Viabilidade técnica e econômica da recirculação da água de lavagem de filtros em estações de tratamento de água

Abstract

A água de lavagem dos filtros (ALF) representa a maior quantidade, em termos volumétricos, de resíduos de estações de tratamento de água (ETA) do tipo convencional (de ciclo completo) e é caracterizada pela baixa presença de sólidos e alto custo de tratamento. A recirculação da barrela à cabeceira da planta, com ou sem pré-tratamento, é uma alternativa para gerenciamento adequado da ALF, que na maioria das ETA brasileiras são lançadas sem tratamento diretamente nos corpos receptores, o que pode constituir crime ambiental. Essa manobra possui aspectos positivos, como a redução das perdas processuais no tratamento e a redução dos custos operacionais, representados majoritariamente pelos custos com energia elétrica e insumos químicos, e negativos, como o retorno de materiais retidos no filtro à cabeceira da planta, em especial cistos de Giardia ssp. e oocistos de Cryptosporidium spp., contaminantes altamente resistentes à desinfecção por cloro. O objetivo principal deste trabalho é analisar a viabilidade técnica e econômica da recirculação da água de lavagem dos filtros em estações de tratamento de água e sua metodologia consiste em analisar o impacto desta prática na qualidade da água tratada e no desempenho técnico-econômico das etapas da captação de água bruta e seu tratamento. Os resultados das análises dos analitos E. Coli e turbidez realizados pelo DMAE/POA, onde, das cinco maiores ETA, que são objeto de estudo, três realizam a recirculação e outras duas o lançamento diretamente no Lago Guaíba, foram utilizados para análise da interferência da ALF na água tratada. Já a modelagem técnico-econômica, que testou 120 cenários, com e sem recirculação, variando diferentes parâmetros, teve como principal base preços de referências e indicadores econômicos. A partir deste processo, pode-se concluir que a recirculação não impacta na qualidade da água tratada nas ETA objeto de estudo, que há grande potencial para economia em energia elétrica, que a vazão de captação, a altura geométrica entre a captação e o tratamento e a extensão da linha de recalque são as variáveis técnicas mais significantes do ponto de vista econômico. Por fim, foi utilizado modelo de regressão para desenvolver equação para mensurar a potencial economia com a recirculação da barrela.

Backwash water of filters represents the largest quantity in volumetric terms of waste generated in water treatment plants of the conventional type (cycle complete) and is characterized by the low presence of solids and high treatment cost. The recirculation of backwash water at the beginning of the process of the plant is an alternative for adequate management of backwash water, which in most Brazilian treatment plants are released without treatment directly into the rivers and lakes, which constitutes an environmental crime. The positive aspects of recirculating filter washing water include appropriate disposal of this waste, reduction of water losses in the treatment process and the reduction of operational costs, represented mainly by the costs of electrical energy and chemical inputs. However, this practice results in the recirculation of materials retained in the filter back to the beginning of the process, especially cysts of Giardia ssp. and oocysts of Cryptosporidium spp., contaminants highly resistant to chlorine disinfection. The main objective of this work is to analyze the technical and economic feasibility of recirculating filter washing water in water treatment plants and its methodology is divided into analyzing the impact of this practice on the quality of treated water and on the technical-economic performance of the stages of raw water capture and treatment. The results of the analyzes of E. Coli and turbidity analytes carried out by the DMAE/POA, where, of the five largest ETAs, which are the object of study, three perform recirculation and two others release directly in Lake Guaíba, were used to analyze the interference of bacwash water of filters in the treated water. The technical-economic modeling, which tested 120 scenarios, with and without recirculation, varying different parameters, was mainly based on reference prices and economic indicators. From this process, it can be concluded that the recirculation does not impact the quality of the treated water in the WTP object of study, that there is great potential for savings in electricity, that the flow, the geometric height and the extension of the line are the most significant technical variables from the economic point of view. Finally, a regression model was used to develop an equation to measure the potential savings with the recirculation of the barrel.