Tratamento de água para consumo humano adequado deve ser feito conforme a normalização técnica

 

O tratamento da água para consumo humano é exigido por um número diverso de razões, nas quais se incluem: para prevenir que microrganismos patogênicos causem doenças; para controlar o sabor desagradável e o aparecimento de partículas; para remover a cor excessiva da água e a turvação; para extrair os químicos e minerais dissolvidos. São vários os princípios gerais de purificação da água. Por exemplo, a remoção de contaminantes heterogêneos da água, por sedimentação ou coagulação e sedimentação, filtração, e, flutuação. Como resultado de tal tratamento, os índices de turvação e cor da água são reduzidos.

A eliminação de mistura de bactérias patogênicas e a prevenção da sua reprodução (desinfecção de água) por cloração, iodação, ozonização, prateamento, radiação eletromagnética e eletroquímica, entre outros métodos. O ajustamento da composição da água em misturas dissolvidas. Esta fase pode incluir uma grande diversidade de processos tecnológicos, dependendo da composição e qualidade da água inicial.

Primeiramente, isto inclui a eliminação do odor, sabor, e vestígios de poluentes tóxicos da água, através de métodos como aeração e desgaseificação, oxidação, absorção, e remoção de ferro, manganês, silício, e fluoretos da água. A fase final do tratamento da água pode incluir fluoração e amolecimento da água (remoção da dureza). Em uma região com falta de água doce, mas com disponibilidade de recursos de água salobra e salgada, pode também ser necessário levar a cabo o processo de dessalinização da água.

O tratamento da água específico, por exemplo, através do método de radiação, assim como a sua purificação no que toca a contaminantes específicos, incluindo problemas radioativos, ou particularmente, químicos altamente tóxicos. Já nas estações de tratamento de água (ETA), normalmente, usa-se o processo convencional de tratamento de água em fases. Em cada uma delas existe um rígido controle de dosagem de produtos químicos e acompanhamento dos padrões de qualidade.

A pré-cloração em que o cloro é adicionado assim que a água chega à estação. Isso facilita a retirada de matéria orgânica e metais. A pré-alcalinização, depois do cloro, a água recebe cal ou soda, que servem para ajustar o pH. O índice pH refere-se à água ser um ácido, uma base, ou nenhum deles ou neutra. Um pH de 7 é neutro; um pH abaixo de 7 é ácido e um pH acima de 7 é básico ou alcalino. Para o consumo humano, recomenda-se um pH entre 6,0 e 9,5.

Na coagulação, é adicionado sulfato de alumínio, cloreto férrico ou outro coagulante, seguido de uma agitação violenta da água. Assim, as partículas de sujeira ficam eletricamente desestabilizadas e mais fáceis de agregar.

A floculação vem após a coagulação, e há uma mistura lenta da água, que serve para provocar a formação de flocos com as partículas. Na decantação, a água passa por grandes tanques para separar os flocos de sujeira formados na etapa anterior. Depois vem a filtração em que a água atravessa tanques formados por pedras, areia e carvão antracito. Eles são responsáveis por reter a sujeira que restou da fase de decantação.

Na pós-alcalinização, é feita a correção final do pH da água, para evitar a corrosão ou incrustação das tubulações. Na desinfecção, é feita uma última adição de cloro no líquido antes de sua saída da ETA. Ela garante que a água fornecida chegue isenta de bactérias e vírus até a casa do consumidor. Por fim, a fluoretação com a adição de flúor que ajuda a prevenir cáries.

Quanto à normalização técnica, a NBR 12216 (NB592) de 04/1992 – Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público fixa as condições exigíveis na elaboração de projeto de estação de tratamento de água destinada à produção de água potável para abastecimento público. A elaboração do projeto da Estação de Tratamento de Água (ETA) pressupõe conhecidos os seguintes elementos: capacidade nominal; definição das etapas de construção; localização e definição da área necessária para sua implantação; levantamento planialtimétrico e cadastral da área de implantação; execução de sondagens de reconhecimento do subsolo da área de implantação; manancial abastecedor e características da água; sistemas de captação e adução, desde o manancial até a ETA; sistema de adução de água tratada; cotas impostas pelo sistema de abastecimento de água; e corpos receptores para descarga da ETA.

A elaboração do projeto da Estação de Tratamento de Água compreende as seguintes atividades: definição dos processos de tratamento; disposição e dimensionamento das unidades dos processos de tratamento e dos sistemas de conexões entre elas; disposição e dimensionamento dos sistemas de armazenamento, preparo e dosagem de produtos químicos; elaboração dos projetos de arquitetura, urbanização e paisagismo; elaboração dos projetos de fundações e superestrutura; elaboração dos projetos de instalações elétricas, hidráulico-sanitárias, drenagem pluvial, drenagens, esgotamento geral da ETA, com indicação da disposição final e projetos complementares; elaboração das especificações dos materiais e equipamentos relacionados aos processos e às suas instalações complementares, bem como dos materiais e equipamentos de laboratório e de segurança; elaboração do memorial descritivo e justificativo; elaboração das listas de materiais e equipamentos; elaboração do orçamento; e elaboração do manual de operação e manutenção.

Para elaboração do projeto da Estação de Tratamento de Água devem ser observadas algumas condições. A capacidade é determinada em função do tempo de funcionamento e com base em estudo técnico-econômico, conforme NBR 12211. A ETA deve ser localizada em ponto de fácil acesso, em qualquer época do ano. O terreno para implantação da ETA deve estar situado em local livre de enxurradas e acima da cota de máxima enchente, de modo que esta não comprometa a operação.

Na escolha do local para implantação da ETA, devem ser levados em conta a disponibilidade de vias de acesso, a facilidade de fornecimento de energia elétrica, as posições relativas ao manancial e ao centro de consumo, o corpo receptor de descargas da ETA e a disposição do lodo dos decantadores. Particular atenção deve ser dada à natureza do solo, a fim de prevenir problemas de fundação e construção, e oferecer a possibilidade de situar as unidades acima do nível máximo de água do subsolo.

Inexistindo terreno livre de enchentes, exige-se pelo menos que: as bordas das unidades e dos pisos dos recintos, onde são feitos armazenamentos ou se localizam as unidades básicas para o funcionamento da ETA, estejam situadas pelo menos 1,00 m acima do nível máximo de enchente; a estabilidade da construção, estudada levando em conta a ocorrência de enchentes, deve prever, quando necessárias, obras especiais para evitar erosão das fundações; as descargas da ETA possam realizar-se sob qualquer cota de enchente.

O acesso à ETA deve contar com estrada em condições de garantir o trânsito permanente das viaturas utilizadas no transporte dos produtos químicos necessários ao tratamento da água. Devem ser considerados os seguintes tipos de águas naturais para abastecimento público: tipo A – águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias sanitariamente protegidas; tipo B – águas subterrâneas ou superficiais, provenientes de bacias não-protegidas, que possam enquadrar-se nos padrões de potabilidade, mediante processo de tratamento que não exija coagulação; tipo C – águas superficiais provenientes de bacias não protegidas e que exijam coagulação para enquadrar-se nos padrões de potabilidade; e tipo D – águas superficiais provenientes de bacias não protegidas, sujeitas a fontes de poluição e que exijam processos especiais de tratamento para que possam enquadrar-se nos padrões de potabilidade.

A NBR 15784 de 04/2017 – Produtos químicos utilizados no tratamento de água para consumo humano — Efeitos à saúde — Requisitos estabelece os requisitos para o controle de qualidade dos produtos químicos utilizados em sistemas de tratamento de água para consumo humano e os limites das impurezas nas dosagens máximas de uso indicadas pelo fornecedor do produto, de forma a não causar prejuízo à saúde humana.

Aplica-se aos produtos, combinações e misturas utilizadas em tratamento de água para: coagulação, floculação, ajuste de pH, precipitação, controle de corrosão e incrustação, abrandamento e sequestro de íons, desinfecção e oxidação, e produtos específicos, como os utilizados para controle de algas, fluoretação, defluoretação, decloração, adsorção e remoção de cor, sabor e odor. Não se aplica aos subprodutos resultantes da reação do tratamento químico com algum constituinte da água, bem como aos materiais empregados na produção e distribuição que tenham contato com essa água.

Os produtos químicos utilizados para o tratamento de água nos sistemas ou soluções alternativas coletivas de abastecimento de água para consumo humano podem introduzir à água características indesejáveis e/ou prejudiciais à saúde humana, dependendo de sua procedência ou composição. Os requisitos de saúde para controle de qualidade dos produtos químicos utilizados em tratamento de água para consumo humano estabelecidos nesta norma visam o atendimento às exigências contidas na alínea b) inciso III, artigo 13º da Portaria 2914, de 12 de dezembro de 2011, do Ministério da Saúde. Esta norma não avalia a eficiência e desempenho dos produtos químicos e os requisitos relativos ao odor e sabor dos produtos adicionados no tratamento de água para consumo humano. Os requisitos estabelecidos para averiguação de desempenho e eficiência dos produtos estão contidos nas respectivas normas brasileiras de especificação técnicas destes produtos.

O fornecedor do produto deve controlar e manter registros rastreáveis no mínimo das seguintes informações: dosagem máxima de uso (DMU) do produto; nome comercial e número CAS (Chemical Abstracts Service) do produto; composição da formulação (em porcentual ou partes por peso para cada componente químico da fórmula); reação química usada para fabricar o produto, quando aplicável; alterações na formulação; relação das matérias-primas com os respectivos fornecedores e graus de pureza de cada componente químico presente na fórmula; alterações de fornecedores de matéria-prima; lista de impurezas, constantes nas Tabelas 1 a 4 (disponíveis na norma), de acordo com o produto em análise, além daquelas passíveis de estarem presentes no produto, discriminando o porcentual máximo ou partes por peso de cada uma dessas impurezas; descrição dos processos de fabricação, manipulação e embalagem do produto; alterações no processo produtivo; identificação molecular (espectros ultravioleta visíveis, infravermelho, ressonância magnética e outros) para alguns produtos ou para seus principais componentes, quando requerido; e estudos toxicológicos existentes para o produto e para as impurezas presentes no produto, publicados ou não.

Um produto não pode introduzir na água nenhuma impureza que exceda a CIPP, de acordo com o Anexo A, quando utilizado até a dosagem máxima de uso (DMU) recomendada. Em qualquer sistema de tratamento e distribuição de água potável, vários produtos podem ser adicionados ou podem entrar em contato com a água tratada antes de sua ingestão. A CIPP (concentração máxima permitida de uma determinada impureza, resultante da adição de um único produto à água para consumo humano) destina-se a assegurar que a contribuição total de uma única impureza de todas as fontes potenciais no sistema de tratamento e distribuição de água potável esteja dentro dos limites de concentração aceitáveis, conforme o Anexo A.

Na ausência de informações específicas quanto ao número de fontes potenciais de impurezas, deve ser adotado um fator de segurança (FS) igual a 10, admitindo-se um limite de 10 % do valor máximo permitido (VMP) como contribuição de uma determinada impureza contida em cada produto. O fator de segurança utilizado nesta norma está de acordo com o critério da US National Research Councile da NSF/ANSI 60.

A concentração de impurezas para cada produto individual (CIPA) não pode ser superior aos limites estabelecidos no Anexo A (CIPP). Para mistura de produtos cujos componentes tenham atendido aos requisitos estabelecidos como produtos individuais, a concentração de impurezas provenientes de cada componente da mistura não pode ser superior aos limites estabelecidos no Anexo A. Para mistura de produtos cujos componentes não tenham atendido aos requisitos estabelecidos, a concentração das impurezas da mistura não pode exceder os limites estabelecidos no Anexo A. Para mistura, deve-se considerar a possibilidade de a concentração das impurezas nos produtos individuais vir a ser alterada pelo seu uso em mistura.

Para mistura de produtos, o método de preparação da amostra deve ser selecionado de acordo com os métodos de cada produto da mistura. Por exemplo, uma mistura de ácido fosfórico e outra espécie diferente de fosfato é preparada utilizando o método D (ver 9.5) para análise das impurezas do ácido fosfórico, enquanto que o método B (ver 9.3) é usado para a análise das impurezas contidas na espécie de fosfato. Alíquotas separadas são usadas para a análise de cada componente da mistura.

Para produtos gerados no local de aplicação, a exemplo do dióxido de cloro e das cloraminas, a concentração de impurezas provenientes de cada componente dos produtos químicos utilizados para a sua geração não pode ser superior aos limites estabelecidos no Anexo A. Um plano de estudo em BPL deve ser preparado para cada produto, por unidade de produção, devendo conter os analitos químicos específicos, bem como qualquer outro analito dependente da formulação do produto, do processo de fabricação e das matérias primas empregadas.

Ao elaborar o plano de estudo, o laboratório deve considerar todas as informações prestadas pelo fornecedor, conforme Seção 4, em especial as recomendações para a definição de analitos adicionais que devem ser ensaiados. O laboratório também deve verificar a compatibilidade do método de preparação da amostra com o método de análise do analito desejado. O estudo deve ser repetido no mínimo a cada dois anos. Novo estudo deve ser realizado sempre que houver alteração na matéria-prima, na formulação do produto, ou no processo produtivo, que altere a composição final do produto.

O fornecedor deve informar a DMU de cada produto, por unidade de produção. No caso específico de coagulantes a base de sais férricos, também deve ser apresentada a DMU para o parâmetro alumínio na fase alcalina. A figura abaixo apresenta uma visão geral do processo de avaliação de um determinado produto. Em função dos resultados obtidos na avaliação, o produto pode ou não ser aprovado para aquela dosagem máxima sugerida pelo fornecedor. A CIPA de cada impureza não pode ser superior aos limites da CIPP, conforme o Anexo A. Os produtos químicos não contemplados nesta norma devem ser submetidos aos critérios de avaliação de risco adotados no Anexo A da NSF ANSI 60 para aprovação do seu uso.

Para a seleção do método de preparação da amostra, ela deve ser ensaiada e ser preparada de acordo com o método apropriado, indicado nas Tabelas 1 a 4 (disponível na norma), de acordo com o produto, exceto quando comprometer a determinação do analito a ser considerado. Nos produtos coagulantes de sais metálicos, os elementos ativos, como ferro e alumínio, não são considerados impurezas. No caso específico do sulfato de alumínio ferroso, o ferro também não é considerado impureza. Para os sais férricos utilizados em processos alcalinos de floculação e coagulação, o alumínio deve ser considerado como impureza. O bromato é uma impureza conhecida, resultante do processo de produção dos hipocloritos.

Considerando os riscos potenciais de desenvolvimento de câncer associados à exposição humana ao bromato, é recomendável que a produção ou introdução de bromato na água para consumo humano seja limitada. As duas principais fontes de bromatos na água para consumo humano são a ozonização de águas contendo brometo e o uso de produtos contendo bromato, como hipocloritos de sódio e de cálcio. A amostra deve ser coletada em um ponto antes do embarque e deve ser representativa do produto comercializado.

Nenhuma amostra pode ser coletada de contentores danificados ou com vazamentos. A amostragem deve ser realizada pelo laboratório responsável pelo estudo em BPL ou pelo fornecedor com acompanhamento presencial de técnico deste laboratório. As amostras líquidas de hipoclorito se decompõem ao longo do tempo, produzindo perclorato adicional. Assim, as amostras coletadas para determinação de percloratos devem ser neutralizadas após a coleta, quando as análises não forem executadas imediatamente. Informações a respeito do agente neutralizante utilizado e a data e hora da adição devem ser registradas nos dados da amostra.

Igualmente, devem ser levadas em consideração outras normas. A NBR 12805 de 02/1993 – Extintor de cal fixa condições exigíveis para encomenda, fabricação e aceitação de extintores de cal do tipo de carregamento manual, utilizados em estações de tratamento de água com dosagem de cal por via úmida. A NBR 15007 de 04/2017 – Produtos à base de orto e polifosfatos para aplicação em saneamento básico – Especificação técnica, amostragem e métodos de ensaio estabelece a especificação técnica, amostragem e metodologia de ensaios dos produtos à base de orto e polifosfatos para utilização no tratamento de água para consumo humano, além de requisitos toxicológicos e de desempenho.

A NBR 11833 (ABNT/EB 2132) de 08/1991 – Hipoclorito de sódio – Especificação fixa as condições exigíveis para o fornecimento de hipoclorito de sódio utilizado, entre outros fins, como agente desinfectante no tratamento de água para abastecimento público. A NBR 11834 (ABNT/EB 2133) de 08/1991 – Carvão ativado pulverizado – Especificação fixa as condições exigíveis para o fornecimento de carvão ativado pulverizado, utilizado na adsorção de impurezas no tratamento de água para abastecimento público.

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