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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
© 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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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
© 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)
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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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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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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