Aplicação de Ozônio na Estação de Tratamento de Água em Sorocaba – SP

A H2O Engenharia foi contratada pela Gel Engenharia S.A para o comissionamento e operação assistida do Sistema Produtor de Água Vitória Régia, localizado em Sorocaba.

Estudo de Caso – Aplicação de Ozônio – ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA VITÓRIA RÉGIA – SOROCABA

1.1 INTRODUÇÃO

A H2O Engenharia foi contratada pela Gel Engenharia S.A para o comissionamento e operação assistida do Sistema Produtor de Água Vitória Régia, localizado em Sorocaba.

O Sistema Produtor Vitória Régia (SPVR) iniciou sua operação no ano de 2021 no município de Sorocaba – SP, com capacidade de produzir e distribuir até 750,0 L/s de água na 1ª etapa, podendo no futuro elevar sua produção para até 1.500 L/s.

O SPVR é constituído, a exemplo da maioria dos sistemas produtores utilizados no abastecimento de água potável, de unidades que podem ser agrupadas funcionalmente em:

(I) Captação de água bruta: composta por uma estação elevatória de água bruta de duplo recalque, localizada na margem do Rio Sorocaba, de onde a água bruta é captada e aduzida à Estação de Tratamento de Água, situada aproximadamente a 3.700 m de distância;

e o denominado (II) Bloco hidráulico: onde ocorrem as operações unitárias (físico-químicas) que irão tornar a água potável.

Figura 1 – Vista aérea da ETA Vitória Régia

Fonte: SAAE; 2021.

 A qualidade da água tratada no SPVR deve atender a todas as determinações apresentadas na Portaria GM/MS nº 888/2021, que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e padrão de potabilidade.

O SPVR tem a seguinte distribuição de unidades, segundo o sentido de fluxo:

1. Captação (rio Sorocaba)

1.1 Elevatória de baixa carga;

1.2 Tratamento preliminar; e

1.3 Elevatória de alta carga.

2. Estação de Tratamento de Água

2.1 Mistura rápida (coagulação);

2.2 Floculação;

2.3 Decantação;

2.4 Ozonização;

2.5 Filtração;

2.6 Desinfeção – cloração;

2.7 Adensamento e desidratação de lodo; e

2.8 Produtos químicos;

3. Reservatório de Água de Lavagem

4. Reservatório de Água Tratada

A constituição desse novo sistema produtor do SAAE – Sorocaba apresenta algumas particularidades que diferem dos outros sistemas convencionais em operação no que diz respeito ao tratamento preliminar da água captada, ao duplo recalque de água bruta e ao processo de tratamento aplicado, denominado de “avançado”, que se caracteriza, predominantemente, pela aplicação do processo convencional completo, porém, com oxidação intermediária por ozônio, além do sistema de adensamento e desaguamento de lodo. A aplicação do processo de ozonização é necessária, em face da qualidade atual das águas do manancial e do padrão de
potabilidade vigente.

Toda produção gerada na ETA VR é armazenada no reservatório de água tratada da própria ETA e aduzida para consumo, por bombeamento, tendo como pontos de entregas oito (08) centros de reservação.

Outra característica do SPVR diz respeito a automação. Este sistema foi desenvolvido e implantado para ser operado através de um sistema de supervisão e controle.

Esse recurso operacional (automação), dispensa, em tese, a presença permanente de operadores locais nas estações elevatórias de água bruta e de água tratadas (presenças eventuais), pois, as partidas e as paradas dos equipamentos eletromecânicos, independentemente de suas localizações, são efetuadas remotamente via supervisório, de forma automática pelo próprio supervisório ou de forma remota, pela equipe de operação, assim como todo o controle do processo de tratamento
de água.

1.2. Características gerais do projeto

• A capacidade inicial de produção da 1ª etapa é de 750,0 L/s, prevendo-se no futuro, caso haja demanda, elevar sua produção para até 1,50 m3/s (1.500 L/s);

• A ETA Vitória Régia é constituída, a exemplo da maioria dos sistemas produtores utilizados no abastecimento de água potável, do tipo convencional; e

• Há um sistema de oxidação intermediária responsável pelo abatimento da carga orgânica, devido a poluição do rio

• O lodo é adensado e desaguado na própria Estação de Tratamento de Água, num prédio próprio para esta função

• A água de retro lavagem dos filtros e enviada para a entrada da planta e é reaproveitada, minimizando as perdas e economizando produtos químicos

1.3. Diagrama de blocos

Na Figura 2, a seguir, é apresentado o Diagrama de Blocos da ETA Vitória Régia.

2. DESAFIOS OPERACIONAIS DA ETA VITÓRIA RÉGIA

− Qualidade da água bruta:

Os rios brasileiros, em geral, apresentam diferentes graus e tipos de poluição, o que torna obrigatório o emprego de tecnologias avançadas para se obter uma água de boa qualidade e que atenda aos padrões requeridos pelo Ministério da Saúde.

Para isto, todas as atividades de implantação e operação deste sistema foram feitas com conhecimento, tecnologia e treinamento do pessoal, além da alta qualidade da construção e do padrão dos equipamentos instalados.

Nesta planta, todas estas etapas foram seguidas e os resultados operacionais conseguidos foram satisfatórios.

Diariamente e semanalmente, eram feitas análises para verificar a presença de matéria orgânica no manancial. Os resultados obtidos demonstraram que havia presença, frequente, de matéria orgânica, expressa em DBO5,20, DQO e COT, além de manganês. Nos períodos menos chuvosos, principalmente durante o inverno, era recorrente a presença de matéria orgânica no manancial.

Além disso, foram observadas concentrações acima do normal de matéria nitrogenada no manancial, expressas em nitrogênio amoniacal.

− Novas Tecnologias:

Conforme mencionado anteriormente, embora a ETA VR seja do tipo convencional, há uma etapa de oxidação intermediária com aplicação de ozônio antes dá água ser encaminhada para os filtros.

Esta tecnologia foi concebida, também, para oxidar a matéria orgânica, eventualmente, presente na água bruta.

O ozônio é um poderoso oxidante que destrói/decompõe as grandes moléculas de compostos de carbono (matéria orgânica) presentes na água em tratamento (que constituem a base dos diversos contaminantes) em moléculas mais simples e mais facilmente removidas pelo sistema físico-químico instalado no bloco hidráulico.

A geração e produção de ozônio são processos que recentemente tem sido utilizado no saneamento, principalmente como pré-ozonização.

Outra questão que foi tratada cuidadosamente foi a oxidação de manganês, recorrente no manancial e para a qual foi utilizada a oxidação por permanganato de potássio, executada na própria captação da água, proporcionando um adequado tempo de detenção.

Figura 3 – Tanque de contato com aplicação de ozônio, construído na ETA VR.

Figura 4 – Leitura da vazão no manômetro (esquerda) e de pressão na câmara de ozonização
(direita).

Fonte: H2O Engenharia; 2021. LB Ozone; 2021.

O emprego do ozônio tem a grande vantagem de não gerar produtos organoclorados, os quais são cancerígenos e, portanto, esta planta possui esta qualidade.

O ozônio pode ser produzido a partir de ar ou de oxigênio puro; no segundo caso o consumo energético é muito menor e esta foi a alternativa adotada nesta ETA, com o recebimento de oxigênio puro de fornecedor devidamente selecionado.

O oxigênio puro pode ser adquirido diretamente de fornecedores, como no caso específico da ETA Vitória Régia (Figura 4), ou pode ser gerado em unidades concentradoras de oxigênio. Neste caso optou-se pela aquisição de oxigênio puro e armazenamento em tanques de estocagem.

Figura 5 – Tanque de oxigênio instalado na ETA Vitória Régia

3. APLICAÇÃO DE OZÔNIO

A aplicação do ozônio numa etapa intermediária do tratamento de água, como na ETA Vitória Régia é nova e não se dispõe de parâmetros que determinem as dosagens mais adequadas.

Durante a Operação Assistida da ETA o que se tentou estabelecer foi a avaliação na remoção de COT (Carbono Orgânico Total) em comparação com as dosagens de ozônio.

É importante ressaltar que caso a aplicação de ozônio seja na etapa de desinfecção (última etapa), está perfeitamente definido, na legislação, que se deve monitorar, diariamente, o “fator CxT”, explicitado na Portaria.

O “fator CT” calcula a concentração de ozônio aplicada (C) pelo tempo de contato (T) na câmara de ozonização.

O valor ideal para este parâmetro é de 0,34 mg/L.min para temperatura média da água igual a 15,0 ºC, e pode ser calculada através da equação, a seguir:

Para valores de temperatura média da água diferentes de 15,0 ºC, deve-se proceder com os seguintes cálculos:

I – para valores de temperatura média abaixo de 15ºC: duplicar o valor de CT a cada decréscimo de 10ºC; e

II – para valores de temperatura média acima de 15ºC: dividir por dois o valor de CT a cada acréscimo de 10ºC.

No caso de pré-ozonização também pode-se estabelecer uma relação de forma a se verificar se a etapa de coagulação-floculação apresenta melhorias em comparação com a dosagem de ozônio e a relação desta dosagem com a redução de matéria orgânica.

4. CONCLUSÃO

Nesta planta foi utilizada uma tecnologia extremamente atualizada para encarar o problema dos mananciais poluídos, em certa extensão, por compostos inorgânicos e matéria orgânica.

A dosagem de permanganato de potássio praticamente eliminou a eventual contaminação da água pelo manganês, presente no manancial em concentrações acima do limite de potabilidade e perfeitamente controlada na água tratada.

Neste trabalho ficou claro que à medida que os problemas de poluição se tornam mais frequentes e complexos nos mananciais, os processos tecnológicos para o tratamento de água, que é um problema de saúde pública, devem ser mais estudados e aplicados de forma a minimizar e eliminar os novos problemas como a presença de compostos organoclorados na água tratada.

Outra questão muito importante é que nesta planta o lodo do decantador e a água de lavagem dos filtros são devidamente tratados e tem um destino legal e adequado.

Com relação à automação, esta ETA possui um alto grau, o que exigiu um treinamento da equipe de operação e manutenção mais detalhado.

Este é um “case” bastante interessante do correto emprego das novas tecnologias para resolver os problemas que os mananciais brasileiros apresentam em geral.

Autor: Ademar Ferreira – H2O Engenharia

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O Eng. Ademar Cesar Matos Ferreira possui mais de 40 anos de experiência internacional e nacional, abrangendo a OPERAÇÃO, IMPLANTAÇÃO, GERENCIAMENTO, DIAGNÓSTICO, PROJETO E MONITORAMENTO DAS PLANTAS DE TRATAMENTO. Diretor da H2O Engenharia que dedica-se exclusivamente ao tratamento de águas e efluentes, o que a mantem atualizada tecnologicamente com os processos mais modernos e eficientes de tratamento e com as mais avançadas técnicas de gerenciamento de empreendimentos.

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