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IMPLANTAÇÃO DE ETE COMPACTA EM ARAGUARI-MG
Kleber Lúcio Borges
Autor:
Engenheiro Civil, Engenheiro Segurança do Trabalho, Mestre em
Engenharia Urbana, Especialista em Gestão Ambiental, Doutorando
em Análise, Planejamento e Gestão Ambiental.
Superintendente Adjunto da SAE – Araguari-MG.
Endereço:
Av. Hugo Alessi, 50 – B. Industrial
Araguari-MG – CEP: 38.442-028
(34) 3242-3579
[email protected]
Tema do trabalho: II - Esgotamento sanitário.
Palavra chave: ETE compacta.
Declaração:
Declaro conhecer e estar de acordo com as normas estabelecidas pelo
Regulamento para Apresentação de Trabalhos Técnicos, a ser realizado pela
ASSEMAE – Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento na sua
XI Exposição de Experiências Municipais em Saneamento (2007).
Araguari-MG, 25 de junho de 2007.
Kleber Lúcio Borges
Mestre em Eng. Urbana
Eng civil e Seg Trabalho
CREA 68.543/D-MG
XI Exposição de Experiências Municipais em Saneamento
Guarulhos/SP- 2007
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IMPLANTAÇÃO DE ETE COMPACTA EM ARAGUARI-MG
1. INTRODUÇÃO E OBJETIVO
De acordo com a última PNS - Pesquisa Nacional de Saneamento (2000), no
Brasil, 42% da população total é atendida por rede coletora de esgoto sanitário.
São ao todo 70,94 milhões de brasileiros que produzem, diariamente, 14,57
milhões de metros cúbicos de esgoto. Deste total, apenas 35% são tratados, ou
seja, apenas 5,14 milhões de metros cúbicos. A principal destinação do efluente
tratado é o lançamento em corpo d´água.
Atualmente, existem inúmeros processos para o tratamento de esgoto,
individuais ou combinados. A decisão pelo processo a ser empregado, deve-se
levar em consideração, principalmente, as condições do curso d´água receptor
(estudo de autodepuração e os limites definidos pela legislação ambiental) e da
característica do esgoto bruto gerado. É necessário certificar-se da eficiência de
cada processo unitário e de seu custo, além da disponibilidade de área (IMHOFF
e IMHOFF, 1996).
Von Sperling (1996) cita que os aspectos importantes na seleção de sistemas
de tratamento de esgotos são: eficiência, confiabilidade, disposição do lodo,
requisitos de área, impactos ambientais, custos de operação, custos de
implantação, sustentabilidade e simplicidade. Cada sistema deve ser analisado
individualmente, adotando-se a melhor alternativa técnica e econômica.
Araguari é uma cidade com aproximadamente 100.000 habitantes, localizada
no triângulo mineiro. Segundo o último diagnóstico dos serviços de água e
esgoto, elaborado pelo SNIS – Sistema Nacional de Informação sobre
Saneamento, referente ao ano de 2005, o índice de atendimento total de água
era de 98,6%, o índice de coleta de esgoto era de 94,2% e o índice de
tratamento de esgoto era 0%, ou seja, não havia nenhum tratamento. Com o
objetivo de iniciar o tratamento do esgoto coletado, decidiu-se implantar uma
estação de tratamento de esgoto em uma das sub-bacias da zona urbana.
O objetivo deste trabalho é apresentar a experiência da implantação de uma
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto compacta na cidade de Araguari-MG,
descrevendo o seu processo, suas características e os resultados obtidos até o
momento.
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2. DESENVOLVIMENTO
A primeira ETE a ser implantada no município seria em um bairro
predominantemente residencial. A população de início de projeto era de 3.900
pessoas e população final de projeto de 4.950 pessoas, com horizonte de 20
anos e referência no ano de 2005. O efluente tratado seria destinado a um corpo
d´água, denominado Córrego Lagoa Seca, que ainda não foi enquadrado, e
consequentemente, considerado como classe 2, de acordo com a Resolução
CONAMA 357/2005.
Com a falta de disponibilidade de área, principal característica para
implantação de lagoas de estabilização, iniciou-se o estudo para a seleção de um
sistema de tratamento de esgotos descartando essa alternativa.
Retirando as lagoas, optou-se pela comparação entre lodos ativados e
reatores. Foram realizadas visitas em locais onde estes tipos de sistemas já
operavam. No estado de São Paulo conheceu-se o sistema de lodos ativados e
no estado de Espírito Santo o sistema de reatores. De acordo com Von Sperling
(1996) o custo de implantação do sistema de lodos ativados convencionais varia
de US$ 60 a 120 por habitante, requer uma área de 0,2 a 0,3 m2 por habitante,
possui uma eficiência de remoção de DBO entre 85 a 93% e produz uma
quantidade lodo a ser tratado de 1,1 a 1,5 m3 por habitante por ano. Enquanto
que, o sistema de reator anaeróbio de manta de lodo possui um custo de
implantação na ordem de US$ 20 a 40 por habitante, requer uma área de 0,05 a
0,10 m2 por habitante, uma eficiência de remoção de DBO de 60 a 80% e produz
uma quantidade de lodo a ser tratado de 0,07 a 0,1 m3 por habitante por ano. De
acordo com a PNS (2000), 15% dos tratamentos de esgoto utilizados no país
eram de reatores e 11% de lodos ativados, perdendo somente para as lagoas
(44% dos sistemas de tratamento). Sendo assim, optou-se pelo sistema de
reatores.
O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) consiste no
fluxo ascendente do esgoto através de um leito de lodo denso e de elevada
atividade. O perfil de sólidos no reator varia de muito denso e com partículas
granulares de elevada capacidade de sedimentação, próximas ao fundo (leito de
lodo), até um lodo mais disperso e leve, próximo ao topo do reator (manta de
lodo). A estabilização da matéria orgânica ocorre em todas as zonas de reação
(leito e manta de lodo), sendo a mistura do sistema promovida pelo fluxo
ascensional do esgoto e das bolhas de gás. O esgoto entra pelo fundo e o
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efluente deixa o reator através de um decantador interno localizado na parte
superior do reator. Um dispositivo de separação de gases e sólidos, localizado
abaixo do decantador, garante as condições ótimas para a sedimentação das
partículas que se desgarram da manta de lodo, permitindo que estas retornem à
câmara de digestão, ao invés de serem arrastados para fora do sistema. Embora
parte das partículas mais leves sejam perdidas juntamente com o efluente, o
tempo médio de residência de sólidos no reator é mantido suficientemente
elevado para manter o crescimento de uma massa densa de microorganismos
formadores de metano, apesar do reduzido tempo de detenção hidráulica
(CHERNICHARO, 1997).
Uma análise preliminar, considerando que a DBO do esgoto bruto gerado era
em torno de 340 mg/L O2, verificou-se que, somente com o UASB a DBO não
atenderia o limite de lançamento (60 mg/L O2) estabelecido na legislação
ambiental. Desta forma, iniciou-se o estudo para um pós tratamento do reator,
visando principalmente à remoção de carga orgânica. Entre os diversos
sistemas, conheceu-se o sistema UASB seguido de um biofiltro aerado
submerso, desenvolvido na UFES pelo Professor Ricardo Franci Gonçalves e
colaboradores. Este sistema já estava operando na cidade de Aimorés-MG, onde
se fez uma visita técnica e comprovou-se a eficiência e sucesso do sistema
proposto. A eficiência de remoção de DBO era superior a 90%.
O biofiltro aerado submerso (BFAS) é constituído por um tanque de
preenchimento com um material poroso, através do qual esgoto e ar fluem
permanentemente. Na quase totalidade dos processos existente, o meio poroso
é mantido sob total imersão pelo fluxo hidráulico, caracterizando-o como reatores
trifásicos compostos por (GONÇALVES apud CHERNICHARO, 1997):
•
Fase sólida: constituída pelo meio suporte e pelas colônias de
microorganismos que nele se desenvolvem sob a forma de um filme
biológico (biofilme);
•
Fase líquida: composta pelo líquido em permanente escoamento
através do meio poroso;
•
Fase gasosa: formada pela aeração artificial e, em reduzida escala,
pelos gases sub-produtos da atividade biológica.
Mas, detectou-se que no sistema UASB+BFAS havia a necessidade de
um polimento final.
Segundo Nuvolari et al. (2003), os decantadores
secundários (DS) nas regiões de clima quente têm dupla finalidade: separar
os sólidos para permitir uma clarificação eficiente do efluente final e facilitar o
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adensamento do lodo permitindo o seu retorno ao tanque de aeração com
concentração mais elevada do que a existente no reator.
Nos decantadores secundários o tipo de sedimentação é zonal, ou seja,
em líquidos com alta concentração de sólidos, forma-se um manto que
sedimenta como massa única de partículas. Observa-se nítida interface de
separação entre a fase sólida e a fase líquida. O nível da interface se move
para baixo como resultado da sedimentação da manta de lodo. Neste caso
utiiiza-se a velocidade de movimentação da interface no dimensionamento
dos decantadores (NUVOLARI et al., 2003).
Com esta concepção, desenvolveu-se o projeto da ETE compacta: uma
estação de tratamento de esgoto constituída de um reator UASB+BFAS+DS
em uma única estrutura. Optou-se pela construção desta estrutura em aço,
com tratamento em fibra de vidro para a sua proteção no contato com o
esgoto. O esquema da ETE compacta é demonstrado na Figura 01. No anel
externo encontra-se o reator UASB de três fases: o biogás gerado é
direcionado ao queimador; o líquido é direcionado ao BFAS; e o lodo gerado é
direcionado ao leito de secagem. Não há intervenção de bombas, todo
sistema é realizado por gravidade. O biofiltro aerado submerso está localizado
no centro da estrutura e utiliza como meio suporte a brita. Após o BFAS o
líquido segue para o DS, onde é realizada a clarificação e remoção
complementar da matéria orgânica. O lodo, após sua secagem, será
destinado ao aterro sanitário do município.
Anteriormente à ETE compacta, foi implantado um gradeamento e uma
caixa de areia. Em seguida, o esgoto bruto é direcionado à estação elevatória,
que bombeia o esgoto à parte superior da estrutura (ETE compacta) para uma
caixa de distribuição de vazão.
O custo final da ETE compacta (Figura 02) foi de aproximadamente R$
560 mil, incluindo toda parte civil e de urbanização. Logo, pode-se calcular o
custo per capita, que representou aproximadamente R$ 113,13/habitante ou
US$ 53,8/habitante. Um custo baixo, comparado à referência apresentada por
Von Sperling (1996): tratamento preliminar: US$ 5/hab em média, mais
tratamento primário: US$ 25/hab em média, mais reator anaeróbio de manta
de lodo: US$ 30/hab em média, totalizando: US$ 60/hab, considerando que
no custo do sistema implantado ainda está incluído: biofiltro aerado submerso
(com compressor), um decantador secundário, uma elevatória de esgoto, leito
de secagem, casa de apoio e toda urbanização da área.
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Figura 01. Esquema da ETE compacta implantada em Araguari-MG.
A área total ocupada pela ETE compacta é de aproximadamente 980 m2,
ou seja, 0,19m2/habitante. O consumo de energia foi de R$ 950,60/mês
(2.053 KWh/mês) em média dos últimos 6 meses. A operação é realizada por
um único funcionário do quadro operacional e a supervisão realizada por uma
engenheira química. Diariamente, o funcionário não excede 2 horas na sua
permanência na ETE e foi instalado um sistema de alarme monitorado.
Figura 02. Vista da ETE compacta implantada em Araguari-MG.
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3. RESULTADOS
A ETE foi concluída no primeiro semestre de 2006, e no dia 05 de junho
do mesmo ano, entrou em operação. Na sua partida, o reator UASB foi
inoculado com lodo de um outro reator de uma cidade vizinha, totalmente
vazio. Aguardou-se um período de repouso de aproximadamente 24 horas,
para a sua adaptação à temperatura ambiente. Após o período de repouso,
iniciou-se a alimentação do UASB com esgoto até a metade do seu volume.
Aguardou-se um novo período de repouso de 24 horas. Logo após,
completou-se o volume com esgoto do UASB. Outro período de repouso de
24 horas foi aguardado e posteriormente o reator foi alimentado normalmente.
Somente o reator operou na partida da ETE compacta. As primeiras
análises foram realizadas nos dias: 28/07/2006 e 24/07/2006, como
demonstra a Tabela 01.
Na primeira análise, a DBO na entrada da ETE era de 816 mg/L e na
saída 261 mg/L (68% de eficiência), abaixo do limite de 60 mg/L e abaixo de
85% de eficiência como estabelece a DN - Deliberação Normativa COPAM
10/1986; a DQO era 920 mg/L na entrada e 330 mg/L na saída da ETE,
também abaixo dos limites estabelecidos pela DN 10/1986 (90 mg/L ou 90%
de eficiência); os SS - Sólidos Sedimentáveis eram 10 ml/L na entrada e 1,5
ml/L na saída (eficiência de 85%), mas acima do limite de 1,0 mg/L; e os
sólidos em suspensão eram 102 mg/L e 32 mg/L na entrada e saída
respectivamente (eficiência de 69%).
Na segunda análise, a eficiência da DBO aumentou para 78% com 25
mg/L na saída da ETE, já atendendo os limites estabelecidos pela DN
10/1986; a DQO também aumentou sua eficiência para 79%; os SS
mantiveram a eficiência, mas, com saída de 0,1 mg/L (abaixo do limite DN
10/86); e sólidos em suspensão também aumentaram sua eficiência: 97%.
Tabela 01. Resultados das duas primeiras análises realizadas.
Datas análises:
Parâmetros:
pH
SS (ml/L)
Óleos/graxas (mg/L)
DBO (mg/L)
DQO (mg/L)
Sólidos susp. (mg/L)
Data: 28/7/2006
Entrada
Saída
Eficiência
ETE
ETE
7,17
7,17
10
1,5
85%
11
2
82%
816
261
68%
920
330
64%
102
32
69%
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Data: 24/07/2006
Entrada
Saída
Eficiência
ETE
ETE
7,11
7,23
0,7
0,1
86%
20
9,4
53%
115
25
78%
234
48
79%
67
2
97%
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Após a realização da segunda análise, deu-se a partida no BFAS e no DS.
Com isso, o processo tornou-se mais eficiente (Tabela 02). De acordo com as
quatro últimas análises realizadas, em termos de remoção de DBO, a
eficiência do sistema completo chegou a 96%, em média, com saída de 7
mg/L O2); a DQO chegou a 95% de eficiência em média; os SS em media,
tem 86% de eficiência; os óleos/graxas chegaram a 61% de eficiência em
média; os sólidos em suspensão chegaram a 98% de eficiência em média;
todos abaixo dos limites estabelecidos pela legislação ambiental.
Tabela 02. Resultados das últimas análises realizadas, com o
funcionamento de todo o sistema.
Datas análises
Parâmetros:
pH
SS (ml/L)
Óleos/graxas (mg/L)
DBO (mg/L)
DQO (mg/L)
Sólidos susp. (mg/L)
Datas análises
Parâmetros:
pH
SS (ml/L)
Óleos/graxas (mg/L)
DBO (mg/L)
DQO (mg/L)
Sólidos susp. (mg/L)
Data: 25/10/2006
Entrada
Saída
Eficiência
ETE
ETE
6,59
5,08
34
0,1
100%
25
5,8
77%
366
2,3
99%
558
6
99%
370
0,1
100%
Data: 30/11/2006
Entrada
Saída
Eficiência
ETE
ETE
6,12
5,97
0,8
0,1
88%
8,8
5
43%
340
6,5
98%
509
21
96%
126
1,5
99%
Data: 27/12/2006
Entrada
Saída
Eficiência
ETE
ETE
6,75
6
2,5
0,1
96%
43
7,6
82%
217
13
94%
460
40
91%
140
1,5
99%
Data: 30/01/2007
Entrada
Saída
Eficiência
ETE
ETE
6,77
6,37
0,5
0,2
60%
9
5,4
40%
100
6,9
93%
295
14
95%
72
4
94%
4. CONCLUSÃO
A ETE compacta implantada em Araguari-MG, denominada ETE Novo
Horizonte, é um projeto que atende à legislação ambiental, possui baixo
custo, boas eficiências, baixo requisito de área, operação e manutenção
simples, e baixo consumo de energia elétrica.
O monitoramento constante da ETE é fundamental para a sua boa
operação, principalmente a entrada de esgotos não domésticos, que poderá
influenciar negativamente no tratamento anaeróbio.
A ETE Novo Horizonte possui capacidade para tratar 4% do esgoto
coletado na zona urbana de Araguari, mas foi um projeto piloto para o estudo
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da mesma. Com o bom desempenho, a SAE – Superintendência de Água e
Esgoto de Araguari-MG, adotou a ETE compacta como concepção para o
tratamento de esgoto de todo o município.
Em 2007, serão implantadas mais três ETE´s compactas: uma na zona
urbana (tratar 11% do esgoto coletado), uma no distrito de Amanhece e outra
no distrito de Piracaíba.
Em 2008, será implantada mais uma ETE compacta na zona urbana
que vai tratar 14% do esgoto coletado.
Até 2010, será implantada a maior ETE do município, na zona urbana,
que tratará o restante, ou seja, 71% do esgoto coletado. Ela também será
implantada a concepção de ETE compacta, com quatro módulos.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
IMHOFF, K. R.; IMHOFF, K. Manual de tratamento de águas residuárias. Editora
Edgard Blucher. São Paulo, 1996.
NUVOLARI, A. et al. Esgoto sanitário: coleta, transporte, tratamento e reuso
agrícola. Editora Edgard Blucher. São Paulo, 2003.
PESQUISA NACIONAL DE SANEMENTO – 2000. BIO - Revista Brasileira de
Saneamento e Meio Ambiente. Rio de Janeiro: ABES, ano XI, n. 22, p. 2831, 2002.
CHERNICHARO, C. A. de L. Reatores Anaeróbios. Belo Horizonte: DESAUFMG, 1997.
VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de
esgotos. 2ª. edição. Belo Horizonte: DESA-UFMG, 1996.
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