UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLOGICO PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇAO EM ENGENHARIA AMBIENTAL MADELON REBELO PETERS POTENCIALIDADE DE USO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM UMA UNIDADE RESIDENCIAL FLORIANÓPOLIS 2006 MADELON REBELO PETERS POTENCIALIDADE DE USO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM UMA UNIDADE RESIDENCIAL Dissertação apresentada ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Ambiental. Orientador: Prof. Dr. Luiz Sérgio Philippi FLORIANÓPOLIS 2006 Peters, Madelon Rebelo Potencialidade de uso de fontes alternativas de água para fins não potáveis em uma unidade residencial. Madelon Rebelo Peters – Florianópolis, 2006. xvi, 109f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Programa de Pós Graduação em Engenharia Ambiental. 1. Fontes alternativas de água. 2. Aproveitamento da água de chuva. 3. Reúso de água cinza. 4. Reúso. TERMO DE APROVAÇÃO Madelon Rebelo Peters POTENCIALIDADE DE USO DE FONTES ALTERNATIVAS DE ÁGUA PARA FINS NÃO POTÁVEIS EM UMA UNIDADE RESIDENCIAL Dissertação aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre no Curso de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina Orientador: _______________________________ Prof. Dr. Luiz Sérgio Philippi Departamento de Engenharia Ambiental, UFSC. _______________________________ Prof. Dr. Daniel Costa dos Santos Departamento de Hidráulica e Saneamento, UFPR. _______________________________ Prof. Dr. Flávio Rubens Lapolli Departamento de Engenharia Ambiental, UFSC. _______________________________ Prof. Dr. Rejane Helena Ribeiro da Costa Departamento de Engenharia Ambiental, UFSC. Florianópolis, 26 de abril de 2006. Aos meus pais, sempre presentes, dedico mais esta etapa da minha vida! AGRADECIMENTOS Quando era criança, adorava tomar banho de chuva e sentir o cheiro da terra molhada. Minha mãe colocava os vasos com plantas e flores na rua, para serem regadas com a chuva e sempre exclamava: “Oh benção de Deus!”. Até hoje minha mãe, com sua sábia vivência, sabe que a água é um bem finito e escasso. Ao lavar as roupas, ela armazena em baldes a água que sai da máquina de lavar roupa e a utiliza na lavagem das calçadas. Bom... Quero agradecer: Primeiramente, a Deus por nos disponibilizar este bem tão precioso e por me proporcionar estudá-la e difundir a idéia de conservação deste recurso. Aos meus pais, Celso e Inez, sempre sábios, pacientes, dedicados, maravilhosos... Por todos os ensinamentos de amor. Vocês são a minha vida. Ao meu noivo, que mesmo tão longe, sempre me deu estímulo e apoio pra que eu concluísse mais esta etapa. Amor, muito obrigada, te amo! Ao meu irmão Rodrigo, pelas conversas e conselhos e a minha cunhada Deise e aos meus sobrinhos Gustavo e Gabriela, por toda alegria. Ao Sr. Celso e Sra Lenir, Silvia e Cláudio, Cristina, Fernando e as crianças pelo estímulo. Ao professor Luiz Sérgio Philippi pela oportunidade e pela orientação. Muito obrigada! Ao Prof. Daniel Costa dos Santos, Prof. Flávio Rubens Lapolli e a Profª Rejane Helena Ribeiro da Costa por aceitarem o convite para avaliação deste trabalho. Aos meus amigos do mestrado, mas principalmente Edinéia (lê-se Rogério também), Débora, Marina e Antônio, pelas saídas, cervejas, caipirinhas, jantas e papos- cabeça. Obrigada pela suas amizades! Em especial a Marina, pois dividimos muitas coisas no decorrer destes dois anos. Beijão minha irmã preta! A todos os meus amigos de “Tuba” que sempre me incentivaram, principalmente a Van, a Lu, a Carol, a Nessa, o Franki... O Fábio e o Ricardo de SP... Vocês são uns amores... Adoro vocês!!! Ao pessoal do GESAD/NEA/ENS/UFSC, mas principalmente ao Pablo, a Débora e a Kátia, que muito contribuíram para o meu trabalho. A Sra Hita, Hugo e Cristhian por disponibilizar a sua residência para a instalação do projeto e pela paciência nos momentos em que ocorriam os problemas operacionais. As “meninas”, Clarisse e Júlia, bolsistas do projeto, com quem eu sempre pude contar... Muito obrigada meninas, por tudo! Ao pessoal do LIMA, principalmente a Técnica Arlete, por toda paciência e disposição, sempre pronta para nos atender. Obrigada! Ao PROSAB 4 e ao CNPq pelo apoio financeiro. E a todos que de alguma forma contribuíram para a pesquisa. Valeu, obrigada! “Á água faz parte do patrimônio do planeta. Cada continente, cada povo, cada nação, cada religião, cada cidade e cada cidadão é plenamente responsável aos olhos de todos”. Art. 1º da Declaração Universal dos Direitos da Água RESUMO O uso racional da água compreende o controle de desperdícios e uma re-educação de hábitos e costumes. Esta re-educação está associada ao uso de fontes alternativas como, por exemplo, os efluentes tratados gerados na própria residência e a captação de águas pluviais, em substituição a água potável para fins que não seja o consumo humano. O uso de águas de chuva tem um longo histórico no mundo inteiro sendo utilizada para irrigação e mais recentemente, para promover descargas sanitárias e lavagem de roupas. Porém a sua captação esta associada a um regime de chuvas. Já a água cinza, proveniente das unidades hidro-sanitárias, menos a bacia sanitária, é caracterizada pelo seu regime regular de fornecimento. Dentro desta perspectiva, o objetivo deste trabalho é avaliar a potencialidade do reúso de água cinza misturada com água de chuva em uma residência unifamiliar. O projeto foi idealizado para uma unidade unifamiliar com 05 habitantes. A residência de estudo localiza-se no bairro Ratones, na cidade de Florianópolis/SC. As águas cinzas são compostas pelas águas geradas no lavatório, chuveiro e do tanque de lavar roupas. A água de chuva é proveniente de uma área de superfície de captação de 35m2. Para a quantificação da água cinza, foram instalados hidrômetros nas tubulações de alimentação de cada unidade hidro-sanitária. A chuva atmosférica foi quantificada através de um pluviômetro instalado na residência em estudo. A seqüência de tratamento da água cinza compreende uma caixa receptora das águas advindas das unidades hidráulico- sanitárias, um filtro de pedra, caixa de passagem para desinfecção com pastilhas de cloro e reservatório de água de reúso que posteriormente é misturada com a água de chuva no tanque de mistura. A água de chuva proveniente do telhado de cerâmica segue para as calhas, as quais possuem uma grade na parte superior do tubo de queda (PVC DN 100) para reter materiais grosseiros (folhas e galhos), e na seqüência vai para o reservatório de descarte da primeira água. O tratamento desta água coletada dá-se através de um filtro de areia sendo posteriormente armazenada na cisterna. A mistura das águas é bombeada para um reservatório superior e então utilizada. O monitoramento quanti-qualitativo das águas deu-se, durante um período de 12 meses, através da hidrometria e de coletas pontuais seguido de análises físico-químicas e bacteriológicas. A partir da medição do consumo de água por unidade sanitária, identificou-se uma demanda média de 57,7 L/dia para a bacia sanitária, 91,0 L/dia para o lavatório e chuveiro, 71,8 L/dia para o tanque de lavar roupas e 51,3 L/dia para a pia de cozinha. A partir dos dados de índice pluviométricos obtidos, obteve-se um valor médio 143,8 L/dia. Os resultados obtidos na caracterização da água cinza apresentaram uma grande amplitude dos valores obtidos. Na caracterização da água de chuva, o parâmetro E. Coli apresentou um valor médio de 13,6 NMP/100 ml na água de descarte e reduziu para uma concentração média de 4,5 NMP/100 ml pós filtro de areia. Observou-se também, que a água de chuva possui uma qualidade superior à água cinza, apresentando uma potencialidade de sua utilização na lavagem de roupas, pois os valores de dureza detectados conferem a essa uma característica de água não dura. A oferta das fontes alternativas de água supera a demanda para o reúso na descarga de bacia sanitária, apresentando potencialidades para o emprego em outros usos não potáveis, tais como, a rega de jardim e lavagem de veículos. Os moradores da residência na qual o estudo foi desenvolvido relatam uma satisfação com a qualidade visual da água empregada no reúso. Palavras–chave: água de chuva, água cinza, fontes alternativas de água, aproveitamento de água, reúso. ABSTRACT The effective use of water is related to its wastefulness and a change in the population habits. This change concerns the use of alternative sources of water, as well as treated effluents from traditional households and the rainwater harvesting, substituting the use of potable water for another porpoise. The use of rainwater has been popular worldwide, being used mostly in irrigation systems and, recently it as been used for toilet flushing and laundry purposes. However, its harvesting is associated with the rein precipitation. The greywater, originated from the toilets, shower and washing sink/machines is characterized by its regular supply. Taking these aspects into account, the present study aims to evaluate the reuse potential of greywater and rainwater in combination from traditional households. The project was developed in a household with 05 family members. The household is located in the Ratones neighborhood, Florianópolis/SC. The greywater is composed by the water that comes from the hand basin, shower and washing sink/machine. The rainwater is provenient from a harvesting surface area of 35m2. Two hydrometers were installed in the feeding pipes from each sanitary equipment to estimate the greywater amount. The atmospheric rain was quantified with a pluviometer installed in the household. The sequence of the greywater treatment is composed by a receiving box that stores the water from the sanitary equipments, one rock filter, a tank for disinfection with chlorine tabs and reservoir with reused water that is mixed with rainwater in the mixed tank. The rainwater that comes from the ceramic roof goes to the gutters with a screen that retains all the coarse material (leaves and branches) and in sequence the water goes to a discharge reservoir. The treatment of this water is made with a sand filter, which is stored in the cistern afterwards. The combination of greywater and rainwater is pumped to a superior reservoir to be used. The quantitative and qualitative parameters of these wasters were monitoring within 12 months, trough hydrometric analysis, and sampling spots followed by physic, chemical and bacteriological analysis. Trough the water consumption estimation in each sanitary equipment, it was detected an average demand of 57,7 L/day for the toilet, 91,0 L/day for the hand basin and shower, 71,8 L/day for the washing machine/sink and 51,3 L/day for the kitchen sink. Considering the pluviometric data, it was observed an average value of 143,8 L/day. The obtained results from the greywater characterization presented a high variation. The rainwater presented an average value for E. Coli of 13,6 MPN/100 ml and it was reduced to 4,5 MPN/100 ml after sand filter. It can also noticed that the rainwater has a better quality when compared with the greywater, presenting a potential use for laundry purposes, due its higher hardness values. The utilization of alternative sources of water exceeds the demand for the reuse in flushing toilets, and it can be used for non-potable activities, as well as, garden watering and car washing. The household family members in study showed a good satisfaction with the visual quality of the reused water. Keywords: rainwater, greywater, alternative sources the water