Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho

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1 Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
ESCOLA POLITÉCNICA DA USP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E SANITÁRIA PHD 2411 – SANEAMENTO I CONCEPÇÃO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO Prof. Dr. Roque Passos Piveli Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho

2 TRATAMENTO DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Introdução Concepção histórica de sistemas de tratamento de água Concepção de estações de tratamento de água Evolução tecnológica das ETA’s Comentários finais

3 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Fornecer água às necessidades do homem que vive em aglomerados urbanos, em quantidade e qualidade adequadas às suas necessidades. Saúde: Estado de completo bem estar físico, social e mental e não apenas a ausência de doença ou enfermidade.

4 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Saúde Pública: Ciência e arte com o objetivo de promover saúde, de maneira ampla e irrestrita. Saneamento: Controle de todos os fatores do meio físico do homem que exercem ou podem exercer efeito deletério sobre o seu bem estar físico, social e mental.

5 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Engenharia Sanitária: Campo da engenharia relativo às obras de saneamento. Saneamento do Meio: Conjunto de obras e medidas que promovam o saneamento.

6 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA SANEAMENTO DO MEIO
Coleta, tratamento e disposição dos esgotos sanitários Drenagem e águas pluviais Proteção contra inundações Coleta, tratamento e disposição final do lixo

7 SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA SANEAMENTO DO MEIO
Controle de insetos Poluição atmosférica Higiene das habitações Higiene industrial Educação sanitária

8 ABASTECIMENTO DE ÁGUA E MORTALIDADE INFANTIL NO ESTADO DE SÃO PAULO
Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), para cada dólar investido em saneamento, de quatro a cinco dólares são economizados em saúde curativa.

9 MAIS SAÚDE, MAIS VIDA

10 SISTEMAS PÚBLICOS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA

11 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Adução de água bruta Manancial Captação ETA Adução de água tratada Distribuição Reservação

12 Região Metropolitana de São Paulo
1. Cantareira 33,3 m3/s 1 2. Alto Tietê 10,0 m3/s 3. Rio Claro 4,0 m3/s 4. Rib. da Estiva 0,1 m3/s 2 5. Rio Grande 4,2 m3/s 8 6. Guarapiranga 15,0 m3/s 3 7. Alto Cotia 1,3 m3/s 4 8. Baixo Cotia 1,0 m3/s Total: 68,9 m3/s 7 6 5

13 Mananciais da RMSP 1 2 3 7 4 5 8 6 1. Cantareira 2. Alto Tietê
3. Rio Claro 4. Rio Grande / Billings 5. Guarapiranga / Billings 6. Alto Cotia 7. Baixo Cotia 8. Ribeirão da Estiva 1 2 3 7 4 8 5 6

14 ÁREAS DE INFLUÊNCIA DO SISTEMA ADUTOR METROPOLITANO
R.Juquerí R.Águas Claras SÃO PAULO OSASCO ROCHA F. DA F. MORATO CAIEIRAS CARAP. GUARULHOS T.DA SERRA Sistema Cantareira S.C. do Sul CAIEIRAS MAIRIPORÃ GUARULHOS ARUJÁ SUZANO SÃO PAULO V.G. PAUL. ITAPEVÍ COTIA EMBU JANDIRA S.B.DO CAMPO S.LOURENÇO. DA SERRA ITAP. DA JUQUITIBA T.DA S.C. DO SUL ANDRÉ STO. MAUÁ R.PIRES R.G. VAS. F. POÁ BARUERÍ S. DO PARNAÍBA MOGI DAS CRUZES ITAQUA OSASCO P. B. JESUS CAJAMAR STA. ISABEL ROCHA F. DA GUARAREMA BIRITIBA MIRIM SALESÓPOLIS F. MORATO CARAP. GUAÇU DIADEMA. VAS. F. POÁ SUZANO ITAQUA ARUJÁ R.Taiaçupeba R.Jundiaí R.Biritiba Mirim R.Paraitinga R.P. Nova R. R. do Campo Sistema Alto Tiête ITAPEVÍ JANDIRA BARUERÍ Sistema Baixo Cotia piranga R.Guara Sistema Guarapiranga R.Billings S.B.DO CAMPO DIADEMA. ANDRÉ STO. Sistema Rio Grande V.G. PAUL. COTIA Graça R.da R.P.Beicht EMBU ITAP. DA SERRA GUAÇU S.LOURENÇO. DA Sistema Alto cotia MAUÁ R.PIRES R.G. SERRA Sistema Rio Claro ÁREAS DE INFLUÊNCIA DO SISTEMA ADUTOR METROPOLITANO

15 Importância Relativa dos Sistemas Produtores
Sistema Cantareira F. MORATO Sistema Alto Tietê F. Morato F. DA ROCHA MAIRIPORÃ Mairiporã Sta. Isabel F. da Rocha R.Juquerí Cajamar P. B. Jesus CAIEIRAS Caieiras CAIEIRAS R. Águas Claras ARUJÁ ARUJÁ Arujá GUARULHOS Guarulhos GUARULHOS Guararema S. do Parnaíba ITAQUA Itaqua Sistema Baixo Cotia Mogi das Cruzes R.Paraitinga BARUERÍ BARUERÍ POÁ Poá Osasco OSASCO F. Vas. VAS. F. Salesópolis São Paulo ITAPEVÍ Itapeví Jandira JANDIRA Carap. CARAP. SÃO PAULO SUZANO Biritiba Mirim R.P. Nova T. da Serra S.C. DO SUL S.C. do Sul SUZANO Suzano R. R. do Campo V.G. Paul. V.G. PAUL. Cotia T.DA SERRA R.Biritiba Mirim COTIA Embu EMBU ANDRÉ STO. Sto. André Mauá MAUÁ R.Taiaçupeba Sistema Alto Cotia Sistema Guarapiranga Diadema DIADEMA. Sistema Rio Claro R.Jundiaí R.da Graça R.Pires R.PIRES ITAP. DA SERRA Itap. Da Serra R.Guara Piranga R.G. SERRA R.G. Serra Sistema Rio Grande R.P.Beicht S.B.do Campo Embu Guaçu Importância Relativa dos Sistemas Produtores EMBU GUAÇU S.B.DO CAMPO S.Lourenço da Serra S.LOURENÇO. DA SERRA R.Billings 49% 5,4% 1,4% 14% 22% 7% Juquitiba

16 SISTEMA ADUTOR METROPOLITANO F. MORATO F. DA ROCHA CAIEIRAS ARUJÁ
SUZANO PAUL. V.G. S.B.DO CAMPO R.PIRES R.G. SERRA ITAP. DA EMBU GUAÇU ITAPEVÍ JAN. BARUERÍ MOGI DAS CRUZES GUARULHOS ITAQUA ARUJÁ F. DA ROCHA F. MORATO CAIEIRAS COTIA R.P.Beicht SISTEMA ADUTOR METROPOLITANO

17 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
CONCEPÇÃO DE SISTEMAS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA Adução de água bruta Manancial Captação ETA Adução de água tratada Distribuição Reservação

18 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
COMPORTAMENTO DE ETA’s EM RELAÇÃO A QUALIDADE DA ÁGUA Água Final Padrão de Potabilidade Qualidade Água Bruta Tempo

19 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
QUALIDADE DA ÁGUA PARA ABASTECIMENTO PÚBLICO 4.000 A.C: Documentos em sânscrito e grego recomendavam que águas impuras deveriam ser purificadas por fervura ou serem expostas ao sol ou purificadas por filtração em leitos de areia. Qualidade Tempo Água Bruta Padrão de Potabilidade Água Final

20 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
QUALIDADE DA ÁGUA PARA ABASTECIMENTO PÚBLICO 500 A.C: Hipócrates, considerado o pai da medicina, recomendava a fervura e filtração da água de chuva antes do seu uso para abastecimento público. Qualidade Tempo Água Bruta Padrão de Potabilidade Água Final

21 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
QUALIDADE DA ÁGUA PARA ABASTECIMENTO PÚBLICO 300 A.C a 300 D.C: Engenheiros romanos criaram os primeiros sistemas públicos para abastecimento de água e os grandes aquedutos.

22 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA

23 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
COMPORTAMENTO DE ETA’s EM RELAÇÃO A QUALIDADE DA ÁGUA 1804 – Construção e operação dos primeiros filtros lentos em areia para tratamento de água para abastecimento público em Paisley (Escócia) 1807 – A cidade de Glasgow (Escócia) foi uma das primeiras a distribuir água tratada por meio de tubulações Qualidade Tempo Água Bruta Padrão de Potabilidade Água Final

24 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
COMPORTAMENTO DE ETA’s EM RELAÇÃO A QUALIDADE DA ÁGUA 1829 – Construção e operação de filtros lentos em areia para tratamento de água na cidade de Londres Parâmetros de qualidade da água estéticos considerados: Turbidez, cor aparente e real, etc... Qualidade Tempo Água Bruta Padrão de Potabilidade Água Final

25 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Adução de água bruta Manancial Captação ETA Adução de água tratada Distribuição Reservação Filtros lentos

26 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Evidências de John Snow Teoria dos germes - Louis Paster e Robert Koch Poder do cloro na ação desinfetante - Robert Koch

27 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA

28 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA

29 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Primeiras aplicações do cloro como agente regular no processo de desinfecção de águas de abastecimento Alemanha (1890) Inglaterra - Lincon - (1905) Estados Unidos - Chicago - (1908)

30 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Adução de água bruta Manancial Captação ETA Adução de água tratada Distribuição Reservação Filtros lentos Desinfecção

31 Região Metropolitana de São Paulo
1. Cantareira 33,3 m3/s 1 2. Alto Tietê 10,0 m3/s 3. Rio Claro 4,0 m3/s 4. Rib. da Estiva 0,1 m3/s 2 5. Rio Grande 4,2 m3/s 8 6. Guarapiranga 15,0 m3/s 3 7. Alto Cotia 1,3 m3/s 4 8. Baixo Cotia 1,0 m3/s Total: 68,9 m3/s 7 6 5

32 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA

33 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA

34 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA

35 DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS
coloidais 1 m Partículas dissolvidas Partículas em suspensão Cor real SDT Compostos dissolvidos Turbidez Cor aparente SST 0,45 m

36 DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULAS EM ÁGUAS NATURAIS
coloidais 1 m Partículas dissolvidas Partículas em suspensão Processos de membrana Osmose Reversa Nanofiltração Tratamento convencional e suas variantes Filtração em linha Filtração direta Filtração lenta

37 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Adução de água bruta Manancial Captação ETA Adução de água tratada Distribuição Reservação Coagulação Floculação Sedimentação Filtração rápida Desinfecção

38 CONCEPÇÃO HISTÓRICA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ÁGUA
5 10 15 20 25 30 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Ano Taxa de mortalidade por habitantes Início do processo de cloração Identificação dos DBP’s Protozoários resistentes a ação dos agentes desinfetantes convencionais Taxa de mortalidade de febre tifóide nos Estados Unidos da América Fonte: Jacangelo, M. (2001)

39 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Parâmetros estéticos: Cor, Turbidez, etc... Desinfecção (Água Subterrânea): 1,0 UNT em 95% das amostras Filtração Rápida: 1,0 UNT Filtração Lenta: 2,0 UNT em 95% das amostras Rede de distribuição: Valor máximo de 5,0 UNT

40 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Parâmetros estéticos: Cor, Turbidez, etc... Cor Aparente: 15 uH (mg Pt-Co/L) Dureza: 500 mg CaCO3/L Ferro: 0,3 mg/L Manganês: 0,1 mg/L Gosto e Odor: Não objetável Sulfato: 250 mg/L Cloreto: 250 mg/L

41 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Parâmetros Microbiológicos: Coliformes Termotolerantes Água para consumo humano: Ausência em 100 ml Água tratada no sistema de distribuição: Ausência em 100 ml

42 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Parâmetros Microbiológicos: Coliformes Totais e Bactérias Heterotróficas Saída do tratamento: Ausência em 100 ml Água tratada no sistema de distribuição: Ausência em 100 ml para 95% das amostras analisadas em um mês Água tratada: Valor inferior a 500 UFC/ml para bactérias heterotróficas

43 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Compostos Inorgânicos Arsênio: 10 µg/L Chumbo: 10 µg/L Cobre: 2,0 mg/L Cromo: 50 µg/L Fluoreto: 1,5 mg/L Cádmio: 5 µg/L Nitrato: 10 mg/L Nitrito: 1 mg/L

44 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Compostos Orgânicos 1,2 Dicloroetano: 10 µg/L 1,1 Dicloroeteno: 30 µg/L Benzeno: 5 µg/L Cloreto de Vinila: 5 µg/L Estireno: 20 µg/L Diclorometano: 20 µg/L

45 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Compostos Orgânicos (Agrotóxicos) Endrin: 0,6 µg/L Hexaclorobenzeno: 1 µg/L Pentaclorofenol: 9 µg/L Alaclor: 20 µg/L Atrazina: 2 µg/L Clordano: 0,2 µg/L Endossulfan: 20 µg/L

46 PADRÕES DE POTABILIDADE PORTARIA 518 (MS-25/03/2004)
Compostos Orgânicos Subprodutos da Desinfecção Trihalometanos: 100 µg/L Clorito: 0,2 mg/L Bromato: 25 µg/L Cloro residual livre: 5,0 mg/L Cloraminas: 3,0 mg/L

47 PADRÕES DE POTABILIDADE
SELEÇÃO DE PARÂMETROS PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA DE ABASTECIMENTO PÚBLICO Ocorrência ou potencial de ocorrência em águas de abastecimento Apresentar riscos a Saúde Pública Existe método analítico disponível e confiável para a sua quantificação em águas de abastecimento ?

48 PADRÕES DE POTABILIDADE
SELEÇÃO DE PARÂMETROS PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA DE ABASTECIMENTO PÚBLICO Existem dados suficientes para a julgar se o contaminante em questão pode apresentar danos a saúde humana ? Existem dados suficientes relativos à Saúde Pública referente a sua exposição via ingestão oral ? O contaminante apresenta-se em águas de abastecimento ? Qual a sua freqüência ?

49 Qualidade da água bruta Tratamento de Água Qualidade da água final
Confiabilidade em processos e equipamentos Mão de obra e pessoal Flexibilidade operacional em lidar com mudanças na qualidade da água Área disponível Disposição dos resíduos (Aspectos ambientais) Custos de operação e construção Aspectos políticos Tratamento de Água Qualidade da água final Estéticamente agradável Compostos inorgânicos Compostos orgânicos Microbiologicamente segura Sub-produtos da desinfecção

50 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO GUARAPIRANGA

51 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO DO GUARAPIRANGA

52 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO GUARAPIRANGA

53 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO GUARAPIRANGA
ETA ABV Captação e adução

54 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO GUARAPIRANGA

55 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALTO DA BOA VISTA

56 CONCEPÇÃO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Manancial Coagulação Filtração Desinfecção Filtração em linha

57 COAGULAÇÃO Água bruta Água coagulada Freqüência relativa
Diâmetro das partículas

58 CONCEPÇÃO DE ETA’s FILTRAÇÃO EM LINHA

59 CONCEPÇÃO DE ETA’s FILTRAÇÃO EM LINHA

60 CONCEPÇÃO DE ETA’s FILTRAÇÃO EM LINHA

61 CONCEPÇÃO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Pré-floculação Manancial Coagulação Filtração Filtração Direta Desinfecção

62 FLOCULAÇÃO:OBJETIVO Água bruta Água floculada Água coagulada
Frequência relativa Diâmetro das partículas

63 CONCEPÇÃO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Tratamento Convencional Filtração Desinfecção

64 FLOCULAÇÃO E SEDIMENTAÇÃO
Água bruta Água coagulada Água floculada dp > dc Partículas sedimentáveis Frequência relativa Diâmetro crítico Diâmetro das partículas

65 CONCEPÇÃO DA ETA EM FUNÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA BRUTA

66 TRATAMENTO CONVENCIONAL ETA ANHANGABAÚ (JUNDIAÍ – SP)

67 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL ALDEIA DA SERRA

68 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALDEIA DA SERRA

69 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ

70 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ Captação ECR1 Captação ECR2 (Pedra de Afiar)

71 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ Captação ECR2 (Pedra de Afiar)

72 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ

73 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ

74 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ Captação ECR1

75 TRATAMENTO CONVENCIONAL
MANANCIAL – RIO TIETÊ

76 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO GUARAPIRANGA

77 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO DO GUARAPIRANGA

78 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALTO DA BOA VISTA

79 TRATAMENTO CONVENCIONAL ETA GUARAÚ

80 TRATAMENTO CONVENCIONAL ETA GUARAÚ

81 TRATAMENTO CONVENCIONAL ETA GUARAÚ

82 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA GUARAÚ

83 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO DO RIO GRANDE

84 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO DO RIO GRANDE
Rodovia Anchieta

85 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO DO RIO GRANDE
ETA Rio Grande Captação Rio Grande

86 TRATAMENTO CONVENCIONAL MANANCIAL – RESERVATÓRIO DO RIO GRANDE

87 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA RIO GRANDE

88 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALTO TIETÊ

89 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALTO TIETÊ ETA Taiaçupeba

90 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALTO TIETÊ

91 TRATAMENTO CONVENCIONAL
ETA ALTO TIETÊ

92 CONCEPÇÃO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA
Tratamento convencional Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração Filtração direta Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração Filtração em linha Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração

93 TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS DE ABASTECIMENTO
Manancial Coagulação Floculação Sedimentação Filtração Desinfecção Fluoretação Correção de pH Água Final Agente oxidante CAP Coagulante Alcalinizante Polímero Flúor

94 MUITO OBRIGADO !!!