Estação de Tratamento de Água de 0,5 até 1,0 m³/h

1. APRESENTAÇÃO

A Estação de Tratamento de Água fabricada pela Águas Claras Engenharia trata-se de um sistema de tratamento físico-químico que conta com as etapas de coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção.

A ETA é composta por: medidor de vazão tipo Calha Parshall, Calha de Floculação, Decantador Lamelar, Filtro Gravitacional, uma Bomba Centrífuga e cinco bombas dosadoras de produtos químicos, sendo quatro para a operação e uma reserva.

Projetada para o tratamento de água Classe II segundo a resolução CONAMA nº 357/2005, a ETA da Águas Claras Engenharia fornece água atendendo aos padrões de potabilidade descritos na Portaria GM/MS nº 888/2021.

1.2.      Vantagens

• Equipamento Compacto;
• Funcionamento Automático;
• Operação Facilitada;
• Baixo Consumo de Produtos Químicos;
• Baixo Consumo Energético.

2. DESCRITIVO DO PROCESSO DE TRATAMENTO UTILIZADO

Primeiramente, a água bruta deve ser bombeada, na maioria das vezes, para um tanque de equalização. Esse tanque possui a capacidade de 5 horas de tempo de detenção. Após a equalização, a água é bombeada para a Estação de Tratamento de Água a uma vazão contínua.

Para ajuste da vazão, na tubulação de recalque da bomba de alimentação da ETA, é instalado um canal de retorno para o equalizador, com registros que permitem o ajuste de vazão necessária. A Estação de Tratamento de Água possui as seguintes etapas: oxidação, floculação, decantação, filtração e desinfecção.

No canal de alimentação da Estação de Tratamento de Água é adicionada uma solução oxidante, que oxida os íons solúveis presentes na água bruta. Então é dosado uma solução alcalinizante para ajuste do pH, que deve permanecer entre 9 e 11. O líquido estabilizado penetra na calha de floculação, que possui uma série de chicanas, forçando a passagem do líquido em um fluxo sinuoso. Nela é adicionada uma solução coagulante onde as impurezas da água formam pequenos flocos e ocorre a redução do pH para um valor entre 6,5 e 7,5.

Em seguida, adiciona-se, também, um floculante auxiliar à coagulação. A calha de floculação possui um volume adequado ao tempo de residência ideal para a formação apropriada dos flocos. Da calha de floculação a água é dirigida, por gravidade, ao decantador.

Na fase de decantação, ela se distribui por toda a área perpendicular ao fluxo de líquido, formando as várias camadas de concentrações características destes processos de tratamento. No interior do decantador estão instaladas placas lamelares que formam um ângulo de 50° com a horizontal. Isso impede o fluxo livre das partículas e dificulta a sua entrada para a zona de líquido límpido na superfície. O material sedimentado, resultante da decantação, deverá ser encaminhado para a desidratação, conforme necessidade, e posterior descarte.

O processo de decantação dos sólidos forma, na superfície, uma lâmina bem definida de líquido límpido que flui para o filtro gravitacional através de uma calha coletora. Após a passagem pelo filtro, é dosado o desinfectante através de dosadora automática. Após essas etapas a água tratada está apta para consumo humano dentro dos limites definidos pela secretaria de vigilância sanitária, Portaria GM/MS n° 888, de 04 de maio de 2021.

3. INFORMAÇÕES TÉCNICAS DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA

Apresentamos uma estação para tratar água pelo tratamento convencional (águas classe 2), de acordo com a Resolução CONAMA n° 357, de 17 de março de 2005. Os parâmetros considerados durante a projeção do equipamento ETA de 0,5 até 1,0 m³/h pela ÁGUAS CLARAS ENGENHARIA são apresentados abaixo:

• Capacidade diária de tratamento 20.000 L/dia;
• A água a ser tratada deverá ser do tipo classe 2, que podem ser destinadas ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional. Considerando o tratamento convencional com a utilização de coagulação, floculação e decantação, seguida de filtração e desinfecção.

A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros, que traduzem as suas principais características físicas, químicas e biológicas, conforme demonstrado abaixo:

• Parâmetros físicos: cor, turbidez, temperatura;
• Parâmetros químicos: pH, alcalinidade, acidez, dureza, ferro, manganês, cloretos, nitrogênio, fósforo, oxigênio dissolvido, matéria orgânica, micropoluentes orgânicos e inorgânicos;
• Parâmetros biológicos: organismos indicadores, algas, bactérias.

A tabela abaixo apresenta os Valores Máximos Permitidos (VMP), cumprindo criteriosamente a Portaria GM/MS nº 888/2021 do Ministério da Saúde, que são normas e padrão da potabilidade de água destinada ao consumo humano. A Estação de Tratamento de Água da Águas Claras Engenharia visa atender aos parâmetros descritos no quadro abaixo, sendo a fluoretação opcional.

4. CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS UTILIZADOS NA CONSTRUÇÃO DA ETA

4.1 Tanques em PRFV

A Águas Claras Engenharia produz suas estações de tratamento em PRFV através do processo de Spray-up com revestimento de gel coat internamente e gel parafinado externamente. A fabricação destes equipamentos consiste na aplicação de uma camada de gel interno, garantindo a estanqueidade do equipamento. Em seguida, utiliza-se uma camada de resina de poliéster associada à fibra de vidro (“roving”) para dar estrutura ao produto. Por fim, a aplicação de uma última camada de gel parafinado com produto inibidor de raios ultravioleta UV, que também dará o acabamento e a cor ao revestimento.

Estes equipamentos são construídos no formato vertical, tipo tronco cônico. Devem ser apoiados sobre base plana horizontal e concreto que sustente sem deformações o peso do equipamento em uso. As furações são feitas nas faces planas indicadas no produto. Os reservatórios são produzidos em diversos tamanhos e formatos com garantia de 02 (dois) anos contra defeitos de fabricação, sempre seguindo os procedimentos corretos de instalações.

Gel Coat: Camada de gel tipo ortoftálico. Tem a finalidade de formar a superfície impermeabilizante interna do tanque e, ainda, servir como base de estruturação para a fibra de vidro.

Resina + Fibra de Vidro “roving”: Resina tipo ortoftálica mais fibra de vidro. Tem como objetivo formar a estrutura do tanque, dando resistência necessária ao rompimento e deformações quando submetida às pressões de água.

Gel Parafinado: Possui inibidor contra raios ultravioletas, evitando assim a proliferação de algas no interior do tanque. Também responsável pela pintura de acabamento do tanque.

4.2 Tubos e conexões em PVC

Resistente à ação de bactérias, os tubos e conexões em PVC são utilizados em toda a canalização hidráulica do projeto. O PVC é leve, impermeável, resistente a químicos, durável, versátil e ambientalmente correto. Suas propriedades garantem um ótimo custo e benefício para o equipamento.

Apesar de usados para a mesma finalidade, a cor do PVC acaba diferenciando suas características, sendo o marrom soldável e o branco para rosquear. O PVC marrom é utilizado na parte interna do equipamento, nas tubulações de bombeamento, pois é ideal para suportar a pressão interna do líquido bombeado. O PVC branco é utilizado nas tubulações que ligam um tanque ao outro e na entrada e na saída do equipamento, por serem mais rígidos e suportarem melhor a ação de intempéries.

4.3 Descritivo elétrico

O painel da ETA de 0,5 até 1,0 m³/h é projetado de acordo com a Norma Regulamentadora 10 (NR-10). A NR-10 estabelece condições mínimas para saúde e segurança durante a construção, montagem, operação e manutenção dos que trabalham direta ou indiretamente com esse painel elétrico.

O painel possui proteção contra choque, utilizando a tensão de segurança de 24 V, servindo como uma medida de proteção coletiva. O aterramento nesse caso será fundamental tanto como medida protetiva tanto do usuário, evitando choques, quanto do próprio equipamento, favorecendo o bom funcionamento dos seus dispositivos. Além disso, para que o equipamento funcione de forma inteligente, para cada uma das bombas, o painel terá sinais luminosos, que deverão ser acesos em caso de defeito.

O painel de comando é conectado à bomba de recalque, bomba do filtro, chaves boia, dosadoras de oxidante, alcalinizante, coagulante, floculante e desinfectante. O acionamento inicial de cada bomba será realizado através do painel, onde cada uma possuirá sua chave de comando com as posições desliga/auto/manual. A cada uma das bombas será acoplada uma chave boia, essas chaves deverão garantir, quando no modo automático, que a bomba na qual ela está conectada seja acionada apenas quando necessário, através das condições pré-estabelecidas com o posicionamento das chaves boia.

Cada bomba deverá estar no modo automático para que o equipamento opere em condições seguras de trabalho, garantindo assim a condição mais adequada para a operação da ETA. A posição manual deverá ser utilizada apenas durante alguma manutenção ou situação similar.

5.ACESSÓRIOS

A ETA de 0,5 até 1,0 m³/h é um equipamento modular que possibilita a adição de alguns acessórios, os quais poderão ser opcionais ou indispensáveis. O acréscimo dos acessórios dependerá do local de instalação, do uso da água tratada, nível de automação, entre outros fatores. A proposta comercial apresentará o valor da ETA e separadamente o custo adicional dos acessórios que forem julgados como necessários. Os possíveis acessórios para a estação de tratamento são:

Cisterna: A cisterna da Águas Claras Engenharia consiste em um reservatório que faz o armazenamento e conservação da água tratada. Estes reservatórios são construídos no formato vertical, tipo tronco cônico, e devem ser apoiados sobre bases planas horizontais em concreto que sustente sem deformações o peso do equipamento em uso.

Filtro de pressão com recheio de carvão ativado: Os filtros de pressão são produzidos em PRFV com o melhor custo benefício do mercado. O filtro de carvão ativado age através da adsorção, na melhora da limpidez da água e diminuição dos odores e sabores desagradáveis. Não é eficaz para remover certos compostos orgânicos tóxicos, níveis significativos de metais, fluoretos ou patógenos. A limpeza do filtro será realizada através do processo de retrolavagem.

6.PROCESSOS AUXILIARES

Alguns equipamentos poderão ser acrescentados para facilitar a operação e manutenção do equipamento e também aumentar a eficiência. Esses equipamentos não estarão inclusos no preço da ETA, mas poderão ser dimensionados gratuitamente no projeto (sem a parte estrutural), caso sejam necessários. Alguns deverão ser construídos em alvenaria, por conta do cliente, outros poderão ser pré-moldados, e deverão ser adquiridos à parte.

Equalizador: os tanques de equalização são dimensionados para que tenham como funções as seguintes: equalizar a vazão, evitando que haja picos de vazão muito altos ou muito baixos, estabilizar o pH, facilitando a correção e reduzindo a utilização de produtos químicos, e consequentemente, gerando economia na operação, homogeneização da água bruta, auxiliando na regulagem da dosagem de produtos químicos, vazões constantes e economia de produtos químicos.

Reservatórios de produtos químicos: são adicionados ao projeto reservatórios que armazenam os produtos químicos em condições adequadas, ajudam na organização de estoque de produtos, mantém a limpeza e evitam desperdícios. São fabricados em polietileno, que é um material atóxico, com paredes lisas que evitam a necessidade de limpeza constante. Os químicos devem ser armazenados nas concentrações ideais para utilização na ETA, que são dosados nos pontos corretos através das dosadoras de pistão automáticas.

Sistemas de desidratação de lodo: esses sistemas deverão ser implantados caso a produção de lodo gerado seja significativa. Independente do sistema escolhido, todos terão a mesma função: retirar o lodo que se encontra em excesso no sistema e desidratá-lo. O lodo adensado deverá ser enviado para aterro sanitário adequado, para o correto descarte e tratamento.

• Prensa desaguadora: equipamento robusto, processo contínuo para retirada de água do lodo. O lodo adensado e a água tratada na forma líquida são separados simultaneamente, logo após são destinados para suas respectivas disposições finais. Possui maior consumo de energia, porém é o processo mais rápido, por não precisar realizar pausas para retirada do lodo. Necessita de pequena área de instalação;
• Filtro prensa: processo não contínuo, formação de tortas de lodo entre as placas, essas tortas deverão ser retiradas sempre que acontece a saturação. Necessita de pequena área de instalação. Quando comparado ao equipamento anterior acarreta em menor consumo de energia, porém demanda mais mão de obra;
• Leito de secagem: processo simples, eficaz e barato, poderá ser construído em alvenaria. Apesar do baixo custo energético, esse processo pode gerar mau cheiro, grande área de instalação e necessita de maior trabalho operacional, quando comparado aos demais processos citados.

7.OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

A ETA de 0,5 até 1,0 m³/h possui fácil manutenção, não sendo necessário um operador que trabalhe nela em tempo integral. Verificações visuais e auditivas deverão ser realizadas periodicamente para assegurar que o equipamento esteja funcionado sem nenhum problema de entupimento, elétrico ou hidráulico. Para um controle maior do equipamento, deverão ser realizadas análises químicas, se possível diariamente, verificando se a água a ser tratada apresenta as propriedades corretas dentro da etapa de tratamento na qual ela se encontra.

Algumas operações deverão ocorrer de modo mais frequente, como o descarte de lodo do decantador para o sistema de desidratação do lodo, que é realizado de modo simples apenas com a abertura e fechamento de uma válvula, reposição de produtos químicos, que deverá ocorrer sempre que os mesmos forem consumidos e a retrolavagem do filtro, que deve ocorrer diariamente, mas pode ter sua frequência alterada conforme o caso do cliente. O Manual de Instalação, Operação e Manutenção detalhará melhor cada um desses procedimentos.

8.CUSTO OPERACIONAL

            O custo operacional padrão será a soma dos custos dos seguintes elementos:

• Mão de obra: será necessário um operador para realizar análises químicas diárias, retrolavagem do filtro, além das verificações semanais e mensais do equipamento;
• Descarte do lodo para aterro sanitário: esse procedimento deverá ser realizado sempre que verificado necessidade, a depender do sistema de desidratação de lodo empregado;
• Produtos químicos: serão dosados oxidante, alcalinizante, coagulante, floculante e desinfectante;
• Energia: o equipamento requer a potência de aproximadamente 1,0 kW/trifásica. (Não está inclusa a potência da bomba de recalque que será de responsabilidade do cliente).

9.CONDIÇÕES PARA INSTALAÇÃO DA ETA

Obrigações do Cliente: Preparar a base para a instalação da ETA de 0,5 até 1,0 m³/h instalada sobre o solo, dando preferência ao local que facilite a entrada e saída da água bruta por gravidade.

• Construir uma base em radier com uma área de aproximadamente 37,00 m² (6,6 m x 5,6 m). É necessário consultar um engenheiro responsável para cálculos estruturais;
• Ponto elétrico com fase e tensão compatíveis com o modelo que será adquirido, para o funcionamento da ETA;
• Instalação elétrica entre o painel de controle e o ponto elétrico, de acordo com as orientações do projeto;
• Ponto de envio da água bruta para a ETA, preferencialmente por gravidade;

• Ponto de saída hidráulica da água tratada da ETA até o ponto onde será armazenado;
• Planta baixa, preferencialmente em AutoCAD, do empreendimento indicando o local a ser instalado o equipamento.

10.TRANSPORTE E MONTAGEM

A ETA é considerada uma carga indivisível e possui uma legislação específica para o seu transporte. Entre as exigências para esse tipo de carga temos:

• O trajeto deverá ser definido com antecedência e precisará ser autorizado pelo DNIT;
• A autorização é válida por 90 dias;
• O motorista deve possuir um curso para específico para transportar esse tipo de carga;
• O transporte deverá ocorrer entre o nascer e o pôr do sol (poderá haver exceções), entre outros.

Um caminhão Munck será utilizado para o transporte, para que o próprio caminhão realize o carregamento e descarregamento da carga. É necessário garantir que as obrigações do cliente foram cumpridas antes do transporte, visto que esse tipo de carga necessita de muitos cuidados.

O equipamento sairá pré-montado da sede da Águas Claras Engenharia, apenas as conexões de alguns componentes eletrônicos e hidráulicos deverão ser realizadas no local de instalação, além das conexões de entrada e saída do equipamento com a rede coletora local e a disposição final. Entre esses componentes eletrônicos que deverão ser instalados no local está incluso o painel eletrônico que poderá ser instalado no próprio equipamento, em um suporte presente no lado externo do tanque.

11. ASSISTÊNCIA TÉCNICA

Acompanhamento técnico: o fabricante irá disponibilizar profissionais da área de química (químicos), hidráulica e elétrica (técnicos), de forma online, para eventuais suportes técnicos e instruções de operação, sem custos de horas técnicas dos profissionais (via telefone, WhatsApp), para a familiarização de funcionamento.

Durabilidade do sistema: o equipamento pode ser mantido em operação contínua permanente desde que feitas suas devidas manutenções. 

A Águas Claras Engenharia reserva-se no direito de alterar a concepção do projeto durante a fase de engenharia do produto, desde que essa alteração seja efetuada para garantir o bom funcionamento do sistema.