I ESTUDO PRELIMINAR DA REMOÇÃO DE SÓLIDOS E TURBIDEZ POR DISPOSIÇÃO EM SOLO UTILIZANDO EFLUENTE PRÉ-TRATADO POR SISTEMAS ANAERÓBIOS

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1 I ESTUDO PRELIMINAR DA REMOÇÃO DE SÓLIDOS E TURBIDEZ POR DISPOSIÇÃO EM SOLO UTILIZANDO EFLUENTE PRÉ-TRATADO POR SISTEMAS ANAERÓBIOS Josette Lourdes de Sousa Melo (1) Engenheira Química, UFPE. Mestre em Química Analítica, UFPE. Doutora em Engenharia Ambiental, INSA, Toulouse/França. Professora Adjunto IV do DEQ e FOTOGRAFIA PPGEQ da UFRN. Chefe do Lab. Eng. Amb. do DEQ/UFRN. Tutora do PET/DEQ da UFRN. Pesquisadora do PROSAB/PRONEX/UFRN. Vice-chefe do DEQ/UFRN. NÃO Henio Normando de Souza Melo DISPONÍVEL Engenheiro Químico, UFPE. Mestre em Química Ambiental, UFPE. Doutor em Engenharia Ambiental, INSA, Tousouse/França. Professor Adjunto IV do DEQ e PPGEQ da UFRN. Vice-Chefe do Lab. Eng. Amb. do DEQ/UFRN. Coordenador do PROSAB /UFRN. Coordenador do PRONEX/UFRN. Manoel Lucas Filho Engenheiro Civil, UFRN. Doutor em Recursos Hídricos,UPM - Madri/Espanha. Professor Adjunto da UFRN. Coordenador do Mestrado em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do DEC/CT/UFRN. Membro do Grupo de Pesquisa do PROSAB (RN) - Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (FINEP/CNPq/CEF). Anita Maria de Lima Engenheira Química,Universidade Federal do Rio Grande do Norte.- UFRN. Bolsista de apoio técnico de nível superior pelo CNPq. Fabíola Dias Silva Engenheira Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte.- UFRN. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da UFRN. Endereço (1) : R. Maxaranguape, apto Tirol - Natal - RN - CEP Brasil - Tel: / / josette@eq.ufrn.br RESUMO A aplicação de efluentes tratados no solo tem sido bastante estudada, podendo ser considerado póstratamento, como também reuso. Neste último caso, esta tecnologia se torna mais importante, quando empregadas em locais carentes em recursos hídricos e de baixa pluviosidade, como por exemplo, a região nordeste do Brasil. A matéria sólida contida nos esgotos é uma das características físicas mais importantes, no tocante ao dimensionamento das estações de tratamento de esgotos, apesar de representar apenas 0,0% de toda a massa fluida do esgoto, o restante é, essencialmente água. A turbidez não é usada como forma de controle do esgoto bruto, mas pode ser medida para caracterizar a eficiência do tratamento secundário, uma vez que pode ser relacionada à concentração de sólidos em suspensão. Atualmente o tratamento dos esgotos domésticos e industriais, por disposição no solo, tem-se apresentado como uma importante alternativa de tratamento, seja como função de polimento de efluentes (pós tratamento), seja pela necessidade de reciclagem de recursos cada vez mais escassos, seja pela possibilidade de obtenção de subprodutos como alimentação animal ou carvão, seja pela importância da recarga do lençol freático e subterrâneo, ou pela adequação da qualidade da massa líquida antes que venha a atingir os corpos receptores de características incompatíveis com os respectivos efluentes. O presente trabalho teve como objetivo acompanhar a eficiência de remoção de turbidez e sólidos em um sistema de disposição no solo através de irrigação em tabuleiros inclinados utilizando-se gramíneas (Pennisetum Purpurem) como cobertura vegetal. A disposição controlada de efluente tratado, no solo, com a finalidade de remover sólidos e turbidez mostrou-se, em primeira avaliação, ser eficiente. Apresentando remoção de 3 e 62% para sólidos suspensos e 49 e 9% para turbidez, nos tabuleiros 3 e 4 respectivamente. PALAVRAS-CHAVE: Disposição em Solo, Sólidos Suspensos, Turbidez, Pós-tratamento, Sólidos Totais, Reuso. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 INTRODUÇÃO A aplicação de efluentes tratados no solo tem sido bastante estudado, podendo ser considerado póstratamento como também reuso. Neste último caso, esta tecnologia se torna mais importante, quando empregadas em locais carentes em recursos hídricos e de baixa pluviosidade como, por exemplo, a região nordeste do Brasil. No Rio Grande do Norte, o PROSAB - Programa de Pesquisa em Saneamento Básico, tem incluído dentro de suas linhas de ação, sistemas de disposição no solo. Atualmente o tratamento dos esgotos domésticos e industriais, por disposição no solo, tem-se apresentado como uma importante alternativa, seja como função de polimento de efluentes (pós tratamento), seja pela necessidade de reciclagem de recursos cada vez mais escassos, seja pela possibilidade de obtenção de subprodutos como alimentação animal ou carvão, seja pela importância da recarga do lençol freático e subterrâneo, ou pela adequação da qualidade da massa líquida antes que venha a atingir os corpos receptores de características incompatíveis com os respectivos efluentes. De acordo com Hammer (1979), o reuso da água é uma combinação de tratamento convencional e avançado, empregados para fazer com que a qualidade da água retorne quase que à sua condição original, promovendo, assim, a reciclagem da mesma. Embora não seja usada para abastecimento público, a água renovada pode ser usada em diversas aplicações agrícolas e industriais. A matéria sólida contida nos esgotos é uma das características físicas mais importantes, no tocante ao dimensionamento das estações de tratamento de esgotos, apesar de representar apenas 0,0% de toda a massa fluida do esgoto e o restante é, essencialmente, água. O teste de Sólidos Totais (ST) foi concebido para se interpretar, quantitativamente, a presença total de matéria que não seja água, em um despejo, seja na forma de substâncias dissolvidas, em forma coloidal ou em suspensão. Seu teor é obtido pela pesagem do resíduo da evaporação de uma amostra correspondendo pois a sua fase seca (aquecimento contínuo da amostra entre 103 a 10ºC). É pois o resíduo da desidratação da amostra.[braile,1979] Sólidos em Suspensão (SS) são todos os sólidos presentes na água residuária, exceto os solúveis e sólidos em fino estado coloidal. De um modo geral, pode ser definido como toda fração sólida que é retida em uma membrana com porosidade igual a 1 micron. Benn e McAuliffe(191), citam que a maioria das partículas suspensas é formada principalmente de microorganismos vivos ou mortos parcialmente provenientes das fezes ou de outros poluentes; muitos microorganismos podem multiplicar-se nos esgotos às custas das inúmeras espécies de substâncias orgânicas presentes. Sob este aspecto a quantificação dos sólidos suspensos torna-se relevante pois seus valores estão diretamente relacionados com a matéria orgânica presente no efluente. A turbidez não é usada como forma de controle do esgoto bruto, mas pode ser medida para caracterizar a eficiência do tratamento secundário, uma vez que pode ser relacionada à concentração de sólidos em suspensão.[jordão, 199] O tratamento por disposição no solo consiste na aplicação controlada de águas residuais à superfície do solo para atingir um grau desejado de tratamento através de processos de natureza física, química e biológica que tem lugar na matriz planta-solo-água. [Monte, 19] O solo, é mais do que um simples meio físico formado por substâncias minerais e orgânicas que, juntamente com a vegetação superior, a energia solar e a água, asseguram a continuidade de um dos ciclos mais importantes da natureza, que é a transformação da matéria orgânica disposta, em energia renovável. A medida que o esgoto penetra no solo é submetida a vários processos que são: filtração física, atividade biológica, adsorção, remoção de nutrientes. [Paganini, 1997] ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 DESCRIÇÃO DO SISTEMA ESTUDADO O sistema estudado é constituído de dois tabuleiros 3 e 4 com dimensões de 3,m x 10,0m, equivalendo a uma área útil de 3,0m 2, com declividades de 1% e 6% respectivamente, e funcionando como bacia de disposição controlada com escoamento sub-superficial, recebendo uma carga hidráulica contínua da ordem de 2,0 cm/dia (20 litros/m 2.dia), alimentados a partir de microtubo de mm de diâmetro para controlar a vazão. Os tabuleiros foram escavados até a profundidade de 60cm, forrados com lona preta de 0,02 mm, instalados dois drenos de fundo, sendo um localizado a,0m e outro a 10,0m da cabeceira, ambos com finalidade de promover a saída do efluente e tomada de amostras. Os tabuleiros recebem efluente previamente tratado por dois sistemas anaeróbios, sendo um decanto digestor seguido de filtros anaeróbios de fluxo ascendente e um reator UASB também de fluxo ascendente, como está apresentado na Figura 1. 9 EFLUENTE EFLU ENTE TRATADO F4 AFLUENTE LEGENDA 1 Decanto Digestor - Câmara 1 2 Decanto Digestor - Câmara 2 F3 F2 F Filtro Anaeróbio Ascendente 4 Filtro Anaeróbio Descendente - Tijolo Cerâmico Filtro Anaeróbio Descendente - Brita Comercial 6 Filtro Anaeróbio Descendente - Seixo Rolado nº 4 7 Filtro Anaeróbio Descendente - Brita nº 4 Tanque de efluente tratado dos filtros descendentes 9 BIOFIBER T1 T2 T1 Tabuleiro 1 - Escoamento através de sulcos T2 Tabuleiro 2 - Escoamento Superficial T3 T3 T4 Tabuleiros 3 e 4 - Irrigação sub-superficial T4 T T Tabuleiro - Irrigação localizada Figura 1: Detalhe esquemático do sistema. MATERIAIS E MÉTODOS Para compor este trabalho foram analisadas os parâmetros turbidez, sólidos totais e suspensos em amostras afluentes e efluentes dos tabuleiros 3 e 4, com frequência semanal, durante o período de junho de 199 a março A metodologia empregada foi a preconizadas no Standard Methods for Examination of Water and Wastewater - 19 a edição (199). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Os valores médios encontrados durante o período estudado estão apresentados nas figuras abaixo. Na Figura 2, pode-se observar, a ocorrência de uma maior remoção da matéria sólida suspensa total, principalmente no tabuleiro 4, que possui maior inclinação (6%) em relação ao tabuleiro 3 (1%), indicando, assim, que o processo de filtração física neste tabuleiro foi mais eficiente. 30 Sólidos Suspensos Totais - SST mg/l Figura 2: Avaliação da remoção de sólidos suspensos totais nos tabuleiros 3 e 4. Com relação as partículas mais grosseiras, o sistema, inicialmente, não mostrou-se eficaz, conforme pode ser verificada, para o tabuleiro 3, na Figura 3. No entanto o tabuleiro 4 apresentou uma melhor performance comparado ao tabuleiro A. Observa-se, portanto, a influência direta da inclinação no processo de filtração pelo solo. Sólidos Totais - ST - mg/l Figura 3: Avaliação da remoção de sólidos totais nos tabuleiros 3 e 4. A figuras 4 indica que houve uma boa eficiência na remoção da turbidez, em ambos os tabuleiros, 3 e 4, estando, assim, coerente com a remoção dos sólidos suspensos totais. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Unidades Nefelométricas de Turbidez - NTU Figura 4: Avaliação da remoção da turbidez nos tabuleiros 3 e 4. CONCLUSÕES A disposição controlada de efluente tratado, no solo com a finalidade de remover sólidos e turbidez mostrouse, em primeira avaliação, ser eficiente. Apresentando remoção de 3 e 62% para sólidos suspensos e 49 e 9% para turbidez, nos tabuleiros 3 e 4 respectivamente. O sistema solo-planta promoveu uma filtração e retenção da matéria sólida suspensa, na qual reside grande parte da matéria orgânica biodegradável, propiciando dessa forma um polimento do efluente pré-tratado. A remoção para sólidos totais foi inexistente, devido, possivelmente, ao valor da taxa de aplicação do efluente nos módulos (20 litros/m 2.dia) que, não possibilita um maior tempo de contato entre o efluente e o substrato. Entretanto, ajustes na vazão afluente poderão favorecer uma melhoria nos índices ora apresentados. Outro fator a ser analisado é a granulometria do solo, composto basicamente de areia franca, que impossibilita a filtração total dessas partículas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA (199). Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 th edition. New York American Public Health Association. 2. BENN, F. R. E McAULIFFE, C. A. Química e Poluição. Tradução de Luiz Roberto Moraes Pitombo e Sérgio Massaro. - Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos; São Paulo: Ed. da Universidade de São Paulo, BRAILE, P.M. Manual de tratamento de águas residuárias industriais por Pedro Marcio Braile e José Eduardo W. ª Cavalcanti. São Paulo, CETESB, CHERNICHARO, C. A. L. Reatores anaeróbios / Carlos Augusto Lemos Chernicharo. - Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG, HAMMER, M. J. Sistemas de abastecimento de água e esgotos/ Mark J. Hammer; tradução de Sergio A. S. Almeida. - Rio de Janeiro: Livros técnicos e científicos JORDÃO, E. P. Tratamento de esgotos domésticos / Eduardo Pacheco Jordão, Constantino Arruda Pessôa. - 3.ed. - Rio de Janeiro: ABES, p. 7. MONTE, M. H. M. Tratamento e destino final de águas residuais municipais e industriais no solo, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Lisboa 19.. PAGANINI, W. S. Disposição de esgotos no solo: (escoamento à superfície) / Wanderley da Silva Paganini. - São Paulo: Fundo Editorial da AESA BESP Von SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos/ Marcos von Sperling. - 2.ed. - Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental