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Mar/Abr 2004 

 


Matéria Anterior   Relação de Matérias

Artigo - Reuso de água na indústria
Autor: Elso Vitoratto e José Orlando Paludetto Silva


O volume total de água na Terra é de aproximadamente 1,4 bilhões de km3. Embora aparentemente abundante, o volume disponível para uso, aqui incluído os usos domésticos, industriais e agrícolas, é extremamente reduzido. A análise do gráfico 1 leva a crer que do total de água existente, uma parcela bastante reduzida está disponível para o uso imediato, aproximadamente 0,013% do total que se encontra nos rios e lagos e mais parte da água estocada no subsolo.
 
 

Tal constatação está relacionada ao atual estágio de desenvolvimento tecnológico. Em outras palavras, quando se fizer necessário, novas tecnologias serão desenvolvidas, ou ainda, as atuais serão mais acessíveis para a exploração das demais fontes de água. Entretanto, a questão ambiental reside no fato de que a exploração incontida dos mananciais de água provoca deslocamento do equilíbrio ecológico das espécies aquáticas e indiretamente afeta todo o ecossistema do entorno.

O uso de efluentes domésticos, brutos ou tratados, vem sendo extensivamente estudado e aplicado em todo o mundo. A técnica, denominada Reuso de Águas, é comum em regiões onde há escassez de recursos hídricos e demandas crescentes para o desenvolvimento urbano, agrícola ou industrial. O reuso de água é largamente utilizado em países localizados nas regiões áridas e semi-áridas do planeta, como no Oriente Médio e em algumas regiões desérticas dos Estados Unidos (Califórnia, Arizona, Nevada, Colorado), e vem se alastrando por países que possuem políticas de recursos hídricos voltadas para o futuro e para a preservação de suas fontes de água para abastecimento (Austrália, Japão, Itália, Grécia, Portugal, entre outros).

No Brasil, apesar da aparente abundância de recursos hídricos, o reuso de água vem conquistando espaço principalmente nos grandes centros urbanos, onde a escassez representa altos investimentos e custos operacionais para captação e adução de águas a grandes distâncias. De acordo com a Política Nacional de Recursos Hídricos[1], quando houver escassez, o uso prioritário da água deverá ser para o abastecimento humano e a dessedentação de animais, o que induz a repensar as estratégias de abastecimento para os diversos outros fins.

As principais modalidades de reuso de águas, de acordo com o fim a que se destinam, são o reuso para a irrigação de lavouras, irrigação de parques e campos, recarga de aqüíferos, fins potáveis e fins industriais, como água de resfriamento, água de caldeiras e águas de processo. Qualquer que seja o emprego das águas de reuso, faz-se necessária a avaliação dos sistemas de tratamento e conseqüentemente a garantia da qualidade da água, a definição dos seus critérios de uso e os impactos e benefícios ambientais envolvidos no processo.

Para a aplicação do reuso em processos industriais, atenção especial deve ser dada à qualidade das águas em questão e aos efeitos potenciais na saúde dos usuários, nas instalações da indústria – como corrosão, incrustações e deposição de materiais sólidos nas tubulações, tanques e outros equipamentos -, além dos efeitos nocivos aos processos produtivos, como alterações da solubilidade de reagentes nas etapas de processamento e alterações das características físicas e químicas dos produtos finais.

O reuso de águas pode ser definido como uma prática onde a água, após ser utilizada para um determinado fim, é reutilizada ou reaproveitada após receber tratamento adequado ou não. Pode-se classificar o reuso da seguinte maneira:

Reuso Indireto não Planejado: quando a água utilizada em alguma atividade humana é descarregada no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua forma diluída, de maneira não intencional e não controlada.

Reuso Indireto Planejado: quando os efluentes, depois de tratados, são descarregados de forma planejada em corpos de águas superficiais ou subterrâneos para serem utilizados a jusante, de maneira controlada, no atendimento de algum uso benéfico.

Reuso Planejado ou Reuso Intencional: quando o reuso da água é resultado de uma ação humana consciente, a partir de uma descarga de efluentes, podendo ser de forma direta ou indireta. Neste caso, pressupõe-se a existência de um sistema de tratamento de efluentes que atenda aos padrões de qualidade requeridos pelo uso objetivado.

Reciclagem de Água: é o reuso interno da água em um determinado processo, antes de sua descarga em um sistema geral de tratamento ou outro local de disposição.

As principais aplicações industriais de efluentes domésticos tratados podem ser classificadas como: reuso para sistemas de água de resfriamento, reuso para sistemas de produção de água quente ou vapor, reuso em processo industriais, lavagem de tanques, de peças, lavagem de gases de chaminés. Na construção civil, é possível usar água de reuso para, por exemplo, preparação e cura de concreto e compactação do solo.

Para se obter uma água de reuso a partir de um efluente doméstico ou industrial, são necessários processos de tratamento específicos para cada composição de efluente.

Dependendo das características dos efluentes e dejetos líquidos e da eficiência de remoção dos poluentes, pode-se classificar os diversos tipos de tratamento em: 1) Preliminar - que emprega principalmente o processo físico, com objetivo de remoção de sólidos grosseiros em suspensão - com granulometria superior a 0,25mm -, e remoção de material insolúvel, como óleos, graxas, gorduras e solventes; 2) Primário - empregado para a remoção dos sólidos em suspensão, assim como parte da carga orgânica ou inorgânica. Para isto empregam-se decantadores, filtros, centrifugas, flotadores e precipitação química; 3) Secundário - empregado para a remoção de sólidos dissolvidos, como matéria orgânica (carboidratos, proteínas e lipídeos) e também sólidos suspensos finos. Os processos mais utilizados nesse tipo de tratamento são: 3.1) Anaeróbios, que utilizam as bactérias anaeróbias e facultativas em reatores, como biodigestores de lodo, lagoas anaeróbias, fossa séptica, reatores de fluxo ascendente – RAFA etc; 3.2) Aeróbios, que empregam microrganismos aeróbios e a necessidade de fornecimento constante de oxigênio dissolvido no líquido. Os reatores mais usados nesse processo são as lagoas de estabilização, fotossintéticas, lagoas aeradas, lodos ativados nas diversas variantes; biodisco, filtros biológicos e outros; 4) Tratamento Terciário ou Avançado - utilizado para obter um tratamento de qualidade superior, com a remoção total da matéria orgânica e de nutrientes, como o nitrogênio, fósforo etc e a remoção de bactérias patogênicas. Neste processo e possível obter a remoção de nitrogênio por Nitrificação Biológica (NH4OH + 2O2 g HNO3 + 2H20 ) e Desnitrificação em meio anóxico, por meio das bactérias facultativas heterotróficas (2NO3 g 302 + N2 ).

No Brasil, novos sistemas vêm sendo empregados (veja figura abaixo), compostos por um reator anaeróbio de fluxo ascendente – RAFA, seguido de um reator anóxico, sistema aeróbio com três estágios de aeração com biodisco, decantador secundário com remoção de fósforo e desinfecção final. Basicamente, um sistema de tratamento com nível de avançado ou terciário é requisito fundamental para qualquer tipo de reuso.
 
Sistema misto Anaeróbio / Anóxico / 3 estágios de aeração / decantador

Em casos específicos, onde se requer uma alta qualidade da água de reuso, pode ser empregada a filtração por membranas. A escolha da porosidade da membrana é feita com base na especificação da água que se quer obter. O uso de membranas tem se tornado mais comum com a popularização dos sistemas e redução dos custos em função do desenvolvimento da tecnologia e dos materiais das membranas. Em alguns casos, grandes instalações convencionais são substituídas por sistemas compactos, equipados com unidades de membranas.

De maneira geral o reuso de água no âmbito industrial requer uma avaliação da qualidade de água dos processos consumidores, procurando-se compatibilizar a água de reuso às necessidades específicas para cada caso.

Referências Bibliográficas  
  • HESPANHOL, I. ; Esgotos Domésticos como Recursos Hídricos – Parte I – Dimensões Políticas, Institucionais, Legais, Econômico-financeiras e Sócio-culturais. Revista Engenharia, São Paulo, n. 523, p. 45-58, 1997.
  • LAVRADOR, J Contribuição para Entendimento do Reuso Planejado da Água e Algumas Considerações sobre Possibilidades de uso no Brasil. São Paulo, 1987. 198p . Dissertação de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
  • MANN, J.G.; LIU, Y.A.; Industrial Water Reuse and Wastewater Minimization. New York : McGraw-Hill, 1999. 523p.
  • PALUDETTO SILVA, J. O. ; HESPANHOL, I. Reuso de Água na Indústria de Curtimento de Couros – Estudo de Caso, Conferência Global - Construindo o Mundo Sustentável - IUAPPA/ABEPPOLAR, São Paulo, 2002.
 Os autores
 

Elso Vitoratto é engenheiro químico pela Faculdade Oswaldo Cruz, mestre e doutor em tecnologia das fermentações pela Farmácia/USP, sócio-diretor da PROACQUA e professor da Faculdade Oswaldo Cruz – vitoratto@uol.com.br.
 
 

José Orlando Paludetto Silva é engenheiro químico pela Universidade Mackenzie, mestre e doutorando em engenharia hidráulica e sanitária pela POLI/USP; e sócio-diretor da GEA Consultoria e Projetos Ltda - jorlanps@uol.com.br 

 
 




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