AVALIAÇÃO DE UM SISTEMA COMPOSTO POR RALF SEGUIDO POR
FILTRO BIOLÓGICO TRATANDO EFLUENTES DOMÉSTICOS
Diego Filipe Belloni 1
Sandro Rogério Lautenschlager 2
RESUMO
Este trabalho apresenta os resultados de avaliação da estação de tratamento de esgoto (ETE) –SUL2
na remoção da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO),
Sólidos Sedimentáveis (SD), Óleos e Graxas (O&G) Fósforo Total (PT). As amostras de esgoto
foram coletadas a montante e a jusante da ETE e analisadas pela Companhia de Saneamento do
Paraná – SANEPAR. Estas análises foram comparadas quanto ao preconizados na Resolução
CONAMA n° 357/2005, que estabelece condições e padrões de lançamento de efluentes em corpos
d’água. Os valores de DBO, DQO, SD, pH e O&G apresentaram valores compatíveis aos valores
estabelecidos na Resolução CONAMA 357/2005. Verificou-se que a remoção de fósforo é baixa ou
até negativa, ou seja, o sistema produziu um efluente com concentração maior do que o afluente.
Palavras-chave: Estação de Tratamento de Esgoto; lançamento de efluente; Resolução CONAMA
357/2005.
1
2
Mestrando, Universidade Estadual de Maringá-UEM, Programa de Pós-graduação em Engenharia UrbanaPEU, [email protected]
Prof. Dr., Universidade Estadual de Maringá-UEM, Programa de Pós-graduação em Engenharia Urbana PEU, [email protected]
1. INTRODUÇÃO
Segundo Mota (1995), os esgotos domésticos (ou sanitários), são originários
predominantemente das habitações, sendo provenientes de instalações sanitárias, lavagens de
utensílios domésticos, pias, banheiros, lavagens de roupas e outros domiciliares. Ainda que
conscientes da grande importância do tratamento de esgotos, no Brasil muito pouco se tem
investido para melhorar as redes coletoras de esgotos e posterior tratamento. Apenas 30 % da
população urbana brasileira têm seus esgotos coletados, e destes, apenas 10% têm tratamento
adequado (SILVA JUNIOR et al., 1996).
Os descasos com o tratamento e o lançamento inadequado dos esgotos sanitários levam a
degradação do ambiente e a enfermidade da população. Segundo Silva et al (1999) para evitar a
poluição dos mananciais e da águas subterrâneas e reduzir ou mesmo eliminar a disseminação de
doenças de veiculação hídricas é necessário submeter às águas residuárias ao tratamento antes do
seu lançamento em corpos receptores devido a sua composição.
Uma Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) deve funcionar de maneira correta para não
acarretar problemas tanto do ponto de vista social, quanto do ponto de vista ambiental. De acordo
com Braga & Hespanhol (2003) as substâncias presentes no esgoto exercem ação deletéria nos
corpos de água. A matéria orgânica presente no esgoto pode ocasionar a redução de oxigênio
dissolvido, causando a morte de peixes e outros organismos aquáticos, escurecimento da água e
aparecimento de maus odores (Braga & Hespanhol 2003).
O esgoto sanitário é constituído de aproximadamente 99,9% de água e 0,1% de sólidos. O
líquido nada mais é que o meio de transporte das substâncias orgânicas, inorgânicas e dos
microrganismos eliminados pelo homem, que são responsáveis, quando não tratados, pela
deterioração do corpo receptor (Braga et al, 2002). Mas quando encaminhados para tratamento
alguns destes microrganismos são responsáveis pela deterioração da matéria orgânica complexa em
compostos orgânicos mais simples e estáveis, possibilitando a separação das fases sólida e líquida,
e, gerando com isso um efluente tratado assimilável pelo meio ambiente sem efeitos negativos.
Na cidade de Maringá-PR a Companhia de Saneamento do Paraná – SANEPAR tem a
concessão para cuidar das ações de saneamento na cidade, que entre as suas principais atividades
está à coleta, tratamento e disposição final de todo o esgoto coletado na cidade.
Atualmente a cidade de Maringá tem uma população estimada em 325.968 habitantes
(IBGE, 2007), onde 95% da população é contemplada com a coleta de esgoto. Para atender a esta
demanda gerada, o efluente produzido no município conta com três estações de tratamento de
esgotos (ETE’s). Segundo Almeida (2005), é possível tratar o esgoto a qualquer grau que se deseje
para torná-lo utilizável para qualquer fim. A eficiência do tratamento é a percentagem removida de
um determinado atributo do esgoto.
O presente trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho da Estação de Tratamento de
Efluentes Sul-2 (ETE-S2) na remoção da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda
química de Oxigênio (DQO), Sólidos Sedimentáveis (SD), Fósforo Total (PT), óleos e graxas
(O&G) e na oscilação do pH usando como base para os valores do efluente os padrões preconizados
na Resolução CONAMA n° 357/2005.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLEUNTES SUL-2 (ETE-S2)
A ETE-S2 entrou em operação efetiva no ano de 2006, e possui capacidade de tratar 482
litros de esgoto por segundo, o que representa uma carga orgânica de 8.398 KgDBO 5 /dia. O sistema
de tratamento de esgotos é do tipo convencional, com um Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado
2
(RALF) seguido por Filtro Biológico Percolador de Alta Carga e Decantador Secundário. O
tratamento é dividido em níveis: preliminar e secundário. Uma vista superior é apresentada na
Figura 1. No tratamento primário ocorre a remoção de sólidos grosseiros presentes no esgoto bruto
(no gradeamento) e da areia (caixa de areia).
Figura 1- Vista aérea da Estação de Tratamento de Esgotos – ETE SUL 2
O tratamento secundário consiste na passagem do esgoto pelos reatores anaeróbio de leito
fluidizado (RALF) onde o efluente será tratado anaerobicamente e onde serão removidos parte dos
sólidos em suspensão, posteriormente o esgoto é dirigido para o Filtro Biológico que pela ação de
microrganismos específicos aderidos ao meio suporte (britas n°4), ocorre a biodegração aeróbia de
compostos carbonáceos. Após degradação biológica, o efluente passa para os decantadores
secundários, onde os sólidos resultantes (lodo) passiveis de sedimentação são removidos e o
efluente, já tratado, é encaminhado para o corpo d’ água receptor, neste caso o Ribeirão Pingüim. O
lodo produzido é encaminhado para tratamento que consiste em Adensador, Centrifuga,
Higienização e Desinfecção. É importante salientar que na ETE-S2 não ocorre o tratamento
terciário do afluente (nitrificação e desnitrificação).
2.2 ANÁLISES FÍSICAS E QUÍMICAS
Os dados analisados no presente trabalho foram obtidos junto a Companhia de Saneamento
do Paraná (SANEPAR).
3
As análises físicas e químicas da ETE-S2 foram realizadas mensalmente pela
COORDENADORIA INDUSTRIAL E CONTROLE DA QUALIDADE da própria companhia. As
amostras de efluente foram coletadas na primeira semana de cada mês. Estas amostras foram
analisadas quanto a sua DBO (Demanda Biológica de Oxigênio), DQO (Demanda Química de
Oxigênio), pH, Óleos e Graxas Vegetais, Fósforo Total e Sólidos Sedimentáveis. Estes parâmetros
foram escolhidos para análises, cujas quantificações são importantes do ponto de vista ambiental.
Os resultados obtidos foram confrontados com os preconizados na Resolução CONAMA n°
357/2005 que estabelece os padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos hídricos. Para a
DBO em rios classe 2 o limite estabelecido para lançamento de efluentes é 60 mg/l.
2.2.1 Matéria orgânica
Segundo Von Sperling (2005), a matéria orgânica presente nos corpos d’água e nos esgotos
é uma característica de primordial importância, sendo a causadora do principal problema de
poluição das águas: o consumo do oxigênio dissolvido pelos microorganismos nos seus processos
metabólicos de utilização e estabilização da matéria orgânica. Normalmente utilizam-se métodos
indiretos para a quantificação da matéria orgânica, ou do seu potencial poluidor, sendo a DBO e a
DQO os parâmetros de maior importância na caracterização do grau de poluição de um corpo
d’água e para a caracterização de efluentes brutos e tratados.
2.2.2 Fósforo total
A determinação de fósforo nos efluentes de estações de tratamento de esgotos é de grande
importância no estudo dos corpos receptores. Sendo o fósforo o nutriente limitante para o
crescimento dos microrganismos, principalmente as algas, descarregados em quantidades
significativas nas águas dos corpos receptores pode resultar na proliferação exagerada de algas.
Os detergentes são responsáveis por grande parcela da carga de fósforo dos esgotos, pois os
fosfatos constituem um dos “enchimentos ou aditivos” na sua formulação (seqüestrastes). Segundo
Grassi (2001) uma restrição ao uso de fosfatos nos detergentes poderia auxiliar na recuperação de
rios e lagos, reduzindo os teores de fosfato a médio e em longo prazo.
2.2.3 pH
O pH não tem implicação em termos de saúde publica, porém valores de pH afastados da
neutralidade podem afetar a vida dos microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos
esgotos e podem afetar a vida aquática nos corpos hídricos receptores.
3. RESULTADO E DISCUSSÃO
A ETE-S2 apresentou índices satisfatórios na remoção de contaminantes por meio dos
processos unitários biológicos. A Figura 2 apresenta os valores de DBO presentes no efluente.
Observa-se que na maioria dos meses os valores foram inferiores a 60 mg/L.
4
Demanda Bioquímica de Oxigênio
DBO(mg/l)/L
AFLUENTE
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
DBO (mg/L)
825
350
260
220
55
Jan.
175
81
78
60
Fev
M ar
269
235
42
48
Abr
M ai
360
240 224
52
70
75
Jun
Jul
Ago
62
38
Set
Out
34
Nov
263
56
Dez
Meses
Figura 2 - Comparação dos resultados das análises de DBO
Em termos de remoção de DBO observa-se uma remoção superior a 75% na maioria dos
meses do ano de 2008. Nos meses de março, julho, agosto e setembro o efluente não apresentou
padrões satisfatórios ao lançamento mesmo assim nos meses de julho e setembro a eficiência na
remoção de DBO foi superior a 75%. O aumento nos valores de DBO podem ser compreendidos
pelo aumento da concentração da DBO afluente juntamente com as baixas temperaturas do liquido
(19°C) nos meses de inverno.
A DQO também está relacionada com a matéria orgânica, é outro indicativo do potencial
poluidor do esgoto sanitário. A DQO é uma medida da quantidade de oxigênio consumido pela
oxidação química de substâncias orgânicas e inorgânicas, existente nas águas (Branco, 1962).
Como este parâmetro é ligada a oxigenação da matéria existente no esgoto, teve oscilações
semelhantes à variação de DBO, inclusive com um pico na concentração orgânica no mês de julho
(Figura 3).
Embora a Resolução CONAMA 357/05 não faça referência ao parâmetro DQO na
classificação dos corpos d’água e nos padrões de lançamento de efluentes líquidos, algumas
legislações ambientais estaduais estabelecem limites máximos para este parâmetro em seus padrões
de lançamento, porém no Estado do Paraná não existe nenhuma força de lei que discorra sobre estes
parâmetros, assim vigorando a mesma resolução citada.
Demanda Química de Oxigênio
Afluente
Efluente
1200
1065
DQO(ml/l
1000
635
800
600
200
605
420
400
617
660
540
620
500
220
148
685
208
380
116 101 136
135
171
Mar
Jun
Jul
230
132
108
118
129
Set
Out
Nov
Dez
0
Jan.
Fev
Abr
Mai
Ago
meses
Figura 3: Comparação dos resultados das análises de DQO
Os resultados observados para o pH na entrada, permaneceram a acima de 7,0 (variando
entre 7,2 a 8,1) considerando-se ambiente levemente alcalino (Figura 4).
5
pH
Afluente
8,6
8,4
8,2
8,0
7,8
7,6
7,4
7,2
7,0
Efluente
8,5
8,1
7,6
7,7
7,6
7,5
7,6
7,6
7,6
7,5
7,4
7,2
Jan.
7,8
7,8
Fev
Mar
Abr
7,2
7,2
7,2
Mai
Jun
Jul
7,7
7,6
7,4
7,5
7,4
7,3
7,2
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Meses
Figura 4: Comparação dos resultados das análises de pH
Os microrganismos que interessam ao processo de tratamento desenvolvem - se em uma
ampla faixa que vai de 2 a 12. Segundo os resultados observados na entrada, as condições são
favoráveis para o tratamento biológico. O pH é uma variável importante utilizada no controle da
operação de estações de tratamento de esgotos e na caracterização de corpos d’ água. Sendo assim,
a variação de pH esteve dentro do que observa para ETE.
Os limites de pH impostos pela Resolução 357 do CONAMA para lançamento de efluente
direto em corpos hídricos receptores é na faixa de 5 e 7.
Nos meses de julho, setembro e dezembro ocorreram uma alta concentração de óleos e
graxas vegetais (Figura 5), porém esses valores no efluente variaram de 3,7 mg/L a 20,1 Mg/L no
efluente de saída da ETE-S2, mostrando conformidade no padrão de lançamento (Resolução
CONAMA 357).
Oléos e Graxas Vegetais
Afluente
100,0
(mg/l)
90,6
85,4
81,3
80,0
70,6
60,0
20,0
9,4
Jan.
20,1
Fev
38,6
5,4 3,7
Mar
54,3
54,1
51,4
40,0 37,8 25,3
0,0
Efluente
Abr
43,2
9,5
8,8
11,5 15,6
Mai
Jun
Jul
Ago
5,9
Set
9,9
Out
52,0
5,0
8,4
Nov
Dez
meses
Figura 5: Comparação dos resultados das análises de óleos e graxas vegetais
O efluente final da ETE-S2 apresentou concentrações de fósforo que variaram de 4,6 mg/L a
10,3 mg/L conforme a Figura 6. Verifica-se que em alguns meses a concentração na saída foi maior
do que a concentração na entrada. Estes valores podem ser originados pelo desequilíbrio do sistema
ocasionado por uma carga tóxica ou até mesmo um erro na analise da amostra que não
representaram o fenômeno.
6
Fósforo
Afluente
Efluente
(mg/l)
12,0
10,0
7,7
6,9
6,8
8,0
6,0
5,6 6,0
6,0 5,5
6,1 5,4 5,8
4,0
4,8
2,0
3,0
0,0
Jan.
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
8,0
10,3
7,8
6,6
7,5
6,9
5,9
5,1
6,6
8,9
7,9
4,6
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Meses
Figura 6: Comparação dos resultados das análises de fósforo total
A legislação CONAMA 357/2005 não determina concentrações limites de lançamento do
referido nutriente, porém determina que as concentrações de fósforo total não ultrapassem o limite
de até 0,050 mg/L, para os rios de classe 2, como o Ribeirão Pinguim.
Com relação aos sólidos sedimentáveis os resultados mostraram que na entrada da Estação
este parâmetro tem apresentado grandes oscilações variando de 8,5 mL/L a 1,5 mL/L (Figura 7). Os
valores de resíduos sedimentáveis na saída da ETE-S2 estiveram entre 0,1 mL/L a 1,0 mL/L.
Observa-se que como a maioria dos outros parâmetros houve um aumento no volume de resíduos
sedimentáveis durante os mês de julho como pode ser visualizado na Figura 7.
Sólidos Suspensos Totais
Afluente
Efluente
600
560
(mg/l)_
500
400
340
300
200
100
0
102
58
Jan.
150
93
71
Fev
54
Mar
113
44
Abr
128
50
Mai
160
160
62 100
49
Jun
Jul
Ago
230
200
120
60
Set
20
Out
40 70
Nov
Dez
Meses
Figura 7: Comparação dos resultados das análises de sólidos sedimentáveis
Quanto aos valores de resíduos sedimentáveis, a resolução 357 CONAMA, define o limite
de até 1,0 ml/l (um milímetro por litro) de materiais sedimentáveis em teste de uma hora em "cone
imhoff". A presença de sólidos sedimentáveis tem que ser o mais próximo de zero. Na entrada, altos
valores indicam sobrecarga de sólidos, podendo prejudicar as etapas do tratamento. Na saída, não
ocorreu falhas relacionadas ao tratamento. Os resultados na saída da estação estiveram dentro do
limite da resolução.
5. CONCLUSÃO
Da analise dos resultados obtidos, verifica-se que a Estação de Tratamento de Esgotos SUL –
2 apresentou remoção satisfatória de DBO e DQO embora este desempenho foi prejudicado quando
o sistema recebeu uma sobrecarga principalmente no mês julho.
7
Em relação ao Fósforo Total, verificou-se que em 10 meses do ano a concentração do mesmo
aumentou durante o tratamento. Sendo assim estudos detalhados devem ser feitos em cada unidade
de tratamento para apontar quais as causas deste aumento.
Os parâmetros, pH, O&G e SD estiveram dentro do limite da Resolução CONAMA nº 357.
Novos parâmetros devem ser incluídos nas analises de rotina como sólidos suspensos totais,
dissolvidos e nitrogênio visando uma otimização dos processos biológico adotados na ETE.
AGRADECIMENTOS
Ao Gestor de esgotos da SANEPAR Gilberto Tomazella pela gentileza e colaboração no
fornecimento dos dados para a realização da pesquisa.
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