A reutilização da água refere-se ao tratamento e à utilização de águas residuais ou de águas de processo para novas aplicações. Em tempos de crescente escassez de água e de regulamentos ambientais mais rigorosos, a reutilização da água está a ganhar importância em todo o mundo. Esta abordagem não só reduz o consumo de água doce, como também diminui os custos de eliminação de águas residuais e a utilização de produtos químicos. Este artigo analisa em pormenor os antecedentes técnicos, as várias aplicações e os desafios da reutilização da água.
Índice
Fundamentos técnicos da reutilização da água
A reutilização da água engloba uma variedade de tecnologias e processos para fornecer água com uma qualidade adequada à utilização a que se destina. Os processos mais importantes incluem processos físicos, químicos e biológicos.
Parâmetros importantes para a reutilização:
CQO (carência química de oxigénio): Indica a carga orgânica que precisa de ser removida.
TDS (Total de Sólidos Dissolvidos): Indica a concentração de sais dissolvidos que deve ser reduzida consoante a utilização prevista.
Contaminação microbiológica: Particularmente relevante para aplicações na indústria alimentar e de bebidas.
Poluentes: Metais pesados, nitratos ou fosfatos podem exigir processos de tratamento específicos.
Processo de reutilização da água
1. processos mecânicos
Filtragem: Durante a filtração as águas residuais são passadas através de meios como areia, gravilha ou filtros sintéticos para remover partículas e sólidos grosseiros em suspensão. Este método constitui a base para um pré-tratamento eficaz e protege os sistemas a jusante contra danos.
Flotação: As bolhas de ar são utilizadas para transportar gorduras, óleos e sólidos ligeiros para a superfície, onde podem ser removidos. Este processo é particularmente adequado para águas residuais industriais com um elevado teor de substâncias orgânicas.
Foto: A nossa instalação de flotação com sistema patenteado de saturação de ar
2. processos químicos
Precipitação e floculação: Através da adição de produtos químicos como o sulfato de alumínio ou o cloreto férrico, as substâncias dissolvidas são convertidas em partículas sólidas. Os floculantes melhoram este processo, combinando pequenas partículas em agregados maiores que podem ser separados mais facilmente.
Oxidação: Estes processos utilizam o ozono, o peróxido de hidrogénio ou o cloro para decompor as substâncias orgânicas e os micropoluentes. A oxidação é particularmente adequada para o tratamento de poluentes persistentes e para a desinfeção.
Foto: O nosso sistema CP com neutralização e filtração por carvão ativado para o pré-tratamento de águas residuais contendo metais pesados antes da osmose inversa
3. processos biológicos
Bioreactores de membrana (MBR): Os biorreactores de membrana combinam o tratamento biológico de águas residuais com a filtração por membrana. Os microorganismos no reator decompõem os compostos orgânicos, enquanto as membranas retêm os sólidos e os microorganismos. Isto permite um desempenho de purificação extremamente elevado e projectos de instalações compactos. Os MBRs são particularmente adequados para aplicações com espaço limitado e requisitos de elevada qualidade da água, como na indústria alimentar ou em projectos de reciclagem de água.
Biofiltração:A biofiltração é um processo em que as substâncias orgânicas e os poluentes são decompostos por meios filtrantes bioactivos. No tratamento de águas industriais, o carvão ativado é frequentemente utilizado como material de transporte de microrganismos bioactivos. Os sistemas ALMA BioFIL são um exemplo desta tecnologia. Permitem não só a redução de COD, TOC e azoto, mas também a remoção de fósforo. A biofiltração caracteriza-se pela sua flexibilidade e eficácia e é particularmente adequada para as cargas residuais após as fases de tratamento primário.
Foto: A nossa biofiltração para o pré-tratamento de águas residuais organicamente contaminadas a montante de um sistema de osmose inversa
4. processos baseados em membranas
Ultrafiltração (UF): Esta tecnologia remove partículas, colóides e microorganismos da água. A UF é frequentemente utilizada como um pré-tratamento para processos mais avançados, como a osmose inversa.
Nanofiltração (NF):A nanofiltração remove especificamente iões divalentes, como o cálcio e o magnésio, bem como moléculas orgânicas. É adequada para aplicações em que é necessária uma desmineralização moderada.
Osmose inversa (OR): Na osmose inversa, a água é forçada a passar por uma membrana semipermeável sob alta pressão. Isto remove quase todos os sais dissolvidos, compostos orgânicos e micropoluentes. A osmose inversa é o processo padrão para a produção de água de alta pureza.
5. processo híbrido
Várias tecnologias são frequentemente combinadas para obter uma qualidade óptima da água. Um exemplo é a combinação de pré-tratamento biológico com processos de membrana.
Foto: O nosso sistema de osmose inversa para a reciclagem de água na empresa
Aplicações da reutilização da água
1. indústria
Circuitos de arrefecimento: As águas residuais tratadas são utilizadas em circuitos de arrefecimento industriais, a fim de conservar os recursos de água doce. A reutilização reduz a necessidade de aditivos químicos, tais como inibidores de corrosão ou biocidas, uma vez que a qualidade da água pode ser especificamente controlada. A circulação da água de arrefecimento também minimiza a quantidade de dessalinização, o que reduz tanto os custos como o impacto ambiental.
Água de produção: Muitos processos industriais requerem água com requisitos de qualidade específicos, como é o caso das indústrias alimentar, química ou metalúrgica. A água tratada pode ser utilizada diretamente na produção, por exemplo, para limpeza ou como meio de reação. Isto reduz significativamente o consumo de água doce.
2. agricultura
Irrigação: Na agricultura, a água tratada é utilizada para irrigar as culturas. Trata-se de uma alternativa sustentável à captação de águas subterrâneas, sobretudo em regiões onde a água é escassa. O controlo da qualidade é essencial neste caso, a fim de excluir poluentes ou agentes patogénicos que possam pôr em risco a saúde dos seres humanos e das plantas.
Recuperação de nutrientes: Através da utilização orientada da água tratada, os nutrientes contidos na agricultura, como o azoto e o fósforo, podem ser utilizados eficazmente como fertilizantes. Isto reduz a necessidade de fertilizantes sintéticos e, ao mesmo tempo, conserva os recursos ambientais.
3. aplicações municipais
Descarga dos autoclismos: A água cinzenta ou a água da chuva está a ser cada vez mais utilizada para a descarga de sanitas em edifícios urbanos. Esta utilização reduz significativamente a quantidade de água doce necessária e ajuda a conservar os recursos. Estes sistemas são particularmente comuns em edifícios modernos com uma conceção sustentável.
Limpeza de ruas: Os municípios utilizam água tratada para trabalhos de limpeza, como a lavagem de ruas e a rega de zonas públicas. Para além da limpeza das ruas, a água tratada é frequentemente utilizada para irrigar espaços verdes e parques públicos. Isto reduz o consumo de água doce e apoia estratégias de desenvolvimento urbano sustentável, especialmente em regiões secas ou com escassez de água.
4. produção de água potável
Reutilização indireta: As águas residuais tratadas são infiltradas nos lençóis freáticos, reabastecendo assim os recursos hídricos. Este processo é utilizado principalmente em regiões com elevada escassez de água e oferece uma forma ecológica de reabastecer os recursos de água potável. A água infiltrada é novamente tratada numa fase posterior e introduzida na rede de água potável.
Reutilização direta: Neste caso, as águas residuais purificadas são utilizadas diretamente como água potável após um tratamento intensivo, incluindo osmose inversa e desinfeção por UV. Este processo exige um controlo rigoroso da qualidade e tecnologias avançadas, uma vez que os requisitos para o produto final são extremamente elevados. A reutilização direta é particularmente relevante em centros urbanos com recursos hídricos limitados.
5. circuitos de parques industriais
Reutilização da água em parques industriais: Os sistemas de ciclo fechado da água são implementados em parques industriais modernos, a fim de utilizar os recursos hídricos de forma eficiente. As águas residuais de um processo são tratadas e reutilizadas noutro processo, por exemplo, como água de alimentação de caldeiras ou água de arrefecimento. Estes sistemas promovem a utilização sustentável da água e reduzem os custos de funcionamento.
Vantagens da reutilização da água
Conservação de recursos: Reduz o consumo de água doce, especialmente em regiões com escassez de água.
Redução de custos: Reduz as despesas com a captação de água e a eliminação de águas residuais.
Desagravamento ambiental: Reduz a entrada de poluentes nas massas de água e a carga nas estações de tratamento de águas residuais.
Aumento da segurança do abastecimento: cria independência em relação a fontes de água externas.
Desafios na implementação da reutilização da água
1. desafios técnicos
Incrustações e incrustações: Os depósitos nas membranas podem reduzir a eficiência.
Qualidade variável das águas residuais: As flutuações na composição exigem sistemas de tratamento flexíveis.
2. desafios económicos
Custos de investimento: A criação de sistemas de reutilização da água tem um custo elevado.
Custos de funcionamento: O consumo de energia e de produtos químicos pode influenciar a eficiência económica.
3 Requisitos regulamentares
O cumprimento das normas ambientais e de higiene pode ser exigente.
A existência de regulamentos diferentes consoante o país e a aplicação dificulta a implementação.
Perspectivas futuras para a reutilização da água
Tecnologias inovadoras:
Processos de oxidação avançados (POA): Melhoria da remoção de micropoluentes.
Tecnologias de membranas: Desenvolvimento de membranas robustas e eficientes.
Digitalização:
Utilização da IoT e da inteligência artificial para otimizar os processos.
Monitorização em tempo real da qualidade da água para garantir a eficiência.
Promoção estatutária:
Os governos promovem a reutilização da água através de subsídios e incentivos regulamentares.
Conclusão
A reutilização da água é um conceito-chave para a gestão sustentável da água. Oferece soluções para os desafios da escassez de água e contribui para a conservação dos recursos e para a proteção do ambiente. Através de inovação e investimento contínuos, a reutilização da água pode ser utilizada em cada vez mais áreas, contribuindo assim de forma decisiva para o desenvolvimento sustentável.
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