remoção de uma ampla gama de vírus, bactérias, cistos e outros patógenos que o tratamento de águas residuais não elimina e que podem proliferar a níveis prejudiciais no armazenamento. Assim, um processo de pré-tratamento eficaz para DPR deve incluir ultrafiltração e desinfecção. No entanto, existem várias considerações que devem ser levadas em consideração para que o sistema funcione conforme planejado.
Projeto de membrana. No DPR que usa ultrafiltração, as membranas fazem a maior parte do trabalho pesado para remoção de turbidez e contaminantes. Para um pré-tratamento mais eficaz, é fundamental que o sistema seja cuidadosamente mantido e devidamente retrolavado. Por exemplo, o sistema deve ser configurado com múltiplas membranas, cada uma entrando em um ciclo de retrolavagem a cada 30 minutos ou mais.
Instrumentação. Para garantir um pré-tratamento adequado, o sistema deve monitorar a qualidade da água antes e depois do armazenamento. Isto pode incluir o uso de sensores de nível, analisadores de turbidez (Figura 1), analisadores de cloro (Figura 2) e muito mais. Idealmente, para desinfetantes e outros produtos químicos, os sensores/analisadores devem ter a capacidade de comunicar diretamente com as bombas dosadoras para manter os níveis de dosagem necessários.
Figura 1 e 2. Instrumentação como analisadores de turbidez (esquerda) e analisadores de cloro (direita) são essenciais para garantir que os processos de pré-tratamento na reutilização potável direta estejam funcionando conforme necessário. Tais instrumentos podem se comunicar diretamente com bombas dosadoras de produtos químicos para corrigir a qualidade da água quando os parâmetros estão muito fora da tolerância para o nível de qualidade desejado.
Desinfetante. Embora a ultrafiltração reduza significativamente a quantidade de desinfecção necessária, ainda é fundamental ter uma desinfecção eficaz como parte do processo de pré-tratamento para garantir que os poucos patógenos que possam permanecer sejam mantidos abaixo dos níveis prejudiciais. Existem muitos tipos de desinfetantes que um sistema DPR pode empregar. Por exemplo, o ozônio e o ácido peracético (PAA) se decompõem em substâncias seguras, como oxigênio e água.
O desinfetante mais duradouro e econômico, o hipoclorito de sódio, é ideal para uma ampla gama de aplicações, e o uso de cloro para pré-tratamento em DPR não é exceção. O forte poder de oxidação do produto químico e o fato de permanecer muito tempo em solução na água, continuando a atuar, o tornam ideal para armazenamento de água.
Compatibilidade de equipamentos. Independentemente dos produtos químicos utilizados no pré-tratamento, é importante que o sistema seja projetado com o equipamento adequado. Isso inclui escolher qual bomba dosadora (Figura 3) é a melhor escolha para dosar o produto químico em uso, bem como garantir a compatibilidade do material.
O aperfeiçoamento do pré-tratamento no DPR garante água de alta qualidade que atende aos padrões regulatórios. Tendo em conta os factores acima mencionados, um sistema de pré-tratamento bem concebido pode contribuir para a sustentabilidade e fiabilidade de um sistema DPR e da comunidade que serve.
Escrito por:
Blue-White® Indústrias
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