Evaluation of replacement of chlorine gas by the electrolytic production of sodium hypochlorite in loco in the large water treatment station.

The Bom Jardim Water Treatment Station (WTS) in Uberlandia-MG, with treatment capacity of up to 2 m³/s, currently uses as a water disinfection method the electrolytic process of active chlorine in loco (sodium hypochlorite production) instead of chlorine gas (Cl2). The main objective of this work was to verify the efficiency of sodium hypochlorite produced in loco as a disinfectant in the samples collected at the exit of the treatment and distribution network, comparing it with Cl2 in meeting drinking water standards for human consumption, established by ordinance Consolidation nº 05 (Annex XX) of the Ministry of Health of 09/28/2017, regarding the inactivation of total Coliforms and Escherichia coli, sodium amount (mg/L) and secondary disinfection products. It was also intended to carry out a more detailed analysis on cost/benefit and safety conditions and environmental quality. The data contained in this study are derived from the monitoring carried out, analyzed and collected in the WTS Bom Jardim treatment control reports. The delimitation of the investigated period corresponds to the period from January to December 2013 (use of chlorine gas) and from January to December 2016 (use of sodium hypochlorite produced in loco). The results showed that the solution investigated meets the established potability standards, being effective in disinfection, leaving residual chlorine in the network, with presence of sodium and disinfection secondary products well below the maximum allowed values. In addition, 0.65% aqueous sodium hypochlorite is generated in this electrolytic cell along with the hydrogen peroxide which gives this solution a greater disinfecting power. Other products such as sodium hydroxide also present in the generated solution, provided the alkalinizing reduction (in 36.17% on average) in the final stage of the water treatment (pH correction). In addition, it was concluded that the electrolytic production of sodium hypochlorite in loco is an option to replace the chlorine gas, in the disinfection of the water, because the sodium hypochlorite generated is an efficient disinfectant, that meets the determinations of the ordinance Consolidation nº 05 (Annex XX) of the Ministry of Health of 09/28/2017 both at the exit of the treatment and in the distribution network, with reduction of costs related to the maintenance and operation of the system, compared to the expenses with chlorine gas. The implanted system does not present environmental and operational risks, contributing to the maintenance of environmental quality, inside and outside the WTS.Dissertação (Mestrado)A Estação de Tratamento de Água (ETA) Bom Jardim da cidade de Uberlândia-MG, com capacidade de tratamento de até 2 m³/s, utiliza atualmente como método de desinfecção da água, o processo de produção eletrolítica de cloro ativo in loco (produção de hipoclorito de sódio) em substituição ao cloro gasoso (Cl2). Então este trabalho teve como principal objetivo a verificação da eficiência do hipoclorito de sódio produzido in loco como desinfetante nas amostras coletadas na saída do tratamento e rede de distribuição, comparando-o com o Cl2 no atendimento aos padrões de potabilidade da água de consumo humano, estabelecidos pela portaria Consolidação nº 05 (Anexo XX) do Ministério da Saúde de 28/09/2017, quanto a inativação dos coliformes totais e Escherichia coli, quantidade de sódio (mg/L) e subprodutos da desinfecção. Pretendeu-se ainda, realizar uma análise mais detalhada sobre custo / benefício e as condições de segurança e qualidade ambiental do mesmo. Os dados contidos neste estudo provêm dos monitoramentos efetuados, analisados e coletados nos relatórios de controle do tratamento da ETA Bom Jardim. A delimitação do período investigado corresponde ao ínterim de janeiro a dezembro de 2013 (uso do cloro gás) e de janeiro a dezembro de 2016 (uso do hipoclorito de sódio produzido in loco). Os resultados demonstraram que a solução investigada atende aos padrões de potabilidade estabelecidos, sendo efetivo na desinfecção, deixando residual de cloro na rede, com presença de sódio e subprodutos da desinfecção bem abaixo dos valores máximos permitidos. Além disso, o hipoclorito de sódio aquoso na concentração 0,65% é gerado nesta célula eletrolítica, juntamente com o peróxido de hidrogênio que confere a esta solução um maior poder desinfetante. Outros produtos como o hidróxido de sódio também presente na solução gerada, proporcionou a redução de alcalinizante (em 36,17% em média) na etapa final do tratamento da água para a correção do pH. Ademais, concluiu-se que a produção eletrolítica de hipoclorito de sódio in loco é uma opção para substituir o cloro gás, na desinfecção da água, pois o hipoclorito de sódio gerado é um desinfetante eficiente, que atende as determinações da portaria Consolidação nº 05 (Anexo XX) do Ministério da Saúde de 28/09/2017 tanto na saída do tratamento quanto na rede de distribuição, com redução de custos referentes a manutenção e operação do sistema, comparando-se com os gastos com o cloro gás. O sistema implantado não apresenta riscos ambientais e operacionais, contribuindo para a manutenção da qualidade ambiental, dentro e fora da ETA