Congresso Técnico Científico da Engenharia e da
Agronomia
CONTECC’ 2015
Centro de Eventos do Ceará - Fortaleza - CE
15 a 18 de setembro de 2015
COMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA RESIDUÁRIA
PARA CULTIVO DE OLEAGINOSAS
VICENTE DE PAULA TEIXEIRA ROCHA1*, FRANCISCA LÍGIA AURÉLIO MESQUITA REIS²,
CARLOS SÉRGIO TEIXEIRA ROCHA3, PAULO VINÍCIUS DE MORAIS NÓBREGA4, IGOR TORRES
REIS5
1
Mestrando em Eng°.Agrícola, UFCG, Campina Grande-PB Fone: (83) 2101-1449, [email protected]
²Doutoranda em Eng°. Agrícola, UFCG, Campina Grande-PB, Fone (83) 99993-8153, [email protected]
3
Professor de Zootecnia Sustentável, IFET-CE, Crato-CE, (088) 3337-2366, [email protected]
4
Mestre em Engº. Civil, UFCG, Campina Grande-PB. Fone (83) 2101-1449, [email protected]
5
Doutorando em Eng°. Agrícola, UFCG, Campina Grande-PB. Fone: (83) 99993-8497, [email protected]
Apresentado no
Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC 2015
15 a 18 de setembro de 2015 - Fortaleza-CE, Brasil.
RESUMO: A Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) dispõe de um sistema de tratamento
de água residuária implantando em terreno localizado no Distrito da Caatingueira, região sudoeste da
cidade de Campina Grande-PB. O sistema foi construído com o objetivo, dentre outros, de possibilitar
o tratamento de esgoto doméstico e seu uso na agricultura e na indústria. É inconteste que o tratamento
de efluente é um instrumento técnico relevante que contribui para minimizar a escassez de recursos
hídricos, notadamente em região como o semiárido paraibano, que é caracterizada por irregular
precipitação pluviométrica. Na área interna do terreno onde está implantado o sistema de tratamento
passa um emissário responsável por transportar esgoto da área urbana da cidade até o Riacho de
Bodocongó. A Estação encontra-se em inatividade necessitando da implantação complementar de
outros elementos físicos para garantir o cumprimento de suas funções primordiais. Este projeto de
complementação envolve serviços como construção de lagoa anaeróbica, adução de água residuária,
armazenamento em caixa d’água e distribuição para a irrigação de cultivo de oleaginosas.
PALAVRAS–CHAVE: Esgoto doméstico, aproveitamento na agricultura, disponibilização de
recursos hídricos.
WATER TREATMENT SYSTEM FOR COMPLETION WASTEWATER OILSEEDS
CULTURE
ABSTRACT: The Federal University of Campina Grande (UFCG) has a wastewater treatment system
in implementing land located in the District of Caatingueira, southwest area of the city of Campina
Grande-PB. The system was built for the purpose, among others, to enable the treatment of domestic
sewage and its use in agriculture and industry. It is undisputed that the treatment of wastewater is an
important technical tool that helps to minimize the shortage of water resources, especially in the region
as the Paraiba semi-arid, which is characterized by irregular rainfall. In the inner area of the land
where it is implanted treatment system passes an emissary responsible for transporting sewage from
the urban area of the city to the Bodocongó Creek. The Station is in need of inactivity complementary
deployment of other physical elements to ensure the fulfillment of its primary functions. This project
involves supplementary services as building anaerobic lagoon, residual water supply, storage water
tank and distribution for irrigation of oilseed cultivation.
KEYWORDS: Domestic sewage, use in agriculture, availability of water resources.
INTRODUÇÃO
Nas regiões áridas e semiáridas, a água se tornou um fator limitante para o desenvolvimento
urbano, industrial e agrícola. Planejadores e entidades gestoras de recursos hídricos procuram,
continuadamente, novas fontes de recursos para complementar à pequena disponibilidade hídrica ainda
disponível (Hespanhol, 2008).
De acordo com Bertoncini (2008), a falta de tratamento de esgotos e de efluentes industriais e
agroindustriais e o desperdício de água na irrigação agrícola contribuem para este cenário de escassez.
A demanda por água potável e conflitos pelos usos múltiplos da água vem pressionando a tomada de
decisões que envolvam o tratamento de água, esgoto e resíduos, assim como o aproveitamento dos
efluentes tratados.
Deve-se destacar que a utilização de água residuária tratada na agricultura pode colaborar,
também, com a redução ou eliminação do uso de fertilizantes artificiais, elemento que muito contribui
com expressiva parte das despesas de produção e por respeitável quantidade de emissão de gases
prejudiciais ao meio ambiente.
A Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) dispõe de um sistema de tratamento de
água residuária, ora não concluído, voltado para o caráter de estudo e que deverá funcionar como
promotor de estudos de viabilidade técnica-econômica do tratamento de esgoto, sobretudo voltado
para a agricultura e para a indústria. No entanto, esta Estação encontra-se sem atividade, sendo dotado,
atualmente, apenas de rede de energia elétrica e de abastecimento de agua potável, conjunto de 4
(quatro) reatores anaeróbicos de fluxo ascendente, 4 (quatro) lagoas de polimento (aeróbica) com
capacidade para tratar 10 m³/h de água residuária, um galpão de apoio, um prédio de experimento
dotado de auditório e laboratório, duas casas de vegetação e uma casa ecológica. Faz-se necessária a
complementação do sistema, para que o mesmo possa cumprir diversas funções primordiais, a
exemplo do desenvolvimento de pesquisa voltada para análise da viabilidade do uso de água residuária
no cultivo de oleaginosas.
O Objetivo deste trabalho é propor um projeto de complementação no sistema de tratamento
de esgotos da UFCG, de forma a disponibilizar água residuária para o cultivo de oleaginosas.
MATERIAL E MÉTODOS
O sistema de tratamento de água residuária pertencente à UFCG foi construído em um terreno
(Ver figura 1) localizado no loteamento Acácio Figueiredo, bairro da Catingueira, nas coordenadas
geográficas 7º16’8” de latitude sul e 35º55’27” de longitude oeste, na região sudoeste da cidade de
Campina Grande e próximo de bairros populosos como o Cruzeiro, o Novo Bodocongó, o Presidente
Médici e o Tambor. O terreno compreende uma área de 5 (cinco) hectares, contornado por cerca de
arame farpado e mourões de concreto armado. A área é cortada por um emissário da Companhia de
Agua e Esgoto da Paraíba (CAGEPA), responsável por transportar efluente da área urbana da cidade
até o Riacho de Bodocongó. Tal emissário tem capacidade de garantir o volume de água residuária
(esgoto) necessário para os estudos desejados.
A complementação da supra Estação consiste na implantação de novos instrumentos técnicos
que permitam a utilização do sistema para disponibilizar água residuária tratada e viabilizar o estudo
do seu aproveitamento na agricultura. Esta reestruturação compreende a implantação de sistema
captação de efluente bruto transportado por emissário da CAGEPA, construção de lagoa anaeróbica,
adução de água residuária por bombeamento e gravidade, armazenamento em reservatórios elevado de
polietileno e, por fim, distribuição de efluentes para área de cultivo de oleaginosas. De modo que as
culturas de algodão colorido, girassol e mamona serão permanentemente abastecidos com efluente
tratado, quer sejam cultivadas na casa de vegetação, bem como em área aberta.
Sequencialmente o efluente a ser tratado e usado no cultivo da oleaginosa obedece ao seguinte
fluxo: captação em Poço de Visita da CAGEPA construído no terreno da UFCG; adução de efluentes
da captação até lagoa anaeróbica; tratamento por processo anaeróbico em lagoa; adução de efluentes
da lagoa anaeróbica até lagoa de polimento; tratamento por processo aeróbico em lagoa; adução da
lagoa de polimento até armazenamento; distribuição do armazenamento até a distribuição no sistema
de irrigação.
O trabalho inicial de complementação consiste na implantação de subsistema de captação de
água residuária que passa por emissário instalado dentro do terreno onde se encontra o sistema de
tratamento de esgoto. Este subsistema será construído junto a um Poço de Visita da CAGEPA
existente na área interna do terreno e será composto por instalação elétrica, bomba submersível
elétrica trifásica de potência 1 CV, gradil de ferro para proteção da bomba contra roubos, tanque de
equalização com capacidade pra 1 m³ de efluentes, sendo este construído em alvenaria e revestido com
argamassa de cimento e areia. O excedente de líquido do tanque de equalização retornará ao Poço de
Visita por meio de tubo PVC de diâmetro de 100 mm esgoto (NBR 5688). A bomba será acionada
manualmente, terá funcionamento médio de 9 horas/dia e ficará a uma distância de 5 metros do tanque
equalizador.
Figura 1. Planta de Geoposicionamento. Terreno da Estação.
A adução de água residuária do subsistema de captação (mais precisamente do tanque
equalizador) até a lagoa anaeróbica será feita por bombeamento. Para tanto serão instaladas duas
bombas abrigadas de potência de 1 CV, vazão de 21,6 m³/hora e bombeamento diário de 9h. As
bombas serão ligadas à tubulação de material em tubo de polietileno de alta densidade (PEAD),
diâmetro 50 mm (NBR 5688), enterrada a uma profundidade superior de 50 cm. Por sua vez, a adução
da lagoa anaeróbica até a lagoa de polimento será por gravidade e ocorrerá igualmente por tubulação
enterrada com tubo de PVC série R, diâmetro 100 mm para esgoto (NBR 5688). Por fim, a adução da
lagoa de polimento, ou aeróbica, até os reservatórios elevados de polietileno será por meio de
bombeamento, através de duas bombas abrigadas de potência de 1 CV, vazão de 21,6m³/hora e
bombeamento diário de 9h. Observa-se que a lagoa de polimento é formada por 4 (quatro) tanques e
que o controle para definição de qual tanque destinará água residuária tratada, a ser utilizada, ocorrerá
por meio de registro de gaveta tipo bruto. A tubulação para a adução da lagoa de polimento até os
reservatórios elevados será em tubo de polietileno de alta densidade (PEAD), diâmetro 50 mm (NBR
5688), enterrada a uma profundidade superior a 50 cm.
O tratamento do efluente ocorrerá através do processo aeróbico e anaeróbico. A
complementação proposta neste trabalho envolve apenas a construção de uma lagoa anaeróbia, visto
que a lagoa aeróbica já se encontra construída. O tratamento anaeróbico por lagoa é um processo em
que o dispositivo possui uma maior profundidade e a fotossíntese praticamente não vem a ocorrer.
Verifica-se a predominância das condições anaeróbias quando no balanço entre consumo e produção
de oxigênio, o consumo é bastante superior. A lagoa anaeróbica a ser construída para complementação
do sistema de tratamento de esgoto da UFCG terá dimensões de 17,00 x 15,00 metros de seção na
superfície e uma profundidade de 4 metros, com um talude revestido por lona e obedecendo a uma
inclinação de 50%. A lagoa terá capacidade para 374 m³ de água residuária que terá um tempo de
detenção superior a 2 (dias) horas. Observa-se que o tempo de detenção hidráulico (TDH) total do
sistema será de 14 dias, visto que o TDH nas lagoas de polimento será de 12 dias.
A água residuária tratada e armazenada na lagoa de polimento será transportada para quatro
reservatórios elevados de material polietileno, dotado de tubo de entrada, de saída, limpeza e
extravasor. Os reservatórios serão implantados no ponto mais alto do terreno e elevados sobre pilares e
vigas de concreto armado, ficando a uma altura de 3,5 metros do terreno natural.
O subsistema de distribuição de efluentes tratados será responsável por transportar o liquido
armazenados nos reservatórios elevados até o sistema de irrigação. Para esta distribuição será utilizada
tubulação de tubo de PVC, soldável, de diâmetro de 32 mm, para água fria (NBR 5648). Em razão da
topografia do terreno, este subsistema funcionará por gravidade.
A qualidade da água será analisada considerando seus aspectos físicos, químicos e biológicos.
Este monitoramento da água residuária tratada será realizado, permanentemente, tendo por base os
seguintes parâmetros de controle: Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO), série nitrogenada, PH, sólidos, fósforo total e solúvel, E. coli. As análises serão
realizadas no prédio de experimento dotado de auditório e laboratório em frequência diária. Deve-se
observar que o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) dispõe, através da Resolução
357/2005, sobre a classificação dos corpos de água e estabelece as condições e padrões de lançamento
de efluentes. Define que as águas destinadas a irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e outros são
classificadas como classe 2- águas doces. O material normativo trata, também, dos padrões de
qualidade da água.
RESULTADOS:
O efluente que atravessa o terreno onde se encontra implantado o sistema de tratamento de
esgoto da UFCG tem uma vazão permanente que varia entre 50,00 a 90,00 litros/segundo, de acordo
com o horário do dia e considerando o período de estiagem.
Observando o volume de efluente acima citado e de verificando as características e medidas
das lagoas anaeróbica e aeróbicas, bem como o dimensionamento do sistema de bombeamento,
observa-se a existência de potencialidade de disponibilização de um volume superior a 187 m³/dia, ou
seja, 2,16 litros/segundo, quantidade mínima necessária para o adequado funcionamento da Estação.
CONCLUSÕES:
Compreende-se que a complementação do sistema de tratamento de esgoto da UFCG,
disponibilizará efluentes que possibilitará o estudo de viabilidade do uso de água residuária na
agricultura, a partir do suprimento de água para um plantio de oleaginosas onde serão consorciados a
mamona, girassol e algodão colorido.
Será possível oferecer a comunidade em geral subsídio técnico relevante quanto ao uso de
agua residuária (esgoto) devidamente tratada como um recurso a ser utilizado para culturas agrícolas,
sobretudo nas regiões semiáridas e áridas, facilitando o suprimento de água em quantidade e com a
qualidade necessária.
REFERÊNCIAS
Bertoncini, E. I. Tratamento de efluentes e reuso da água no meio agrícola. Revista Tecnologia &
Inovação Agropecuária. 2008
Hespanhol, I. Potencial de Reuso de Água no Brasil Agricultura, Indústria, Municípios, Recarga de
Aquíferos. RBRH - Revista Brasileira de Recursos Hídricos v. 7, n.4, p.75-95 2002.
NBR 5688 – Sistemas prediais de Agua Pluvial, esgoto Sanitário e Ventilação. São Paulo, ABNT,
2010.
NBR 5648 - Sistemas prediais de água fria Tubos e Conexões de PVC. São Paulo, ABNT, 2010.
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (CONAMA) RESOLUÇÃO Nº 357, classificação
dos corpos de água. 2005