UTILIZAÇÃO DE POLÍMEROS NATURAIS E MELHORIA DO DESEMPENHO DA ETA DE MANHUAÇU*

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1 UTILIZAÇÃO DE POLÍMEROS NATURAIS E MELHORIA DO DESEMPENHO DA ETA DE MANHUAÇU* Autores: Felix de Carvalho Augusto (apresentador) Técnico em Química (Colégio São José RJ), Químico Industrial (Faculdade da Cidade RJ) e licenciado em Química (Unigranrio RJ). Químico do SAAE de Manhuaçu, desde Travessa Santa Luzia S/N Centro Reduto - MG Cep.: Telefax: (33) José Henrique Trefzger de Mello Engenheiro Civil e Agrimensor (UFV) Engenheiro do SAAE de Manhuaçu desde Praça Pedro Faria, 51 Bairro São Jorge Caixa Postal 223 Manhuaçu MG , telefax: (33) Celular (31) * Trabalho realizado pelo Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Manhuaçu MG para a Sétima Exposição de Experiências Municipais em Saneamento. 1

2 UTILIZAÇÃO DE POLÍMEROS NATURAIS E MELHORIA DO DESEMPENHO DA ETA DE MANHUAÇU 1 - Descrição do Objetivo do Trabalho A ETA de Manhuaçu é do tipo convencional, constituída de duas baterias de floculadores hidráulicos, dois decantadores de fluxo horizontal e dois filtros de dupla camada de fluxo descendente. Foi construída na década de 60, pelos parâmetros de projetos da época, para uma vazão nominal de 35 litros por segundo. Com a posterior implantação de filtros de dupla camada e ampliação dos floculadores, a ETA teve sua capacidade nominal de tratamento ampliada para 70 litros por segundo. No entanto, atualmente a mesma opera com uma vazão média de 115 l/s, com a vazão máxima de 151 l/s. Sendo assim, a ETA de Manhuaçu trabalha nas seguintes condições: Quadro I Parâmetros Tempo de floculação (minutos) Taxa de escoamento superficial dos decantadores (m 3 /m 2 /dia) Vazão linear na calha de coleta de água decantada (l/s/m) Taxa de filtração (m 3 /m 2 /dia) Na vazão média Na vazão máxima Limites teóricos (mínimo) (máximo) 5,7 7,5 3,0 (máximo) (máximo) Como se pode observar, a ETA está operando com sobrecarga elevada, com exceção para os filtros, porém, a qualidade da água que chega nos mesmos está comprometida devido às deficiências das etapas anteriores do tratamento. O uso de polímeros, à base de amido de milho, tanto na coagulação e floculação como na filtração, tem apresentado bons resultados na melhoria do desempenho da Estação de Tratamento de Água. Com a nova Portaria do Ministério da Saúde (Portaria nº 1.469), que tornou mais rigorosos os limites de qualidade da água, baixando de 2,0 UT (Unidade de Turbidez) para menor que 1,0 UT, e tendo em vista a sobrecarga da ETA- Manhuaçu, no ano de 2002, o SAAE optou pela introdução do uso de polímero natural no processo de tratamento, com a finalidade de melhorar à curto prazo a qualidade da água distribuída. O objetivo deste trabalho é avaliar a utilização do polímero natural para melhoria no desempenho da ETA Manhuaçu e o custo de implantação e operação desta tecnologia. 2. Metodologia Foram analisados dados de rotina na operação da ETA Manhuaçu: parâmetros de turbidez da água bruta, decantada, filtrada e tratada, volume tratado e número de lavagem dos filtros, do mês de dezembro de 2002 e janeiro e fevereiro de 2003 e estes foram comparados com os dados dos mesmos meses dos anos de 1999, 2000, 2001 e 2002, quando não havia dosagem de polímero no processo de tratamento. Nestes meses a água bruta apresenta os valores máximos de turbidez. Para análise dos custos de implantação e operação, foram levantados dados como: consumo de energia dos equipamentos de mistura, dosagem de polímero e do conjunto motobomba do reservatório de lavagem dos filtros; dos custos do polímero, da soda cáustica, do 2

3 custo da bomba dosadora, dos agitadores e dos reservatórios necessários para a mistura dos produtos. Devido o crescimento da cidade de Manhuaçu no período (aproximadamente 5% a.a.) e conseqüente o aumento do volume tratado, foram analisados os dados, em termos de volume unitário. 3. Resultados INFLUÊNCIAS NA QUALIDADE A ÁGUA Quadro II Turbidez Bruta Filtrada Tratada Mês Mínima Média Máxima Mínima Média Máxima Mínima Média Máxima dez/99 5,03 20,06 205,00 0,24 2,11 6,39 0,81 2,75 6,51 jan/00 4,82 23,42 210,00 0,22 1,08 4,49 0,62 1,68 6,62 fev/00 4,61 12,50 70,60 0,24 1,15 8,48 0,52 1,71 4,36 dez/00 5,11 25,91 327,00 0,41 2,34 6,57 0,72 2,31 5,66 jan/01 1,67 13,57 75,17 0,39 1,61 4,70 0,63 1,62 3,26 fev/01 4,32 8,06 57,40 0,22 1,22 5,99 0,30 1,25 3,48 dez/01 4,85 12,57 49,00 0,11 1,13 3,82 0,55 1,37 3,71 jan/02 4,24 14,46 92,90 0,13 0,76 6,50 0,31 1,06 4,64 fev/02 4,36 11,66 78,40 0,10 0,85 3,31 0,21 1,03 2,73 *dez/02 3,00 23,20 155,00 0,02 0,46 3,14 0,00 0,50 3,43 *jan/03 4,02 25,25 175,00 0,00 0,30 2,74 0,01 0,33 1,91 *fev/03 4,38 8,50 51,70 0,00 0,24 1,43 0,01 0,26 1,21 Quadro III Número de dias que a turbidez da água filtrada excedeu a 1,0 UT dez/99 jan/00 fev/00 dez/00 jan/01 fev/01 dez/01 jan/02 fev/02 dez/02* jan/03* fev/03* Máxima Média Mínima Número de dias que a turbidez da água tratada excedeu a 1,0 UT Máxima Média Mínima Número de dias que a turbidez da água filtrada excedeu a 2,0 UT Máxima Média Mínima Número de dias que a turbidez da água tratada excedeu a 2,0 UT Máxima Média Mínima

4 Quadro IV Mês Turbidez média Turbidez média da Eficiência da Turbidez media Eficiência da da água bruta água decantada decantação da água filtrada filtração dez/99 20,06 6,79 66,15% 2,11 68,92% jan/00 23,42 7,1 69,68% 1,08 84,79% fev/00 12,50 6,31 49,52% 1,15 81,77% dez/00 25,91 6,60 74,53% 2,34 64,55% jan/01 13,57 8,01 40,97% 1,61 79,90% fev/01 8,06 5,59 30,65% 1,22 78,18% dez/01 12,57 6,05 51,87% 1,13 81,32% jan/02 14,46 6,00 58,51% 0,76 87,33% fev/02 11,66 6,13 47,43% 0,85 86,13% dez-02* 23,20 5,75 75,22% 0,46 92,00% jan-03* 25,25 4,74 81,23% 0,30 93,67% fev-03* 8,50 4,73 44,35% 0,24 94,93% Média total 16,60 6,15 57,5% 1,10 82,8% Média sem polímero 15,80 6,51 54,4% 1,36 79,2% Média com polímero 18,98 5,07 66,9% 0,33 93,5% Quadro V Mês Número de lavagem dos filtros Volume tratado Vol.tratado/nº de lavagem jan fev dez jan fev dez jan fev dez-02* jan-03* fev-03* Média geral Média dos meses sem polímero Média dos meses com polímero * Meses em que o polímero foi aplicado. CUSTO DE IMPLANTAÇÃO DO SISTEMA DE APLICAÇÃO DE POLÍMERO Equipamentos necessários: Quadro VI Equipamentos Custo Reservatório domiciliar em fibra de vidro com capacidade de R$ 130,00 Bomba dosadora de diafragma dupla dosagem R$ 4.000,00 Agitador rápido de eixo vertical R$ 1,000,00 Total R$ 5.130,00 4

5 CUSTO DE OPERAÇÃO Quadro VII Consumo diário Custo unitário Gasto diário Gasto mensal Insumo Polímero natural (kg) 8,550 R$ 0,88 R$ 7,52 R$ 225,72 Soda cáustica (Kg) 4,270 R$ 1,39 R$ 5,94 R$ 178,06 Energia elétrica (bomba dosadora = 1/3 cv) Kwh 0,245 R$ 0,26 R$ 0,06 R$ 1,93 Energia elétrica (agitador = 1,0 cv) Kwh 0,736 R$ 0,26 R$ 0,02 R$ 0,58 Total R$ 13,54 R$ 406,29 O custo médio da aplicação do polímero foi calculado em R$ 1,32 (um real e trinta e dois centavos) por mil metros cúbicos de água tratada. 4. Conclusões Devido à sobrecarga da Estação de Tratamento de Água de Manhuaçu (Quadro I), havia uma dificuldade em atender às exigências mínimas da Portaria nº 036 do Ministério da Saúde, menor que 2,0 UT, quanto à turbidez da água tratada antes da introdução do polímero natural no tratamento, porém, após a sua utilização, as novas exigências da Portaria nº MS, passando para menor que 1,0 UT, passaram a ser atendidas (quadros II e III). Embora a sobrecarga da ETA -Manhuaçu é mais acentuada nas fases de floculação e decantação (Quadro I), a introdução do polímero natural apresentou apenas uma melhoria significante na fase de filtração, a variação observada na eficiência da decantação esta relacionada com o aumento da turbidez da água tratada (Quadro V). Antes da aplicação do polímero, o fator limitante na carreira hora dos filtros, o qual indicava quando os mesmos deveriam ser lavados, era o aumento da turbidez, porém com a utilização desta técnica no tratamento, os filtros passaram a perder carga sem este aumento de turbidez, fato este, que possibilitou a diminuição da incidência de picos de turbidez máxima (Quadro III) e como conseqüência, houve uma pequena diminuição do volume filtrado entre as lavagens na ordem de 5%(Quadro IV). Com a introdução do polímero natural, foi possível adiar a necessidade iminente de ampliação da ETA -Manhuaçu, com um custo muito pequeno de implantação e operação desta tecnologia (Quadros VI e VII). 5. Comentários Devem ser feitos estudos de viabilidade da utilização de polímero no tratamento de água nos meses de baixa turbidez da água bruta. Por ser o polímero natural um alimento (amido de milho), deve-se tomar cuidados quanto à proliferação de organismos no lodo decantado. 6. Referências bibliográficas NETO, José. M. (1987) - Técnicas de Abastecimento e Tratamento de Água - CETESB/ CETESB

6 TANQUE DE PREPARO DO POLÍMERO 6

7 BOMBA DOSADORA 7

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