1
UTILIZAÇÃO DE ALGAS NO TRATAMENTO DE EFLUENTE DOMÉSTICO.
Weliton Eduardo Lima de Araújo.1
Antônio Pasqualetto.2
Resumo:
Neste trabalho objetivou-se estudar um mecanismo de depuração de efluente doméstico, após tratamento em
lagoas de estabilização e antes do seu lançamento nos corpos receptores, utilizando algas. Os parâmetros
analisados foram: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Nitrogênio (total e amoniacal); Fósforo total (PT);
Coliformes fecais (CF) e Turbidez. Foram realizadas 05 (cinco) coletas ao longo de 03 (três) meses. O sistema
apresentou maior remoção para os seguintes parâmetros: DBO em 5,1 %, DQO em 26,7 % e de Fósforo Total
em 16,1 %.
Palavras-chave: meio ambiente, nitrogênio, fósforo, esgoto.
SEAWEED APPLICATION IN THE DOMESTIC SEWERAGE SYSTEM
TREATMENT.
Abstract:
This project’s purpose was to study the cleaning device of sewerage system treatment, after treatment in the
stabilization lagoons and before its entry in the water receptors, using the seaweeds. The aspects studied were:
BOD, COD, Nitrogen (total and ammonia), Total Phosphorus (TP), Total Coliforms (TC) Feces Coliforms (FC)
and Turbid. Five collections were made during three months. The system demonstrated the increased removal to
the following aspects: DBO in 5,1 %, DQO in 26,7 % and Total Phosphorus (TP) in 16,1 %.
Key-words: environment; nitrogen; phosphorus; sewerage.
1 INTRODUÇÃO
O tratamento correto do esgoto é um tema complexo. Todas as pessoas querem se ver livres
do esgoto, porém, poucas pessoas se preocupam em saber para onde vão os seus dejetos e o
que é feito com eles depois que são retirados de perto de si.
No Brasil, o grau de poluição de nossos cursos d’água e o comprometimento dos lençóis
freáticos é grave, sendo necessário tomar iniciativas no sentido de minimizar ou sanar as
fontes de poluição. Torna-se com isso necessário a conscientização de que a remoção dos
nutrientes das águas residuárias é uma medida importante para preservar a qualidade dos
corpos receptores de efluentes de sistema de tratamento.
Outro problema do saneamento no Brasil é o fato das técnicas tradicionais para tratamento de
esgoto serem de alto custo, tanto de implantação como manutenção. Desse modo, métodos
alternativos que diminuam despesas e garantam semelhantes desempenhos do sistema e
características do efluente tratado são de grande interesse para o setor público e privado. A
necessidade de grandes áreas para a instalação desses mecanismos ditos tradicionais é um
outro fator oneroso e dificultativo para a sua implementação.
Goiânia, 2005/2
1
2
Acadêmico de Engenharia Ambiental da Universidade Católica de Goiás.
Orientador Prof o. Dr. titular da Universidade Católica de Goiás – UCG e do Centro Federal de Ensino
Tecnológico de Goiás – CEFET-GO.
2
Em Goiás, segundo a concessionária Saneamento de Goiás-SANEAGO (2002), a situação
atual do saneamento é preocupante. Apenas 8,5% dos residentes na capital do estado e
11,71% dos demais goianos têm seu esgoto tratado antes de retornar aos mananciais hídricos.
Apesar da importância do tratamento adequado do esgoto, sabe-se que esse tratamento
inexiste na maior parte dos municípios brasileiros. Embora a instalação da rede coletora seja
uma solicitação freqüente da comunidade, por tirar o esgoto da porta das casas, o tratamento é
sempre deixado para depois, e não considerado prioritário pelas prefeituras, que acabam
destinando seus recursos a outras obras.
Buscando soluções alternativas para este tipo de caso, foram desenvolvidas novas tecnologias,
seguindo o princípio da sustentabilidade. Um destes mecanismos que vem sendo alvo de
estudos é a utilização de algas, comumente encontradas em lagoas de maturação, como
alternativa financeiramente viável para o tratamento dos despejos de pequenos municípios,
onde o efluente escoa sobre uma rampa de fibrocimento ondulada. A rampa serve como
“habitat” para a biota responsável pelo processo de tratamento.
Sendo assim, o objetivo desta pesquisa é avaliar um possível incremento na remoção da carga
orgânica de efluentes domésticos tratados, em lagoas anaeróbias e facultativas, com a
utilização de algas como agente depurador.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Política de saneamento
A prática de despejar águas residuárias, independentemente de serem ou não tratadas, em
sistemas hídricos superficiais (rios, lagos, represas, etc.) é uma solução normalmente adotada
por várias comunidades em todo mundo. Contudo, esses sistemas aquáticos servem de fonte
de abastecimento, muitas vezes, a mais de uma comunidade. Há casos em que a mesma
cidade que lança seus esgotos nos corpos d’água utiliza-se deste mesmo sistema como fonte
de abastecimento (MANCUSO, 1988).
Os mananciais brasileiros não estão a salvos de problemas, como: a eutrofização, a
contaminação por metais pesados, acidificação. Poluentes orgânicos, e outros efluentes
tóxicos degradam os corpos hídricos de áreas densamente povoadas, a poluição é ainda mais
séria quando esta afeta os recursos hídricos subterrâneos, onde a contaminação é lentamente
diluída e as práticas de despoluição são extremamente onerosas (HESPANHOL, 2001).
A análise da evolução dos níveis de cobertura dos serviços de saneamento no Brasil revela
que houve melhorias sensíveis no atendimento à população, sobretudo urbana. Por outro lado,
constatam-se, ainda, déficits significativos, que refletem o padrão desigual de crescimento
trilhado pela economia do país nas últimas décadas (CARVALHO, 2002).
Atualmente, o principal déficit do setor de saneamento está na área de esgotamento sanitário,
mais especificamente no que tange ao tratamento dos esgotos. Segundo dados da Pesquisa
Nacional Por Amostragem de Domicílios – PNAD (1996), 49% do esgoto sanitário produzido
no Brasil são coletados em rede pública, sendo que, destes, apenas 32% são tratados, ou seja,
aproximadamente 16% dos esgotos produzidos.
Catorze por cento da população urbana contam atualmente com tanques sépticos, solução
melhor do que as fossas rudimentares, cuja segurança depende das condições de manutenção
e operação. Nas áreas rurais é significativa a cobertura com tanques sépticos (PNAD, 1996).
3
2.2 Métodos de tratamento de efluentes
O tratamento de despejos é, constituído de três etapas: tratamento físico, químico e biológico.
No tratamento físico objetiva-se eliminar sólidos grosseiros, não interferindo muito na
remoção da DBO. A etapa química desse processo consiste na correção de pH e eliminação de
agentes patológicos. A função de um processo de tratamento biológico é remover a matéria
orgânica do efluente industrial, através do metabolismo de oxidação e de síntese de células
(VON SPERLING, 2005). Este tipo de tratamento é normalmente usado em virtude da
grande quantidade de matéria orgânica facilmente biodegradável, presente em sua composição
(BRAILE, 1979).
Há diversas técnicas para tratamento de efluente, como o processo de lodos ativados, que
envolve uma alta concentração de microrganismos que são mantidos no tanque de aeração,
através do retorno dos lodos, o que reduz o tamanho total do reator biológico (BRANCO,
1971). Outro método, a técnica de valo de oxidação engloba períodos de aeração maiores do
que os comumente adotados nos processos convencionais como o de lodos ativados, devido
ao que a nitrificarão se aproxima da estabilização total (HESS, 1971).
Os leitos percoladores, segundo Além Sobrinho (1983), indevidamente denominados filtros
biológicos, consistem de um leito de percolação feito com material altamente permeável, por
onde o esgoto a ser tratado percola no sentido vertical (de cima para baixo). No material de
enchimento do leito, forma-se uma película gelatinosa (massa biológica), composta por
microrganismos e na qual vai sendo retida a matéria orgânica a ser decomposta.
Existem ainda, os sistemas constituídos por lagoas, podendo estas ser do tipo facultativa, que
são caracterizadas pela DBO solúvel e finamente particulada, que é estabilizada aerobiamente
por bactérias dispersas no meio líquido, ao passo que a DBO suspensa tende a sedimentar,
sendo convertida anaerobiamente por bactérias no fundo das lagoas. De acordo com a
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental – CETESB (1989), oxigênio requerido
pelas bactérias aeróbias é fornecido pelas algas, através da fotossíntese. Na presença de
oxigênio, as lagoas facultativas podem ser chamadas de lagoas de oxidação ou combustão
(CAVALCANTI, 1999).
Já sistemas compostos por lagoas anaeróbias e lagoas facultativas, segundo Kellner e Pires
(1998), caracterizam-se por apresentar a DBO em torno de 50 a 70% removida nas lagoas
anaeróbias (mais profundas e com volumes menores), enquanto a DBO remanescente é
removida nas lagoas facultativas. O sistema ocupa uma área inferior ao de lagoas facultativas
únicas.
A necessidade de lagoas com áreas menores resultou nas denominadas lagoas aeradas. Ao se
fazer a aeração das lagoas, o oxigênio necessário às reações metabólicas dos microrganismos
responsáveis pelo tratamento é suprido artificialmente, como no caso de lodos ativados
(NUVOLARI, 2002). As lagoas aeradas podem ser classificadas em facultativas e aeradas de
mistura completa – lagoas de decantação (METCALF e EDDY, 1991).
Os tanques “IMHOFF” são considerados um melhoramento baseado no funcionamento das
fossas sépticas, onde a eficiência do processo é afetada pela condição da decantação e
digestão em uma mesma câmara. Estes consistem em dotar os esgotos afluentes com as
mesmas condições impostas em um decantador convencional, onde o lodo decantado é
naturalmente encaminhado para um compartimento destinado a digeri-lo convenientemente,
de onde é removido para outra unidade de tratamento (IMHOFF, 1985).
4
Os reatores anaeróbios de fluxo ascendente, UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket
Reactors) ou em português, reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo,
descrevem outra técnica de tratamento de águas residuárias, porém resultam em áreas bastante
reduzidas. (FIGUEIREDO, 1992).
Esses modelos apresentados são em sua maioria onerosos, o que dificulta a instalação destes
em municípios com baixa receita, não restando outra alternativa para estes o lançamento,
quando da existência de uma rede coletora de efluente, em corpos d’ água que os cortam
(CARVALHO, 2002).
A adição de nutrientes inorgânicos e de matéria orgânica aumenta a fotossíntese e a respiração
nos corpos d’água. Esta é uma situação chamada de eutrofização, e é uma condição para um
processamento de energia de alto metabolismo (BEYERS e ODUM, 1994). As suas principais
conseqüências nos sistemas aquáticos são: aumento da biomassa e da produção primária do
fitoplâncton; diminuição de diversidade de espécies; diminuição da concentração de oxigênio
dissolvido; diminuição na concentração de íons; aumento do fósforo total no sedimento;
aumento da freqüência do florescimento de cianofíceas (TUNDISI, 1986).
A busca de mecanismos menos onerosos para o tratamento de efluentes domésticos deve ser
necessário mediante as externalidades que este pode provocar. Um destes mecanismos que
vem sendo alvo de estudos é a utilização de algas, comumente encontradas em lagoas de
maturação, como uma alternativa financeiramente viável para o tratamento dos despejos de
pequenos municípios.
Essa técnica vem sendo testada e revelando bons resultados com o efluente de suinocultura. A
poluição do meio ambiente das regiões produtoras de suínos é extremamente alta, quando se
verifica, com base em dados de Oliveira et al. (1993), citado por Zanotelli et al (2002), que
enquanto a DBO do esgoto doméstico e de cerca de 200-500 mg/L, a DBO dos dejetos de
suínos está entre 10.000 e 52.000 mg/L, ou seja, varia entre 5 e 260 vezes maior que a dos
esgotos domésticos. Com a utilização de algas tem-se conseguido atingir taxas de remoção de
entorno de 70 % para o Nitrogênio e Fósforo, principais causadores da eutrofização em corpos
d’água.
3 METODOLOGIA
O estudo foi realizado na Estação de Tratamento de Efluente – ETE Parque Ateneu, situado
no município de Goiânia-GO, mediante a permissão da concessionária SANEAGO
(Quadro1).
Quadro 1 - Dados operacionais da ETE Parque Atheneu.
E.T.E - PARQUE ATHENEU
Conjunto Parque Atheneu, Parque das Laranjeiras,
Jardim Bela Vista, Parque Santa Cruz, Conjunto
Bairros Atendidos
Anhanguera, Jardim da Luz, Jardim Vitória, Conjunto
Fabiana, Bairro Antônio.
42.994 habitantes
População Atendida
1 lagoa anaeróbia e duas lagoas facultativas em série
Processo de Tratamento
89%
Eficiência
Fonte: SANEAGO, 2002a.
5
Com permissão da concessionária foi instalado um sistema composto por uma calha,
confeccionada com telhas de fibrocimento ondulada, sendo previamente preparada com as
seguintes dimensões: 0,4 m de largura por 03 m de comprimento, com as laterais (bordas) das
foram devidamente fechadas com uma solda acrílica, fazendo com que o efluente da ETE
ficasse escoando sobre a calha.
O sistema testado foi acomodado sobre um suporte de madeira com uma altura do solo de
1,20 m, obtendo com isso uma inclinação aproximada com o solo de 45o, facilitando o
escoamento do líquido a vazão (Q) de 1,18 L/s e promovendo simultaneamente, a aeração do
efluente (Figuras 1 e 2).
Figura 1: sistema de rampa montado
Figura 2: entrada do efluente no sistema.
Foram realizadas coletas em dois locais distintos, sendo o primeiro ponto na calha parshall,
local de saída do efluente da ETE, que na seqüência ingressa no sistema, onde coletou-se o
segundo local ao final da calha, sendo recolhido um total de 05 (cinco) amostras para cada
ponto.Esse esquema de coleta foi montado visando à possibilidade de estudar e quantificar a
eficiência de ambos os processos, comparando-os. As amostras coletadas foram
encaminhadas ao laboratório da concessionária responsável pela ETE, onde efetuou-se as
análises de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Nitrogênio (total e amoniacal); Fósforo
total (PT); Coliformes totais (CT); Coliformes fecais (CF) e Turbidez).
Também foram solicitados os resultados das análises de monitoramento da unidade, para se
verificar o comportamento desses parâmetros no espaço de tempo. Nas Figuras 3 e 4, têm-se
os pontos de coleta das amostras.
Figura 3: saída do Efluente da ETE
Parque Ateneu
Figura 4: saída do Efluente do sistema
com algas
6
Os dados obtidos nas análises foram armazenados em um computador, de forma a possibilitar
a tabulação e análise, comparando-os com valores da Resolução CONAMA 357/2005 art. 34
que estabelece os padrões de lançamento de efluentes de qualquer natureza em águas
interiores, superficiais ou subterrâneos, obtendo com isso, os resultados finais da pesquisa.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados das análises laboratoriais dos parâmetros físico-químicos e bacteriológica, estão
descritos nos Quadros 2 e 3 para as amostras do ponto 1, saída do efluente da lagoa da ETE, e
nos Quadros 4 e 5 para as análises feitas na saída do sistema com algas.
Quadro 2: Resultados das análises físico-químicas da ETE.
ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA (ETE)
Data das coletas
Parâmetros Avaliados
Unidade V.M.P.*
02/10/05 09/10/05 30/10/05
Turbidez
uT
V.N.D.
DBO
35,6
45,0
39,4
mg/L O2 60,0
DQO
114,3
119,0
223,3 mg/L O2 V.N.D.
Sólidos Sedimentáveis
0,1
1,5
0,5
ml/L/h
1,0
Nitrogênio Total
46,5
39,2
38,0
mg/L P V.N.D.
Nitrogênio Amoniacal
mg/L
100,0
Nitrogênio Orgânico
mg/L
V.N.D.
Fósforo Total
7,8
7,8
8,1
mg/L
V.N.D.
V.M.P - Valor Máximo Permitido ; V.N.D - Valor Não Definido
Quadro 3: Resultados das análises bacteriológicas da ETE.
EXAME BACTERIOLÓGICO (ETE)
Data das coletas
Parâmetro Avaliado
UNIDADE V.M.P.*
02/10/05 09/10/05 30/10/05
Índice de Coliformes
4
4
1,3 x 105 5,0 x 10 8,0 x 10 N.M. P 100 mL V.N.D
Termotolerante
V.M.P - Valor Máximo Permitido ; V.N.D - Valor Não Definido
Quadro 4: Resultados das análises físico-químicas do sistema com algas.
ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA (ALGAS)
Data das coletas
Parâmetros Avaliados
Unidade V.M.P.*
02/10/05 09/10/05 30/10/05
Turbidez
32,1
66,0
uT
V.N.D.
DBO
64,1
45,0
37,5
mg/L O2 60,0
DQO
210,0
228,6
163,6 mg/L O2 V.N.D.
Sólidos Sedimentáveis
0,5
ml/L/h
1,0
Nitrogênio Total
45,9
41,4
42,0
mg/L P V.N.D.
Nitrogênio Amoniacal
42,0
34,7
36,4
mg/L
100,0
Nitrogênio Orgânico
3,9
6,7
5,6
mg/L
V.N.D.
Fósforo Total
8,0
8,7
6,8
mg/L
V.N.D.
V.M.P - Valor Máximo Permitido ; V.N.D - Valor Não Definido
7
Quadro 5: Resultados das análises bacteriológicas do sistema com algas.
EXAME BACTERIOLÓGICO (ALGAS)
Data das coletas
Parâmetro Avaliado
UNIDADE V.M.P.*
02/10/05 09/10/05 30/10/05
Índice de Coliforme
1,3 x 105 8,0 x 104 1,6 x 105 N.M. P 100 mL
V.N.D
Termotolerante
V.M.P - Valor Máximo Permitido ; V.N.D - Valor Não Definido
A Figura 5, traz uma interpretação do comportamento do funcionamento do sistema testado
(utilização de algas) ao logo do período de amostragem e as Figuras 6, 7, 8, 9 e 10, mostram a
comparação entre os valores obtidos nas análises em ambos os métodos de tratamento.
70
Valores obtidos
60
Turbidez
50
DBO
N.T.
40
N.A
N.O
30
P.T
20
10
0
Coleta 1 (02/10/05)
Coleta 2 (10/10/05)
Coleta 3 (30/10/05)
Figura 5: gráfico demonstrativo da tendência do comportamento dos parâmetros avaliados
ao longo do período de tempo das coletas.∗
ETE
ALGA
70
DQO(mg/L O2)
DBO (mg/L O2)
ETE
60
50
40
30
20
Coleta1
Coleta2
Coleta3
Figura 6: relação dos valores da DBO.
∗
ALGA
250
225
200
175
150
125
100
Coleta1
Coleta2
Coleta3
Figura 7: relação dos valores da DQO.
NOTA: as unidades dos valores obtidos são: uT (turbidez), mg/L O2 (DBO e DQO), mg/L P
Total) e mg/L (Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Orgânico e Fósforo Total).
(Nitrogênio
8
ETE
ALGA
ETE
P.T. (mg/L)
N.T. (mg/L)
50
45
40
35
30
Coleta1
Coleta2
9
8,5
8
7,5
7
6,5
6
Coleta1
Coleta3
Figura 8: relação Nitrogênio Total.
Coleta2
Coleta3
Figura 9: relação Fósforo Total.
ETE
C. T. (N.M. P 100 mL)
ALGA
ALGA
20
15
10
5
0
Coleta 1
Coleta 2
Coleta 3
Figura 10: Índice Coliformes Termotolerante.∗∗
Como mostrado nas figuras, pode-se concluir que com a utilização de algas houve um ganho
na remoção da DBO em 5,1%, da DQO em 26,7% e de Fósforo Total em 16,1% do efluente
doméstico oriundo do processo de tratamento da ETE Parque Ateneu.
O comportamento da relação dos valores da DBO e DQO, assim como o baixo índice
encontrado para a DBO, pode ter alguma relação com a telha utilizada como meio de cultura,
podendo o material ter absorvido parte do Oxigênio Dissolvido (OD) do efluente. Isso
justificaria os valores superiores aos da ETE durante para as primeiras análises.
Para os parâmetros Nitrogênio Total e Coliforme Termotolerante, não houve um incremento
na eliminação dos mesmos. Contudo, cabe ressaltar que para uma maior confiabilidade do
sistema testado, seria preciso realizar um número maior de análises em um período de tempo
igualmente superior.
Não foi possível estabelecer uma comparação entre os valores dos parâmetros: Turbidez,
Sólidos Sedimentáveis, Nitrogênio Amoniacal e Nitrogênio Orgânico, devido a não realização
destes ensaios nas amostras da ETE.
Os valores obtidos na segunda análise foram utilizados apenas para a plotagem das figuras. A
confiabilidade dos mesmos está comprometida, devido o sistema ter sofrido danos
ocasionados por uma tempestade que atingiu o município no período da realização da coleta.
∗∗
NOTA: os valores apresentados estão em função de 104.
9
Outro problema enfrentado para o fechamento da pesquisa foi o extravio de duas das cinco
coletas realizadas.
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Conclui-se com a realização deste trabalho da possibilidade do uso de algas como mecanismo
depurador de efluentes domésticos de pequenas comunidades. Outro aspecto positivo
levantado foi o baixo índice de produção de lodo, um grande problema enfrentado nas ETEs
convencionais.
Contudo, para que haja uma confiabilidade maior da eficiência do sistema testado,
recomenda-se a realização de um número maior de análises abrangendo um período de tempo
superior ao da pesquisa; o estudo da interferência da sazonalidade no desempenho do sistema;
a realização de exames laboratoriais do lodo produzido e a instalação do sistema após o
tratamento primário da ETE, buscando a classificação da utilização do método estudado como
tratamento primário ou secundário.
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