Tratamento avançado de águas residuais para reúso

As mudanças climáticas e o crescimento constante da população global estão aumentando a pressão sobre os suprimentos de água doce, intensificando a necessidade de gerenciar esse recurso vital. Junto a medidas de conservação, processos de reúso da água (em que as águas residuais são tratadas para atender aos padrões de qualidade para uso benéfico) estão surgindo como uma estratégia essencial para aumentar o suprimento de água doce.

Há mais de uma década, as aplicações comuns de reutilização de água incluem processos de resfriamento industrial, descarga de vasos sanitários e irrigação de espaços verdes. No entanto, nos últimos anos, metodologias avançadas de tratamento deram início à viabilidade e à segurança do reúso potável de água - tanto o reúso direto quanto o indireto - e essa tendência está ganhando força rapidamente na esfera municipal.

Depois que os sólidos maiores e microrganismos são removidos da água para reuso através de métodos de tratamento convencionais, o tratamento avançado tem como alvo as partículas menores e contaminantes virais que permanecem. Isso requer procedimentos como filtração, osmose reversa e desinfecção, que permitem atingir padrões rigorosos de qualidade da água para reutilização potável.

A filtração é comumente empregada para remover sólidos em suspensão, bactérias e algumas moléculas orgânicas maiores. Os materiais de filtração podem incluir areia, meios granulares e membranas finas.

A filtração por membrana é há muito tempo um elemento básico do tratamento de água potável, usada para remover contaminantes através da pressurização e da passagem da água por finas membranas. O tamanho dos poros das membranas varia de acordo com os requisitos e, muitas vezes, são usadas diversas membranas, com o tamanho dos poros diminuindo à medida que o processo avança a jusante.

A microfiltração é regularmente implantada no início do tratamento terciário, com tamanhos de poros que variam de 0,1 a 10 mícrons. A ultrafiltração (UF), com poros que variam em diâmetro de 0,01 a 0,1 mícron, é eficaz na remoção de sólidos suspensos, bactérias e muitos vírus. Esses dois tipos de membrana atuam como barreiras físicas, retendo os contaminantes na superfície da membrana enquanto permitem a passagem de água limpa. Como os contaminantes se acumulam na superfície da membrana com o tempo, a retrolavagem é necessária periodicamente para manter a eficiência e evitar o entupimento dos poros para que a água possa continuar a fluir.

Levando a filtração a um nível ainda mais refinado, a nanofiltração emprega membranas com poros de aproximadamente 0,001 mícron de diâmetro. Como resultado de suas aberturas finas, a nanofiltração é capaz de remover um espectro mais amplo de contaminantes, incluindo matéria orgânica dissolvida, íons de dureza (como cálcio e magnésio), pesticidas e alguns metais pesados. Ela é usada regularmente como um intermediário entre a ultrafiltração e a osmose reversa (OR), fornecendo um alto nível de purificação sem a alta demanda de energia exigida pela OR para remover os sais dissolvidos.

Quando a pureza da água é crítica, como no caso do reúso potável direto e de muitas aplicações industriais, as membranas de osmose reversa (OR) podem ser usadas para remover os menores contaminantes. Essas membranas possuem poros de aproximadamente 0,0001 mícron de diâmetro, capturando sais, minerais, traços de poluentes, bactérias e vírus. Com poros tão pequenos e a necessidade de superar a pressão osmótica, a OR requer uma energia considerável para pressurizar e bombear a água através das membranas.

Como os poros são muito pequenos, os sistemas de OR normalmente utilizam a filtração de fluxo cruzado, na qual a água permeada filtrada é encaminhada em uma direção, enquanto a água concentrada contaminada segue uma rota diferente pelo recipiente. A filtração de fluxo cruzado permite que o fluxo concentrado arraste o acúmulo de contaminantes na membrana e mantenha turbulência suficiente para evitar o entupimento da superfície.

O fluxo concentrado é composto de salmoura e outros compostos incapazes de passar pela membrana. Para aumentar a recuperação de água, os sistemas de OR geralmente consistem em múltiplos estágios, em que o concentrado de um estágio é conduzido através de uma membrana de OR de segundo estágio ou reciclado de volta através da membrana inicial.

Após a filtração, a desinfecção é normalmente a etapa final do tratamento terciário. Os métodos comuns de desinfecção incluem a cloração e métodos avançados de oxidação, como ultravioleta e ozonização. Esses procedimentos inativam os patógenos remanescentes, incluindo bactérias, vírus e protozoários, para garantir que os requisitos rigorosos de qualidade da água sejam atendidos.

O sucesso de qualquer programa de reúso de água vai além da sofisticação tecnológica, exigindo um controle meticuloso do processo, um monitoramento rigoroso da qualidade da água de alimentação e um regime de manutenção robusto. devem ser projetados para monitorar e ajustar continuamente os parâmetros de tratamento para garantir a qualidade consistente da água produzida, enquanto as medidas de gestão ambiental devem ser mantidas para evitar a introdução de contaminantes que possam comprometer o tratamento.

À medida que os governos reconhecem o papel crescente da reutilização da água para garantir a segurança hídrica, o cenário jurídico está evoluindo rapidamente. Os procedimentos de autorização para reúso potável indireto e direto, em especial, estão se tornando cada vez mais comuns em muitas regiões, definindo os requisitos para projetos de reúso de água e, ao mesmo tempo, respondendo às preocupações do público sobre a segurança do sistema. Conforme as tecnologias de tratamento avançam, as estruturas regulatórias devem continuar se adaptando para promover a inovação e, ao mesmo tempo, proteger a saúde pública e a integridade do meio-ambiente.

O futuro da segurança hídrica depende da capacidade de adotar práticas sustentáveis, e o investimento contínuo em pesquisa, infraestrutura e educação pública ajudará a garantir a produção sustentável de água para as próximas gerações.