Uma vazão pequena com uma carga alta
Um hospital ou uma clínica produz uma vazão pequena com uma carga pesada. A população é modesta, mas a água que chega ao ralo carrega patógenos, fármacos e uma carga de nutrientes que uma estação municipal do mesmo porte hidráulico não veria. Dimensionar apenas pela vazão é o primeiro erro cometido nesses locais, porque a carga biológica e o encargo de desinfecção são o que define o equipamento.
A vazão também não é constante. Uma enfermaria enche e esvazia com o dia de trabalho, e a água que chega à estação segue esse padrão com defasagem. Uma população pequena produz um pico mais acentuado que uma grande, então a estação é dimensionada pelo pico e pelo volume de equalização que o suaviza.
O que o diferencia do esgoto municipal
Quatro coisas separam a água residuária hospitalar do esgoto municipal em torno do qual o método usual de dimensionamento é construído.
- Patógenos. A corrente carrega material infeccioso em uma concentração que um coletor doméstico não tem, o que torna a desinfecção um encargo, e não uma opção.
- Amônia. O nitrogênio chega principalmente como amônia, e a carga de amônia é alta para a vazão. O método de dimensionamento faz o mesmo alerta pelo outro lado: onde a população não é o fator determinante, hospital incluído, a vazão vem do hidrômetro ou do briefing de processo, e não de uma dotação per capita.
- Intermitência. A vazão chega em um padrão definido pelo dia de trabalho, e não distribuída ao longo dele, então o volume de equalização trabalha mais do que em uma estação municipal.
- Resíduos químicos. Meios de contraste iodados, desinfetantes e resíduos farmacêuticos entram no ralo com o uso ordinário da instalação, e mudam o que o estágio biológico recebe.
O resultado é uma estação hidraulicamente pequena e biologicamente pesada, que é o oposto do caso para o qual a rota de dimensionamento per capita foi projetada.
A desinfecção não é opcional
A desinfecção é o estágio que separa uma estação hospitalar de uma doméstica, e o método é uma decisão do local. A cloração é a rota mais comum por ser simples e por deixar um residual que continua agindo depois do tanque de contato; seus limites são o próprio residual e os compostos que ele pode formar com a matéria orgânica. A radiação ultravioleta não deixa residual e não acrescenta nada à água, mas precisa de água clarificada, porque os sólidos sombreiam os organismos da luz. O ozônio é o mais reativo e o mais exigente de operar, e costuma ficar reservado a um uso de reúso.
As estações compactas aqui descritas carregam a desinfecção como parte da linha. A unidade em contêiner lista cloração, UV ou ozônio conforme a meta de lançamento ou de reúso, e a estação com membranas segue seu estágio de membrana com redução final de patógenos. Quando a água tratada é reutilizada para irrigação ou descarga, a combinação de membrana e desinfecção é a resposta usual.
A carga de nitrogênio
O nitrogênio decide quanto tanque a estação precisa. Como ele chega principalmente como amônia, a estação precisa nitrificar antes de poder removê-lo: a amônia é oxidada a nitrato na zona aeróbia, e só então o nitrato pode ser transformado em nitrogênio gasoso em uma zona anóxica. Uma estação construída apenas para remoção de matéria orgânica não sustenta um limite de amônia.
O limite de lançamento acrescenta uma segunda restrição. Na GB 18918-2002 o nitrogênio amoniacal é escrito com um valor entre colchetes, e o número aplicável depende da temperatura da água: o valor fora dos colchetes se aplica acima de 12 °C e o valor entre colchetes a 12 °C ou menos. O Nível 1A traz 5 mg/L, com 8 mg/L entre colchetes. Um projeto comparado com a metade errada pode parecer conforme no verão e falhar no inverno, e um hospital é exatamente onde isso acontece, porque a estação costuma ter partida no fim do ano.
A nitrificação também desacelera em água fria, então o volume aeróbio necessário para sustentar o limite de amônia no inverno é maior do que o caso de verão sugere.
O que não pode chegar ao ralo
Nem tudo o que um hospital usa deveria chegar à estação de tratamento, e o passo mais eficaz é dado antes do ralo, e não dentro dele. Meios de contraste iodados, reagentes de laboratório, mercúrio, formalina e resíduos de medicamentos citostáticos pertencem a uma rota de coleta separada, porque uma estação biológica não consegue removê-los e a desinfecção não os destrói.
A forma prática disso é a separação na origem: colete esses materiais em um recipiente dedicado no setor que os utiliza, e eles nunca entram na estação. Onde entram no ralo, eles passam direto e aparecem no efluente, o que é um problema de conformidade, e não de tratamento. O controle na origem é um procedimento hospitalar, e não um equipamento, e pertence ao mesmo plano da estação de tratamento.
Dimensionando
A água residuária hospitalar é dimensionada pela carga que a instalação produz, e não por um número simples por pessoa. Dois dados servem a esse propósito: o número de leitos de internação, que define a vazão de base e a carga noturna, e a atividade ambulatorial e de hospital-dia, que acrescenta o pico e a carga química que os leitos não produzem. Onde o local tem hidrômetro e registro de drenagem, eles substituem a estimativa.
O nível alvo então decide o processo. Um lançamento hospitalar em corpo d'água costuma mirar o nível mais rigoroso que a licença permite, e o Nível 1A é o mais rigoroso publicado aqui: DQO 50 mg/L, DBO₅ 10 mg/L, sólidos suspensos 10 mg/L, nitrogênio amoniacal 5 mg/L, nitrogênio total 15 mg/L e fósforo total 0.5 mg/L. Essa combinação mais desinfecção é normalmente atendida por uma estação compacta com membranas, que alcança o nível diretamente, ou por uma linha A²/O ou MBBR com tratamento avançado a jusante.
Nas vazões pequenas que uma clínica ou um hospital distrital produzem, a rota com membrana costuma ser o melhor valor: ela dispensa o decantador secundário, e a faixa compacta aqui cobre 12–240 m³/dia para uma estação com membranas e 12–360 m³/dia para uma unidade em contêiner. Um local próximo a uma cidade também pode lançar na rede coletora municipal e deixar parte do encargo para a estação municipal.
A norma e a licença
O limite que um hospital precisa atender depende de para onde vai a água. Uma estação que lança no local, em um curso d'água ou no solo, é regida pelo padrão de lançamento que a autoridade local aplica, que no sistema GB é a GB 18918-2002 com os níveis acima. Um hospital que lança na rede coletora municipal é regido pela GB/T 31962-2015, a norma para água residuária lançada em rede coletora municipal, e a estação municipal então carrega parte do encargo.
A escolha entre as duas rotas pertence ao projeto e à licença local. A licença fixa a meta, e deve ser lida antes de o processo ser escolhido, porque as duas rotas levam a estações de tamanhos diferentes. Onde a licença ainda não foi emitida, o dimensionamento deve declarar contra qual nível foi projetado.