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Desenvolvimento de Recursos Hídricos: Tendências de Reuso de Água

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© 2014 ARCADIS 7 August 2014

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Desenvolvimento de Recursos

Hídricos: Tendências de Reuso de

Água

Michael J. MacPhee, América do Norte, Diretor de Água Melissa Moran, Líder Global de Tratamento de Água e Esgoto Sabesp Auditorium – Ponte Pequena Sāo Paulo, Brasil Julho de 2014

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© 2014 ARCADIS 7 August 2014 2 1. Crescimento da População e Novo Contexto Urbano

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Desenvolvimento das Cidades Mundiais

Fonte de Dados:

U.N. Population Division

Courtesy, Paul Reiter, Diretor Exec, IWA

Cidades Mundiais com mais de 5 milhões de habitantes

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Desenvolvimento de Cidades Mundiais

2000

Cidades Mundiais com mais de 5 milhões de habitantes

Fonte de Dados:

U.N. Population Division

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© 2014 ARCADIS 7 August 2014

5

Desenvolvimento de Cidades Mundiais

2015

Cidades Mundiais com mais de 5 milhões de habitantes

Fonte de Dados :

U.N. Population Division

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Crescimento Populacional Impacta no Fornecimento de Água Aumento da demanda de água: Cidades e Áreas Rurais 1 Presença de novos poluentes e micropoluentes 3 Expansão Agrícola para Alimentar a População em Crescimento 4 Escoamentos urbanos de descargas de águas residuais 5 Acúmulo de nutrientes em rios e estuários 6 Aumento da salinidade 2 NaCl

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Efeitos de Mudanças Climáticas no Abastecimento de Água

Climate Change and Impacts on Water Will Vary By

Region….HOW? Alteração de Precipitação e temperatura Maiores taxas de evapotranspiração Alteração na frequência de Eventos de chuvas fortes Reduções no derretimento de cobertura de neve e neve de montanhas Elevação do Nível do Mar em Zonas Costeiras Estresse dos recursos hídricos da urbanização, alteração no uso do solo, crescimento populacional serão agravados pelos efeitos da alteração climática

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Projeção de Alteração no Escoamento no Século 21

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© 2014 ARCADIS 7 August 2014 9 2. Cidades do Futuro e “One Water”: Conceitos.

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Como As Cidades Do Futuro Precisam Evoluir Para Atender A Tais Desafios Emergentes?

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IWA Cidades do Futuro: Princípio 6

PRINCÍPIO 6

Cidades sustentáveis irão reconhecer que toda água é água de boa qualidade, com base no

conceito de "apto para o objetivo”

Opções de Gestão de Avaliação Hídrica Gestão Integrada de Água Toda a água no ciclo hídrico

urbano é boa (incluindo águas pluviais e águas

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Devemos Considerar O Manejo Da Água Por Todo O Ciclo Hídrico

• A água é demasiadamente preciosa e escassa para considerar “único uso" • Precisamos tirar proveito do uso em diversas fases do ciclo WATER CYCLE Source Trans-mission Use Distribution Treatment Collection Treatment Disposal & Reuse WATER CYCLE

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3. Cidades Futuras estão Aqui: Reuso da Água

Residual ao Redor do Mundo

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Oportunidades para Conservar Recursos Preciosos

• Uma das maneiras mais

eficientes de reduzir as necessidades de água é conservá-las efetivamente em todas as áreas. WATER CYCLE Source Trans-mission Use Distribution Treatment Collection Treatment Disposal & Reuse Distribution WATER CYCLE

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Eficiência da ETA’S: Denver, Colorado

• ETA atualizada e ampliada

• Buscou alta eficiência de produção dada a escassez de água na região

• Projeto com membranas de ultrafiltração aumentou a capacidade da planta em 66%

A planta é 98% eficiente pois a água gasta com

retrolavagem é tratada com membranas e descarregada diretamente para o reservatóriofinal.

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Oportunidades são Crescentes para o Desenvolvimento Econômico de Novos

Recursos Fontes tradicionais de

água são: água doce, água superficial ou água subterrânea

• Avanços na

dessalinização tornaram fortes os recursos de

água salgada

disponíveis para uso,

além das fontes de água doce

• O reuso está emergindo

como outra fonte viável de água. WATER CYCLE Source Trans-mission Use Distribution Treatment Collection Treatment Disposal & Reuse Source Trans-mission WATER CYCLE

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Captação de Água por Fonte

Nation/ State Year Fresh

Water Desal Reuse

Israel 2004 70% 7% 23% Saudi Arabia 2006/ 2010 92% 4% 4% Brazil 2006 98% <1% <1% Germany 2000/ 2007 >99% --- <1% Argentina 2000/ 2011 >99% <<1% <1% United States 2005/ 2008 99% <<1% <1%

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Progressão da Tecnologia: Capacidade Global de Dessalinização Instalada

Fonte: Miriam Balaban, EDS; IDA Desalination Yearbook, 2006 - 2007

Planta de dessalinização da Água do Mar em

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Água Salobra Água do mar

Redução de Custo na Dessalinização da Membrana

1976 1980 1990 2000 2010 0 $ US/m3 1.0 1.5 2.0 2.5 0.5

Tendência de Custos de Membranas de Dessalinização

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Osmose Reversa (RO): Águas

Residuais (Salobra) x Água Marítima

• Remoção de Micropoluente x Nanofiltração

• Surgimento de Baixa Pressão Reversa

• Custo menor que osmose reversa de água marítima:

0.5-1.0 kWh/m3 para Osmose

Reversa de água salobra

• Plantas de dessalinização de água marítima com tecnologia de ponta

• Custos mais altos que

Recuperação / Reutilização de Águas Residuais OR para 3-4 kWh/m³ (com dispositivos de recuperação de pressão) Recuperação / Reutilização de Água Residual Dessalinização

(Osmose Reversa de Água Marítima)

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Reuso de Efluentes

Fonte: Aquastat; Food and Agriculture Organization of the United Nations

País/ Estado Efluentes Coletados (109 m3/yr) Efluentes Tratados (109 m3/yr) Efluentes Coletados que são reutilizados (%) Estados Unidos 47 41 6% Brasil 5.4 3.1 <1% Alemanha 5.2 5.2 <1% Argentina 1.6 0.3 6% Arabia Saudita 1.1 1.06 87% Israel 0.48 0.45 98%

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A Chave para Reuso de Água é o Tratamento Adaptado...

…Que atenda aos requisitos de qualidade da água de reuso planejado Irrigação e Agricultura Manutenção de pântanos, habitat de animais selvagens, e rios Processos de resfriamento industrial Reuso potável

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Plantas Devem Produzir Água com

Qualidade Demandada – Caso Wast Basin

• Irrigação • Torres de Resfriamento • Caldeira de Alimentação de Baixa Pressão • Caldeira de Alimentação de Alta Pressão • Recarga de Aquífero • Recarga de Aquíferos  Terciário (Título 22)  Nitrificação  MF/OR  MF/OR 2 estágios  MF/OR/abrandamento  MF/OR/Oxidação Avançada A u m e n to de T rata m e n to

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Reuso Potável está Acontecendo em todo o Mundo

É uma prática sustentável com abastecimento de água renovável controlado localmente

Primeira instalação DPR no mundo

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Quais são os principais componentes de Reuso Potável Indireto(RPI)?

Tratamento de Água Residual

Controle de Recurso Tratamento Avançado ETA ou Distribuição Recarga de Aquífero Aumento do Reservatório Buffer Ambiental Fonte: WRRF 11-02

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Orange County Water District, California:

Sistema de Reabastecimento de Águas Subterrâneas

• New Generation Water Factory 21 • Reusos Múltiplos • Barreira de água marítima • Recarga de aquíferos • Irrigação do Solo • Evita emissário • Reduz importações Fonte: Mullen (2009)

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Singapore: Four National Taps

Captação Local de Água Água Importada (Johor, Malásia)

Água NOVA Água

dessalinizada

Fornecimento Hídrico de

Singapura

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© 2014 ARCADIS 7 August 2014 29 ETA ou Distribuição

Tratamento de Água Residual

Controle de

Recurso Tratamento Hídrico Avançado

Fonte: WRRF 11-02

Como o Reuso Potável Direto (RPD) é Diferente de RPI? Armazenamento Projetado Tubo a Tubo Buffer (Não Ambiental) Projetado

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© 2014 ARCADIS 7 August 2014 30 ETA Purificação Avançada Canal de Irrigação Sistema de Distribuição 10 MGD 7.2 MGD

Conceito de ETA de Purificação Avançada de El Paso MF Backwash = 1 MGD RO ou NF Concentrado = 1.8 MGD Manuseio de Resíduos Bustamante ETE Com Tratamento Adicional (29.2 MGD de fluxo médio)

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Reuso Potável Direto e Indireto

PODE… Um abastecimento de água novo, seguro e confiável Fornecer Desvio de água doce dos ecossistemas ou agricultura sensíveis Reduzir Intrusão de água marítima para algumas comunidades costeiras Prevenir Energia em comparação com água importada ou água marítima dessalinizada Economizar

Orange County, West Basin, Singapura e El Paso, ilustram diferentes abordagens ainda compartilhando tecnologias e garantias basicas. Abordar

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Perguntas

melissa.moran@arcadis.com michael.macphee@arcadis-us.com

Referências

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