As variáveis utilizadas para determinação do IQAB têm limites legais na legislação brasileira e padrões estabelecidos na literatura para águas a serem tratadas em estações do tipo convencional (TAB. 3.6).
TABELA 3.6 – Valores de referência da literatura e legislação para as variáveis do IQAB Variáveis CONAMA 357/05 Classe 2 Literatura* NBR 12.216/92 Clorofila-a (µg.L-1L) 30 - - E. coli (NMP.100mL-1) 1.000 < 1.000.000 5.000 a 20.000
Cor aparente (uH) 75 ** 1.000 -
Cianobactérias (Cel.mL-1) 50.000 10.000 -
Ferro (mg.L-1) 0,3 < 2,0 -
Manganês (mg.L-1) 0,1 < 0,5 -
pH 6 a 9 - 5 a 9
Turbidez de água bruta (uT) 100 < 3.000 -
* KAWAMURA, 2000; USEPA, 1998.
** No CONAMA 357/05 o valor de cor se refere à cor verdadeira.
O IQETA é composto por variáveis com padrões estabelecidos por normas técnicas de projetos de estações de tratamento e variáveis sem padronização legal (TAB. 3.7).
TABELA 3.7 – Variáveis utilizadas no IQETA com padrões estabelecidos na norma técnica
Variáveis NBR 12.216/92
Gmr – Gradiente de velocidade na mistura rápida (s-1)
700 ≤ Gmr ≤ 1100
Tmr – Tempo de agitação na mistura rápida (s) Tmr < 5
Gf - Gradiente de floculação (s-1) 10 ≤ Gf ≤ 70
Tf - Tempo de floculação (min) 20 ≤ Tf ≤ 30 (Hidráulico) e
30 ≤ Tf ≤ 40 (Mecanizado) Gp – Gradiente de velocidade nas passagens
entre câmaras (s-1)
Gp ≤ Gf compartimento anterior
Vc – Velocidade média de escoamento no canal de água floculada (cm/s)
10 ≤ Vc ≤ 30 Grcom – Gradiente médio de velocidade nas
comportas de acesso ao decantador (s-1)
Grcom ≤ 20 Grcor – Gradiente de velocidade através da
cortina de distribuição de água floculada (s-1)
Grcor ≤ 20
Vs – velocidade de sedimentação (cm/min) Q < 1.000 m³/d ⇒ Vs < 1,74 cm/min
1.000 < Q < 10.000 m³/d ⇒ 1,74 < Vs < 2,43 cm/min Q >10.000 m³/d ⇒ V s< 2,8 cm/min
VL – Velocidade Longitudinal do escoamento (cm/s)
VL = (Nr/8)1/2. Vs (fluxo laminar)* VL = 18. Vs (fluxo turbulento)* QL – Vazão linear de coleta de água decantada
(L/sxm)
Q < 1,8 L/sxm (horizontal), Q < 2,5 L/sxm (laminar)
Tfilt - Taxa de filtração (m³/m²xd) TXF < 180 m³/m²xd (Camada Simples),
TXF < 360 m³/m²xd (Camada Dupla) Exp/Vas – Expansão do leito filtrante ou
velocidade ascensional de lavagem (cm/min)
20% ≤ Exp ≤ 30% 60 ≤ Vas ≤ 80
Nr = número de Reynolds. Nr menor que 2.000 o regime é regime laminar, Nr acima de 15000 é turbulento.
Fonte: ABNT, 1992
Algumas variáveis utilizadas na determinação do IQETA não possuem padrões estabelecidos em norma técnica, tais como:
• NC – número de câmaras na floculação;
• Tc – Tempo de detenção no tanque de contato;
• Nch – Número de chicanas no tanque de contato;
• Jtest – Realização ou não do ensaio de Jar Test;
• GI – Grau de instrução da equipe de operação.
Estas informações foram listadas, pois poderão ser utilizadas na determinação das funções de pertinência referentes as variáveis de entrada dos índices a serem desenvolvidos nesse trabalho.
A realização rotineira dos ensaios de Jar Test é fundamental ao bom desempenho de uma estação, pois é possível determinar a dosagem ótima de coagulante. O grau de instrução da equipe de operação e o envolvimento de toda a área gerencial são outros fatores considerados fundamentais para o bom desempenho de uma estação de tratamento. Estações com elevado grau de envolvimento da equipe operacional tende a produzir água de melhor qualidade com menor custo operacional e de manutenção (AWWA, 2001).
A dosagem ótima de coagulante deve ser definida em função da qualidade da água bruta, tecnologia de tratamento, tipo de coagulante empregado e mecanismo de coagulação. O mecanismo de varredura é intensivamente utilizado nas estações convencionais de tratamento de água do tipo convencional.
Para a faixa de pH de 6 a 9 e processo de tratamento convencional com coagulação por varredura, a faixa de dosagem do coagulante principal é de 5 a 100 mg/L para sulfato de alumínio, de 0 a 40 mg/L com cloreto férrico (AWWA, 2001). Libânio (2010) cita como faixa de dosagem para sulfato de alumínio valor entre 10 a 60 mg/L, para cloreto férrico e sulfato férrico de 5 a 40 mg/L e sulfato ferroso de 5 a 25 mg/L. Di Bernardo (2011) cita a faixa de dosagem de sulfato de alumínio entre 10 a 100 mg/L sendo que abaixo de 30 mg/L a coagulação seria por neutralização de cargas e acima desse valor por varredura.
Outras variáveis de interesse utilizadas indiretamente na determinação do IQETA são cloro residual e volume de lavagem dos filtros e volume produzido.
O cloro residual na água tratada é a forma de garantir a potabilidade da água até o ponto de consumo; entretanto, com a cloração pode ocorrer a formação de inúmeros subprodutos que
podem levar a efeitos danosos à saúde humana, como o câncer (CHOWDHURY et al., 2009). Segundo Allen et al. (2008) a contaminação da água potável por bactéria do tipo E.coli , que levou a morte sete pessoas e deixou 2.300 pessoas doentes, em maio de 2000 na cidade de Walkerton - Ontário, poderia ter sido evitado caso no sistema houvesse o monitoramento contínuo e automático do cloro residual (O'CONNOR, 2002 a, b) .
A Portaria 2914/2011 recomenda o teor máximo de cloro residual livre em qualquer ponto do sistema de abastecimento de água de 2 mg/L e determina a manutenção mínima de 0,2 mg/L de cloro residual livre em toda a extensão do sistema de distribuição. Além disso, associa o cloro residual, o pH e a temperatura ambiente para determinação do tempo de contato necessário para garantir a desinfecção eficiente da água (MS, 2011).
A relação volume de água de lavagem pelo volume produzido deve estar compreendida entre 2 a 10% sendo recomendada uma média de 2,5% (USEPA, 2002). Esta relação está diretamente relacionada à turbidez afluente aos filtros.
A turbidez é uma variável que pode ser monitorada ao longo de todo o processo de tratamento em uma avaliação de desempenho: na água bruta, água coagulada, água floculada, água decantada, água filtrada e água tratada. A turbidez da água coagulada e floculada não é rotineiramente monitorada, mas nos demais pontos a rotina de monitoramento é uma das recomendações do plano de segurança da qualidade da água para consumo humano. No trabalho desenvolvido por Vieira e Morais (2005) para o Instituto Regulador de Águas e Resíduos de Portugal, os limites críticos considerados foram definidos conforme TAB. 3.8.
TABELA 3.8 – Limites críticos para turbidez ao longo do tratamento de água para consumo humano.
Ponto de monitoramento da turbidez Limite crítico para a turbidez (uT)
Água decantada 4,0
Água filtrada 0,7
Água tratada / Rede de Distribuição 2,0
Fonte: VIEIRA E MORAIS (2005)