Escola Nacional de Saúde Pública (ENSP), Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)

Transcrição

1 AUTORES: DÉBORA CYNAMON KLIGERMAN 1 WILLIAM ZAMBONI DE MELLO 2 ARIANE COELHO BROTTO 2 RENATO PEREIRA RIBEIRO 1 ANDREZZA DE SOUZA PICCOLI 1 deboracyklig@gmail.com 1 Escola Nacional de Saúde Pública (ENSP), Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) 2 Programa de Pós Graduação em Geoquímica, Universidade Federal Fluminense (UFF) COBESA, julho de 2010

2 2 Óxido Nitroso, Aquecimento Global e Camada de Ozônio; Emissão de N 2 O em ETEs Revisão da Literatura; Objetivo da Pesquisa; Metodologia da Pesquisa; ETEs estudadas; Resultados e Discussão; Considerações Finais; Recomendações

3 3 FONTE: Monteiro, FONTE: Novais, 1998.

4 4 o o o o Segunda substância de nitrogênio (N) mais abundante na atmosfera. [N 2 O] = 325 ppb. τ =120 anos na troposfera (0-15 km). Responsável por 6% do efeito estufa. o Potencial de aquecimento 300 vezes superior ao do CO 2. o Fonte estratosférica de NO, substância destruidora de ozônio (99%) N 2 O + hν N 2 + O (λ< 300 nm) (1%) N 2 O + O( 1 D) 2NO NO + O 3 NO 2 + O 2 NO 2 + hν NO + O

5 5 22 % 6% 64 % 31 % 9% 5% 31 % 31 %

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8 Emissão de N 2 OemETE Fonte e Magnitude são relativamente desconhecidas; Está associada a muitos processos de tratamento de esgoto; Depende de parâmetros operacionais e condições ambientais; 8 O IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) indica como fator de emissão (FE) para N 2 OdeETEsovalor: 3,2 g N 2 O pessoa 1 ano 1 (Czepiel et al.,1995) Equivalente a 1,6 x 10 6 gn 2 OL 1 e 0,035% da carga de nitrogênio da ETE

9 9 Emissão global de N 2 O de ETE estimada para ,22 TgN ano 1 (Mosier et al 1999) 3,2% da emissão antropogênica total de N 2 O (6,9 TgN ano 1 ) 1,3% da emissão total de N 2 O (16,4 TgN ano 1 ) (IPCC,2001) Então, estimativa da emissões de gases do efeito estufa no manejo de esgoto contribui com 26%

10 10 Identificar o fator de emissão em diferentes ETEs em um país tropical; Identificar quais os fatores operacionais que contribuem para a produção e emissão de N 2 O; Comparar com o fator de emissão identificado na pesquisa de Czepiel et al. (1995) e considerada pelo IPCC.

11 11 Determinação direta do fluxo de N 2 O na interface ar-esgoto em superfícies sem turbulência do meio líquido FONTE: Brotto et al., 2010 Determinação da concentração de N 2 O nas bolhas de ar emanadas da superfície do esgoto em superfícies com turbulência FONTE: Brotto et al., 2010

12 Determinação da concentração de N 2 O no meio líquido (esgoto) 12 Medidas simultâneas de parâmetros como OD, ph, temperatura, salinidade, condutividade e sólidos totais dissolvidos. Análises de nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, nitrogênio total, DQO Sonda Multiparâmetro HANNA HI9828 Laboratório do Biogeoquímica Ambiental Geoquímica/UFF Laboratório do Departamento de Saneamento e Saúde Ambiental ENSP / FIOCRUZ. Frasco de polipropileno 500 ml

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14 ETE Processo de Tratamento Lodos ativados de aeração prolongada Lodos ativados de aeração intermitente Lodos ativados de aeração prolongada 14 Dados operacionais Objetivo Pesquisa Período Considerações 2500 usuários 70% de esgoto doméstico Vazão de 11Ls -1 Aeração por difusores Digestor de lodo aerado 2000 usuários 100% esgoto doméstico Vazão de 7 Ls -1 Aeração por difusores porosos; Digestor de lodo aerado 1,25 milhões de habitantes 100% de esgoto doméstico Vazão de 1500 litros/s; 4 tanques de aeraçao com 6 zonas cada; aeração com difusores de menbrana flexível Identificar magnitude e a unidade de maior emissão de N 2 O Comprovar a relação entre aeração, produção e emissão de N 2 O comprovar a relação entre a aeração e a emissão de N 2 O;verificar a variação da concentração de OD e relacioná-lo com o fluxo de N 2 O 10/2007 a 12/ a 28 de agosto de 2009 Início em dezembro de % de Remoção de DBO; feita medição de fluxo de N 2 O em cada unidade da ETE 1 hora aeração e 30 minutos sem aeração; 98,8% de Remoção de DBO; feita medição em cada unidade ETE só está sendo realizada medição no tanque de aeração 450 mil habitantes 100% de esgoto doméstico Vazão de 185 Ls -1 comprovar a relação entre a aeração e a emissão de N 2 O;verificar a variação da concentração de OD Lodos 4 ativados Aeração por tubos flexíveis e relacioná-lo com o fluxo de N 2 O Início em janeiro de 2010 Aeração feita por tubos flexíveis

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16 16 TABELA 1. Taxa de emissão (g N 2 O ano -1 ) medida por diferentes técnicas UNIDADE MÉTODO MÉDIA TAXA DE EMISSÃO FAIXA DE VARIAÇÃO N CONTRIBUIÇÃO (%) Reator Biológico Recirculação do Lodo Digestor de lodo FE 2,9 x 10 4 (0,06-7,8) x HS 1,7 x 10 3 (2,1-1,8) x FE 8,8 x 10 2 (5,1-12,4) x Elevatória de esgoto bruto Caixa de areia HS 4,4 x 10 2 (0,63-10,4) x Efluente HS 3,2 x 10 2 (1,8-4,5) x Decantador secundário CE 7,8 2,9-15,7 9 << 1 Técnicas : FE = Funil Emborcado; HS = Headspace; CE = Câmara Estática

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21 21 Fator de Emissão: MÉDIA IPCC

22 22 Durham (NH, EUA) (Czepiel et al, 1995) ETE 1 Instituição de Pesquisa no RJ ETE 2 Município Estado do RJ ETE 4 Municipio de Niterói 3,2 1,6 x ,035 % 13 9,0 x ,14% 8,8 8,0x ,10% 9,8 9,21x ,11% TA (90%), CA (5%), TL (5%) TA (90%), RL (5%), DL (3%), e EN-CA (1%), EF (1%) e DS (<<1%) Realizada somente no TA Realizada somente no TA TA = Tanque de aeração CA = Caixa de areia TL = Tanque de estocagem de lodo DL = Digestor de lodo EN = entrada de esgoto bruto RL = Recirculação de lodo DS = Decantador secundário EF = Efluente

23 Constatou-se que o Fator de Emissão de N 2 OémaiorqueodoIPCC; 23 Com base nos valores encontrados questiona-se quais são os fatores que contribuem para a produção e emissão do óxido nitroso? Na revisão da literatura identifica-se como os principais fatores operacionais que conduzem à emissão do N 2 Osão: baixa concentração de OD na nitrificação e na desnitrificação; aumento da concentração de nitrito tanto na nitrificação como na desnitrificação; baixa relação DQO/N na desnitrificação; Ainda há dúvidas quanto a fase em que ocorrem maiores produções de N 2 O, se na nitrificação ou na desnitrificação; Constatou-se que a turbulência acelera a transferência do meio liquido para o gasoso; Há, então, necessidade de controlar a taxa de aeração e pergunta-se, qual é a taxa de aeração que ao mesmo tempo possibilite manter a eficiência do tratamento de esgoto mas que possibilite uma menor emissão de N 2 O?

24 24 Controle de fatores operacionais como a taxa de aeração; concentração de OD; ph, temperatura e idade do lodo são fundamentais para ao mesmo tempo o tratamento biológico ser eficiente e diminuir a emissão do N 2 O; Operadores de ETE devem ser capacitados; Ainda há dúvidas quanto a fase em que ocorrem maiores produções de N 2 O, se na nitrificação ou na desnitrificação. ApesquisaépartedoprojetoPAPES/FIOCRUZ(CNPq) Fluxosdeóxidonitroso na interface ar-água em estações de tratamento de esgoto e pretende contribuir com a revisão dos valores propostos pelo IPCC.