CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DE ETE DE ABATEDOURO VISANDO O REÚSO

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1 UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL Anelise Sertoli Lopes Gil CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DE ETE DE ABATEDOURO VISANDO O REÚSO Passo Fundo, 2010

2 Anelise Sertoli Lopes Gil CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE DE ETE DE ABATEDOURO VISANDO O REÚSO Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia Ambiental como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Engenheira Ambiental. Orientadora: MSc. Simone Fiori Passo Fundo 2010.

3 2 Agradecimentos Agradeço a Deus por conseguir alcançar este sonho, me formar Engenheira. À minha orientadora Simone Fiori pela dedicação e empenho na melhoria do trabalho. Aos meus professores pelas orientações dadas e pelo conhecimento técnico e, principalmente, de vida, transmitidos ao longo do curso. Aos meus amigos queridos por estarem sempre ao meu lado. Ao abatedouro que gentilmente forneceu o efluente. E acima de tudo à minha família, pelo amor incondicional, pelo apoio constante, e pela paciência sem fim.

4 3 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: Curvas médias de variação dos parâmetros de qualidade da água Figura 2: Distribuição do consumo de água em abatedouros Figura 3: Consumo de água em abatedouros e frigoríficos Figura 4: Fluxograma com o ciclo do Nitrogênio Figura 5: Pontos de coleta Figura 6: Região Hidrográfica da Bacia do Uruguai Figura 7: Gráfico do percentual estimado para as demandas hídricas superficiais anuais, Bacia Hidrográfica do Rio Passo Fundo Figura 8: Fluxograma da ETE Figura 9: Fluxograma fotográfico da ETE Figura 10: Amostras coletadas Figura 11: Temperaturas diárias Figura 12: Esquema Calha Parshall Figura 13: Valores de vazão nos pontos de coleta Figura 14: Valores de ph nos pontos de coleta Figura 15: Concentrações obtidas para DQO Figura 16: Concentrações obtidas para DBO Figura 17: Resultados obtidos para Fósforo Total Figura 18: Resultados obtidos para Nitrogênio Total Figura 19: Resultados obtidos para Sólidos Sedimentáveis Figura 20: Resultados obtidos em Sólidos em Suspensão Figura 21: Resultados obtidos para óleo e Graxas Figura 22: Resultados obtidos para Surfactantes Figura 23: Concentrações obtidas para turbidez Figura 24: Temperatura do efluente e Temperatura do ambiente no horário de coleta Figura 25: Pocilgas do Abatedouro... 68

5 4 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Classificação das águas doces segundo Resolução CONAMA nº 357/ Tabela 2: Parâmetros a serem monitorados para as águas superficiais Tabela 3: Parâmetros a serem monitorados nas águas superficiais Tabela 4: Pesos correspondentes dos parâmetros de qualidade de água Tabela 5: Classificação da qualidade da água segundo IQA Tabela 6: Valores típicos de consumo de águas em abatedouros Tabela 7: Resultados obtidos para Coliformes termotolerantes Tabela 8: Resultados obtidos nas análises realizadas comparadas com a legislação... 66

6 5 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Sugestões e Orientações para Reúso Industrial de água nos Estados Unidos Quadro 2: Padrões de lançamento de efluente para Reúso Industrial nos Estados Unidos. 16 Quadro 3: Índices de qualidade utilizados pela CETESB Quadro 4: Valores diários de precipitações pluviométricas Quadro 5: Dimensões padronizadas de medidores Parshall e valores limites de vazão... 57

7 6 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos DESENVOLVIMENTO REVISÃO BILBIOGRÁFICA Reúso dos Recursos Hídricos Alguns casos do reúso dos Recursos Hídricos Legislação dos Recursos Hídricos CONAMA nº 357 de 17 de março de CONSEMA nº 128 de 17 de RESOLUÇÃO CNRH nº 54/ Índices de qualidade da água Atividade de abadetouros Tratamento para efluentes de abatedouros Características ETE abatedouros Parâmetros qualitativos de efluentes Parâmetros físicos Parâmetros químicos Parâmetros biológicos MATERIAIS E MÉTODOS Área de estudo Equipamentos da ETE Efluente coletado e pontos de coleta Análise das amostras coletadas Índice pluviométrico do período Delineamento experimental Aplicação da água de reúso RESULTADOS E DISCUSSÕES Caracterização do processo de abate... 49

8 Caracterização da ETE Caracterização dos equipamentos Índice pluviométrico Parâmetros obtidos Aplicação de reúso CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 72

9 8 RESUMO O consumo de água potável pela indústria é grande, no entanto este segmento necessita dela para a sua atividade produtiva. A grande maioria das indústrias possui estações de tratamento de águas residuárias, sendo que estes efluentes depois de tratados são liberados em nossos rios. Entretanto, poderiam ser reaproveitados de alguma forma nos processos industriais e gerar uma economia no uso dos recursos hídricos. Esta pesquisa tem por objetivos caracterizar o efluente da ETE de um abatedouro para verificação de alternativas de reúso local. Visando preservar os recursos hídricos e a água tratada para fins mais nobres, minimizando os impactos ambientais. Para definição dos pontos de coletas das amostras foi realizado a caracterização da ETE, após estudo foram definidos os cinco pontos de coleta. Foram realizadas três coletas em diferentes estações climáticas do ano, com amostragens compostas em cada ponto, para melhor representatividade do efluente, avaliando os seguintes parâmetros: Potencial Hidrogeniônico (ph), Fósforo Total (FT), Nitrogênio Total (NT), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO 5 ), Sólidos em Suspensão Totais (SS), Sólidos Sedimentáveis (SSed), Óleos e Graxas e Coliformes Termotolerantes, para realização das análises foi seguida a metodologia descrita por APHA (1999). Também foram realizadas medições de vazões nos pontos de coletas através de Calha Parshall ou através do método mecânico da relação volume/tempo. Os resultados obtidos dos parâmetros analisados foram confrontados com a Licença de Operação da empresa baseada na CONSEMA128/06 e na CONAMA 357/05. Para ser reutilizado o efluente tratado, o padrão de qualidade deve atender a finalidade proposta, a água de reúso obtida nas análises realizadas poderá ser classificada pela CONAMA 357/05 como Classe 3, conforme Art. 4º inciso IV, ou seja, de contato secundário, devido à obrigatoriedade do uso de EPI s pelos funcionários desta seção do abatedouro. Sendo assim, seria altamente recomendável o reúso do efluente tratado, para lavagem das primeiras pocilgas do abatedouro, o que geraria uma economia de água potável, diminuição dos impactos ambientais e conservação dos recursos. PALAVRAS CHAVES: reúso, abatedouro, efluente

10 9 1 INTRODUÇÃO O reúso de água encontra no Brasil, uma gama significativa de aplicações potenciais. O uso de efluentes tratados na agricultura e nas áreas urbanas, para fins não potáveis, no atendimento da demanda industrial e na recarga artificial de aqüíferos, se constitui em instrumento poderoso para restaurar o equilíbrio entre oferta e demanda de água em diversas regiões brasileiras. Cabe, entretanto, institucionalizar, regulamentar e promover o reúso de água no país, fazendo com que a prática se desenvolva de acordo com princípios técnicos adequados, seja economicamente viável, socialmente aceita, e segura, em termos de preservação ambiental (HESPANHOL, 2003). O consumo de água potável pela indústria e pela agricultura é grande. Sabe-se que a água é um recurso que deve ser preservado, no entanto estes dois segmentos necessitam dela para a sua atividade produtiva. A maioria das indústrias possui estações de tratamento de águas residuárias, sendo que estes efluentes depois de tratados são liberados em nossos rios. No entanto, eles poderiam ser reaproveitados de alguma forma nos processos industriais e gerar uma economia no uso dos recursos hídricos. As estações de tratamento de esgoto dos serviços de saneamento nos municípios também liberam uma grande quantidade de efluente proveniente do tratamento do esgoto doméstico, que poderia ser reutilizada de alguma forma, como por exemplo, na agricultura, no ajardinamento, em equipamentos, e na recarga de aqüíferos, entre outros (BRAGA, 2002). Além dos problemas relacionados com a água como escassez, estiagens e cheias, há também aqueles relacionados à qualidade da água. Os efeitos resultantes da introdução de poluentes no meio aquático dependem da natureza do poluente introduzido, do caminho que esse poluente percorre no meio e do uso que se faz do corpo de água. Os poluentes podem ser introduzidos no meio aquático de maneira pontual ou difusa segundo Braga (2002). Os esgotos domésticos e os industriais se caracterizam como fontes pontuais, localizadas e bem identificadas, responsáveis por significativa depleção do oxigênio nos cursos d água, e contribuição dos sólidos, organismos coliformes e patogênicos, nutrientes, e no caso dos esgotos industriais em particular, ainda a contribuição de metais e de diversas substâncias (JORDÃO e PESSÔA, 1995). Os efluentes industriais são extremamente diversos e provém de qualquer utilização da água para fins industriais. As águas residuárias industriais adquirem características

11 10 próprias em função do processo industrial empregado. Assim sendo, cada indústria deverá ser considerada separadamente, uma vez que seus efluentes diferem até mesmo em processos industriais similares. Devido à necessidade de conservação dos recursos hídricos, torna-se de extrema importância o desenvolvimento de estudos que visem o reúso planejado dos efluentes resultantes do tratamento do efluente industrial, como forma de reduzir o consumo de água potável em atividades que não necessitam desse tipo de água, gerando uma redução na pressão de uso dos mananciais de boa qualidade. Desta forma, neste projeto pretende analisar o efluente da Estação de Tratamento de Esgoto - ETE de um abatedouro e confrontar os resultados obtidos aos padrões exigidos na legislação, sugerindo aplicações de reúso do efluente no próprio abatedouro. Poderão ser propostas alternativas de póstratamento do efluente na ETE existente, caso o mesmo não atinja os padrões requeridos para a finalidade de cada reúso proposto. 1.1 JUSTIFICATIVA A limitação de reservas de água doce no planeta, o aumento da demanda de água para atender, principalmente, o consumo humano, agrícola e industrial, a prioridade de utilização dos recursos hídricos disponíveis para abastecimento público e as restrições que vem sendo impostas em relação ao lançamento de efluente no meio ambiente, torna necessária a adoção de estratégias que visem racionalizar a utilização dos recursos hídricos e mitigar os impactos negativos relativos à geração de efluentes pelas indústrias. Além disso, a heterogeneidade da destruição dos recursos hídricos e das populações de diversas regiões do planeta, e, mesmo no Brasil, faz com que seja cada vez mais difícil o abastecimento de algumas regiões, principalmente as metropolitanas, tendo por conseqüência aumentos gradativos dos custos de fornecimento de água (FIESP, 2010). A tecnologia do reuso/reciclo acoplada com a regeneração da água surge como um esforço de engenharia ambiental, buscando uma solução para a utilização mínima de água em um processo produtivo e a máxima proteção ambiental com o menor custo possível. Constituindo uma maneira inteligente de se poder ampliar o número de usurários de um sistema de abastecimento, sem a necessidade de grandes investimentos na ampliação ou a instalação de novos sistemas de abastecimento de água (MACHADO, 2003).

12 11 Neste contexto a empresa em estudo pretende introduzir novas práticas de planejamento estratégico com o uso eficiente e o reúso da água. A água de reúso tratada é produzida dentro da Estação de Tratamento de Efluente e pode ser utilizada para inúmeros fins, como geração de energia, refrigeração de equipamentos, em diversos processos industriais, para lavagem das calçadas, na irrigação/rega de áreas verdes ou lavagem de veículos na indústria. 1.2 OBJETIVOS Objetivo Geral Caracterizar o efluente da ETE de um abatedouro para verificação de alternativas de reúso local. Visando preservar os recursos hídricos e a água tratada para fins mais nobres, minimizando os impactos ambientais Objetivos Específicos Os objetivos específicos são: Caracterizar a Estação de tratamento de efluentes (ETE). Caracterizar o efluente da ETE, em diferentes períodos no decorrer do ano. Avaliar a influência da variação de temperatura em relação aos parâmetros analisados. Comparar com os padrões de qualidade de reúso para cada fim proposto. Sugerir aplicações de reúso do efluente dentro da empresa.

13 12 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 REVISÃO BILBIOGRÁFICA A história da água esta diretamente relacionada ao crescimento da população humana, ao grau de urbanização e aos usos múltiplos que afetam a sua quantidade e qualidade. A quantidade total de água na Terra é de milhões de Km 3, sendo que esse volume tem permanecido constante durante os últimos 500 milhões de anos. Este é divido em águas subterrâneas (lençóis freáticos e aqüíferos), superficiais (oceanos, rios, lagos e represas), congeladas (calotas polares e geleiras), e dispersas na atmosfera na umidade do ar (BÁRBARA, 2006 apud SANTOS, 2009). Esse volume encontra-se distribuído nos diferentes reservatórios de água da Terra, onde 97,5% referem-se aos oceanos e mares e somente 2,5% são de água doce. A maior parcela dessa água doce, 68,9% forma as calotas polares, as geleiras e neves eternas que cobrem os cumes das montanhas mais altas da terra. Dos percentuais restantes, 29,9% constituem as águas subterrâneas doces, estando incluída a umidade dos solos, cerca de 0,9% representam as águas do pântano e apenas 0,3% compõem as águas dos rios e lagos, parcela mais facilmente aproveitada para atender as demandas e necessidades sociais e econômicas da humanidade nos diferentes usos (SHIKLOMANOV, 1990 apud LIMA 2001). Os últimos relatórios do Instituto Mundial de Recursos do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente apontam para a redução do volume disponível e para os efeitos dos usos múltiplos com uma crise dando início aos conflitos pelo uso da água. O fato da distribuição da água mundial ser desigual contribui e muito para a preocupação com os nossos recursos hídricos. (TUNDISI, 2003). De acordo com o mesmo autor, outro fator que agrava a situação dos recursos hídricos no mundo são as interferências antrópicas sobre o ciclo hidrológico o que pode diminuir a vazão de água e alguns países em até 70%. As principais atividades humanas que podemos citar que interferem no ciclo hidrológico são: construção de reservatórios, uso excessivo de águas subterrâneas e a importação e transposição da água entre bacias hidrográficas. O consumo de água nas atividades humanas varia muito entre diversas regiões e países, os vários usos múltiplos da água e as permanentes necessidades da água frente às grandes demandas industriais e agrícolas tem gerado permanente pressão sobre

14 13 este bem, que é finito. No início da década de 1960 houve considerável acréscimo no uso da água na agricultura, principalmente para irrigação e também em outras atividades, como na produção de suínos e aves e dessedentação de animais. Os usos múltiplos da água incluem além da irrigação e da utilização doméstica, a navegação, a indústria, a mineração, o esgotamento sanitário, a geração de energia, a pesca e a recreação e o turismo Reúso dos Recursos Hídricos A água foi por muito tempo considerado pela humanidade como recurso inesgotável, não faltam exemplos de escassez de água doce, observada pelo abaixamento do nível dos lençóis freáticos, o encolhimento dos lagos, a secagem dos pântanos. Por outro lado cresce em todo mundo a preocupação com o uso racional, da necessidade do controle de perdas e desperdícios e do reúso da água. Incluindo a utilização de esgotos sanitários para diversos fins: reúso da água proporcionando alívio na demanda e preservação de oferta de água para usos múltiplos, reciclagem de nutrientes, significando economia na produção de fertilizantes e ração animal e principalmente a redução no lançamento de esgotos em corpos receptores (VON SPERLING, 2005; BLUM, 2003). A reutilização ou reúso de água não é um conceito novo e tem sido praticado em todo o mundo há muitos anos. Existem relatos de sua prática na Grécia Antiga, com a disposição de esgotos e sua utilização na irrigação. No entanto, a demanda crescente por água tem feito do reúso planejado da água um tema atual e de grande importância, devendo-se considerar o reúso de água como parte de uma atividade mais abrangente que é o uso racional ou eficiente da água, o qual compreende também o controle de perdas e desperdícios, e a minimização da produção de efluentes e do consumo de água. Dentro dessa ótica, o esgoto tratado tem um papel fundamental no planejamento e na gestão sustentável dos recursos hídricos como um substituto para o uso de águas destinadas a fins agrícolas, irrigação entre outros, pois ao liberar as fontes de água de boa qualidade para abastecimento público e outros usos prioritários, o reúso de esgoto contribui para a conservação dos recursos e acrescenta uma dimensão econômica ao planejamento dos recursos hídricos (BLUM, 2003). De acordo com Filho e Mancuso (2003) inserida nesse contexto, está a necessidade de implantação do sistema de reúso da água, que pode ocorrer espontaneamente na

15 14 natureza, no ciclo hidrológico, ou através de ações humanas, podendo ser planejadas ou não. A técnica do reúso planejado consiste em se utilizar a água mais de uma vez, reaproveitando-a para o mesmo ou outro determinado fim após ter passado por um tratamento. Conforme, este mesmo autor, o reúso pode ser: - Indireto não planejado: ocorre quando a água, utilizada em alguma atividade humana, é descarregada no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua forma diluída, de maneira não intencional e não, estando sujeita às ações naturais do ciclo hidrológico; - Indireto planejado: ocorre quando os efluentes depois de tratados são descarregados de forma planejada nos corpos de águas superficiais ou subterrâneas, para serem utilizados a jusante, de maneira controlada, no atendimento de algum uso benéfico; - Direto planejado: ocorre quando os efluentes, depois de tratados, são encaminhados diretamente de seu ponto de descarga até o local do reúso, não sendo descarregados no meio ambiente; - Reciclagem da água: é o reúso interno da água em determinado processo, antes de sua descarga em um sistema geral de tratamento ou local de disposição. De acordo com Asano (1998), a água de reúso proveniente das Estações de Tratamento, onde o esgoto doméstico e industrial pode passar por inúmeros processos de tratamento, pode ser destinada as mais diversas utilidades, entre os quais cita: - Irrigação paisagística: parques, cemitérios, faixas de domínio de auto-estradas, campus universitários, cinturões verdes, gramados residenciais, limpeza de monumentos; - Irrigação na agricultura: plantio de forrageiras, plantas fibrosas e de grãos, plantas alimentícias, viveiros de plantas ornamentais, proteção contra geadas; - Usos industriais: refrigeração, alimentação de caldeiras, água de processamento, lavagens de peças e tanques, geração de energia; - Recarga de aqüíferos: para controle de intrusão marinha, controle de recalques de subsolo; - Usos urbanos não potáveis: irrigação paisagística, combate ao fogo, descarga de vasos sanitários, desobstrução de rede de esgotos, sistemas de ar condicionado, lavagem de veículos, lavagem de ruas e pontos de ônibus, etc.; - Finalidades ambientais: aumento de vazão em cursos de água, aplicação em pântanos, terras alagadas, indústrias de pesca; - Usos diversos: aqüicultura, construções civis, controle de intrusão marinha, controle de água para uso de animais e controle de poeira.

16 15 Também, podem servir como água de reúso as águas salobras, que são de segunda qualidade e não tão salgadas quanto à do mar, assim como águas de drenagem agrícola. É muito importante ressaltar que, para a utilização efetiva do reúso são necessárias medidas como: avaliação dos sistemas de tratamento, definição dos critérios de uso, planejamento e monitoramento adequados, qualidade resultante da água e controle dos impactos e benefícios ambientais decorrentes da prática. A agricultura é um setor onde o reúso precisa ser aplicado com urgência, pois 80% da água consumida no mundo são usadas nesse setor e no Brasil essa porcentagem é de 70% para a irrigação. O efluente tratado pode ser usado em determinadas culturas e também a adoção de métodos como o processo de sulcos, favorecem a conservação da água potável (ASANO, 1998). O Quadro 1 apresenta alguns padrões de Qualidade da água e tratamentos para reúso na indústria em alguns Estados (1) dos Estados Unidos, segundo USEPA (2004). Quadro 1: Sugestões e Orientações para Reúso Industrial de água nos Estados Unidos. Reúso industrial Arrefecimento (resfriamento) Recirculação em torres de resfriamento Tratamento Secundário Desinfecção Secundário Desinfecção (coagulação química e filtração) Fonte: Adaptado CHAPTER, Qualidade da água ph = 6-9 DBO 30 mg/l TSS 30 mg/l Coliformes fecais/100 ml 200 Cl 2-1 mg/l ph = 6-9 DBO 30 mg/l TSS 30 mg/l Coliformes fecais/100 ml 200 Cl 2-1 mg/l Monitoramento da água ph - semanal DBO - semanal TSS - diário Coliformesdiário Cl 2 - residual contínua ph - semanal DBO - semanal TSS - diário Coliformesdiário Cl 2 - residual contínua. Distâncias 90 m para as áreas de acesso ao público 90 m para as áreas de acesso ao público. Podem ser reduzidos ou eliminados, se alto nível de desinfecção é fornecido Comentários Ventos fortes não deve atingir áreas de acesso ao público. Ventos fortes não deve atingir áreas de acesso ao público. O tratamento adicional é usado para evitar corrosão, incrustações crescimentos biológicos, e formação de espuma. O Quadro 2 apresenta alguns padrões de lançamento de efluente para reúso na indústria em alguns Estados (1) dos Estados Unidos, segundo USEPA (2004).

17 16 Quadro 2: Padrões de lançamento de efluente para Reúso Industrial nos Estados Unidos Arizona Califórnia Flórida Hawaii Texas Washington Tratamento Tratamento NR (2) Oxidação e Secundário Oxidação e Oxidação e NS Desinfecção e Desinfecção Desinfecção Desinfecção DBO 5 NR NS (3) 20 mg/l NS 20 mg/l NS TSS NR NS 20 mg/l NS -- NS Turbidez NR NS NS NS 3 NTU NS Coliformes NR Total Fecal Fecal Fecal Total 200/ /100 ml 23/100 ml ml (Avg) (Avg) (Avg) 23/100 ml (Avg) 240/100 ml (Máx. de 30 dias) 800/100 ml (Máx.) 200/100 ml (Máx.) 800/100 ml (Avg) 23/100 ml (Avg) 240/100 ml (Avg) (1) Todos os requisitos de estado são valores mínimos, poderá ser necessário tratamento adicional em função da exposição pública. (2) NR - não regulamentação por parte do Estado (3) NS - não especificado pela legislação estadual Fonte: Adaptado CHAPTER, Alguns casos do reúso dos Recursos Hídricos A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) já trabalha há algum tempo com água de reúso. Desde a década de 80, essa água tem sido usada para a limpeza de equipamentos e manutenção de áreas nas instalações. Essa utilização funciona de acordo com o Programa da Organização das Nações Unidas para o Meio Ambiente e pela Organização Mundial da Saúde que elaboraram uma estratégia global para a administração da qualidade da água, baseada nos seguintes princípios: proteção da saúde pública, manutenção da integridade dos ecossistemas e uso sustentado da água. Um dos principais atrativos que a Sabesp tem colocado não é relativo a custos, mas em relação às questões de sustentabilidade do negócio. Recentemente, a unidade de tratamento de esgotos recebeu a certificação ISO 9001, pois a empresa garante controle e procedimentos estabelecidos para freqüências de análises para atingir a qualidade adequada. A Sabesp faz o reúso na região metropolitana, para as grandes indústrias, fornecendo uma água, com qualidade, liberando a água potável para o uso humano. As principais indústrias que possibilitam a utilização da água de reúso são as de produtos de carvão, petróleo, produção

18 17 primária de metais, curtumes, indústrias têxteis, químicas e de papel celulose (CAPRILLES, 2008). De acordo com o mesmo autor, outro projeto promovido pela Sabesp consiste numa parceria com a prefeitura de Barueri para a criação de um pólo industrial na cidade, próximo a maior estação de tratamento de esgotos de Barueri. Também está em andamento negociações para fornecimento de água de reúso com o pólo petroquímico de Capuava, que possui uma demanda alta de água. O Aeroporto Internacional de Guarulhos representa efetivamente um grande projeto de técnica de reúso, já que não recebe água da rede pública. Para tanto, usa-se de recarga artificial de lençol freático, assim como processa efluentes em um sistema biológico de tratamento, cujo produto final é reutilizado em suas dependências. Com o objetivo de implantar medidas para racionalizar a utilização da água, a cidade de São Paulo lançou um programa de reutilização da água, o Água de Reúso, que irá ajudar a reduzir a necessidade de racionamento. A meta é tentar evitar o rodízio de água na capital e na região metropolitana, com uma redução total de consumo de 20%. A região Sudeste abriga a maior parcela da população brasileira, é a mais industrializada destacando-se a cidade de São Paulo por seus programas de reúso de efluentes já colocados em prática. Em São Paulo aproximadamente 21,6 mil metros cúbicos de água potável são utilizados para a limpeza das ruas após as feiras livres semanais da cidade, uma quantidade de água que poderia abastecer em torno de residências. O sistema de reúso, que começou a ser desenvolvido há dois anos, poderá proporcionar grande economia para São Paulo e amenizar o impacto de racionamento (PINHO et al, 2008). Outro caso que utilizam água de reúso é o do Parque de diversões Hopi Hari, em São Paulo, o qual possui dois poços profundos de água que servem para o abastecimento do parque, com uma vazão média de 60 (m 3 /h). Todo esse processo é automatizado e o esgoto tratado, já denominado água de reúso, é bombeado para um reservatório o ponto mais alto do parque, sendo essa água utilizada para fins sanitários e de irrigação dos jardins e o reúso em agricultura irrigada de cultivos anuais, como milho e girassol, hidroponia em flores e irrigação de pastagens para produção de feno (CAPRILLES, 2008). Outras experiências nacionais têm destaque na prática do reúso, como a aplicação sistemática de efluentes, que recebem tratamento primário, na região do Seridó, no Rio Grande do Norte, para irrigação de capineiras nas vizinhanças da área urbana, com maior destaque às sedes municipais de Santa Cruz, Campo Redondo, Caicó, Currais Novos, Goianinha, Eduardo Gomes e Parelhas (GUIDOLIN, 2000).

19 18 Outras experiências nacionais, no estado do Paraná, estudos apontam para as várias possibilidades de reúso dos efluentes gerados nas ETEs das bacias do Alto Iguaçu e Alto Ribeira, entre elas destacam-se o resfriamento industrial, irrigação agrícola e piscicultura (PINHO et al, 2008). Desde 1974, o governo do estado do Rio Grande do Sul vem realizando o controle da poluição das indústrias através de seus órgãos ambientais FEPAM (Fundação Estadual de Proteção Ambiental) e SEMA (Secretaria Estadual do Meio Ambiente). No ano de 2004 a FEPAM realizou uma pesquisa junto de 110 indústrias que realizam o reúso de água, a partir dessa pesquisa foi realizado um diagnóstico preliminar das conseqüências ambientais da adoção dessas práticas. As empresas representam diferentes tipologias como: indústrias de papel, couro, móveis e artefatos de madeira, químicas e metalúrgicas e se localizam em diferentes bacias hidrográficas. Foram verificadas que todas as indústrias pesquisadas utilizam com sucesso a prática do reúso. Os fatores que levaram as indústrias a utilizar esta prática são basicamente os mesmos: diminuição na quantidade de água aduzida, diminuição no lançamento de efluentes líquidos, redução de custos, utilização de práticas que agregam valor ao produto, melhoria da imagem da empresa perante a sociedade. Concluiu-se ainda que a quantidade de efluente que esta deixando de ser lançado nos corpos hídricos do Estado por estas empresas estudadas, equivale à necessidade diária para abastecer uma população maior do que a do município de Porto Alegre (PAZ e RIBAS, 2007) Legislação dos Recursos Hídricos O Brasil vem produzindo, desde o início do século passado, legislações e políticas que buscam paulatinamente consolidar uma forma de valorização de seus recursos hídricos. Somente a partir da década de 1980, com a criação da Lei Federal n 6.938/1981 a qual dispõe a Política Nacional do Meio Ambiente e, do Art. 225 da Constituição Federal de 1988 que define o meio ambiente como um bem de uso comum que deve ser preservado para as futuras gerações, a água passou a ser compreendida como um bem finito indispensável à qualidade de vida (OLIVEIRA, 2004; BRASIL, 1988).

20 19 A gestão das águas no Brasil passou por um período de grandes avanços desde o final da década de 80, em 1997 com a Lei 9.433, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos e a criação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos - SINGREH deu-se ênfase ao uso sustentável da água. Com a criação da Agência Nacional das Águas ANA, Lei 9.984/2000, diretamente vinculada ao Ministério de Meio Ambiente, possuindo autonomia administrativa e financeira, responsável pelas implementações dos instrumentos de ação para controle e regulação do uso dos recursos e do lançamento de poluentes que afetam o meio ambiente. Esta lei é fundamentada em alguns princípios básicos, tais como: adoção da bacia hidrográfica como unidade de planejamento; garantia do uso múltiplo dos recursos hídricos; reconhecimento da água como um recurso finito, vulnerável e um bem de valor econômico, instituindo, assim, a cobrança pelo seu uso e previsão de uma gestão descentralizada e participativa, com o deslocamento do poder de decisão para os níveis hierárquicos locais e regionais do governo, e a participação dos usuários, da sociedade civil organizada, das ONG s e outros agentes através dos comitês de bacia (BRASIL, 2000) CONAMA nº 357 de 17 de março de 2005 A Resolução nº 357 de 17 de março de 2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) dispõe sobre a classificação dos corpos hídricos e dá diretrizes ambientais para o seu enquadramento, como também, estabelece as condições e padrões tanto para estes corpos d água quanto para o lançamento de efluentes (CONAMA, 2005). Essas diretrizes estão baseadas em padrões de qualidade de água relacionadas aos usos preponderantes do corpo hídrico, os quais estabelecem limites individuais para cada substância em cada classe. Desta forma, o enquadramento dos cursos d água objetiva adequar os usos restritivos, atuais e pretendidos a um nível de qualidade desejado, de tal forma que os compatibilize as atividades antrópicas, com a manutenção do equilíbrio ecológico aquático (SANTOS, 2009). Nesse sentido, segundo o Art. 4º, 5º e 6º desta resolução as águas doces, salobras e salinas são classificadas em: classe especial, classe 1, classe 2 ou classe 3, de acordo com a qualidade requerida para seus usos preponderantes (CONAMA, 2005). A Tabela 1 apresenta a classificação das águas doces segundo a Resolução do CONAMA nº 357/05.

21 20 Tabela 1: Classificação das águas doces segundo Resolução CONAMA nº 357/05. Classes Classe especial Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Usos a) abastecimento para consumo humano, com desinfecção; b) preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas. c) preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral. a) abastecimento doméstico após tratamento simplificado; b) proteção das comunidades aquáticas; c) recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho); d) irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película. e) proteção das comunidades aquáticas em terras Indígenas. a) abastecimento doméstico, após tratamento convencional; b) proteção das comunidades aquáticas; c) recreação de contato primário (esqui aquático, natação e mergulho); d) irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e) aqüicultura e atividade de pesca. a) abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; b) irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; c) pesca amadora; d) recreação de contato secundário; e) dessedentação de animais. a) navegação; b) harmonia paisagística. Fonte: CONAMA (2005) adaptado por ABRAHÃO (2006). Os parâmetros a serem monitorados estão apresentados na tabela 2. A legislação vigente em que os mesmos serão comparados será a Resolução 357 CONAMA (BRASIL,

22 APHA (1998) ) para as águas superficiais. De acordo com os usos preponderantes do corpo receptor em estudo (rio) este foi classificado na Classe 2. Tabela 2: Parâmetros a serem monitorados para as águas superficiais Parâmetros Norma Resolução 357 CONAMA (2005)* Ph 6 9 Turbidez (NTU) 100 Nitritos (mg/l -1 ) 1 Nitrato (mg.l -1 ) 10 Cor (mg.l -1 Pt) 75 Odor N.R DQO (O 2 mg.l -1 ) N.R. DBO 5 (mg.l -1 ) 5 Oxigênio Dissolvido (mg.l -1 ) Não inferior a 5 Coliformes termotolerantes 1000 NMP.100ml -1 (NMP.100ml -1 ) Fonte: Adaptado CONAMA (2005) CONSEMA nº 128 de 24 de novembro de 2006 A Resolução nº 128 de 24 de novembro de 2006 do Conselho Estadual do Meio Ambiente (CONSEMA), dispõe sobre a fixação de Padrões de Emissão de Efluentes Líquidos para fontes de emissão que lancem seus efluentes em águas superficiais no Estado do Rio Grande do Sul. Para efluentes líquidos de fontes poluidoras, exceto efluentes líquidos domésticos fica estabelecida a variação dos padrões de emissão, conforme as faixas de vazão da fonte poluidora. A tabela 3 apresenta os parâmetros a serem monitorados nas águas superficiais para vazão < 1000 m 3 /d.

23 22 Tabela 3:Parâmetros a serem monitorados nas águas superficiais Parâmetros Resolução nº 128 CONSEMA (2006) Ph 6 9 Temperatura (ºC) <40 Nitrogênio Total (mg.l -1 ) 20 Fósforo (mg.l -1 ) 3 Cor (mg.l -1 Pt) Não deve conferir mudança de coloração ao corpo hídrico receptor Odor Livre de odor desagradável DQO (O 2 mg.l -1 ) 300 DBO 5 (mg.l -1 ) 80 Sólidos Suspensos (mg.l -1 ) 100 Coliformes termotolerantes ou Escherichia coli (NMP 100ml -1 ) NMP 100ml -1 Óleos e graxas: vegetal e animal 30 (mg.l -1 ) Sólidos Sedimentáveis (mg.l -1 ) 1 Fonte: Adaptado CONSEMA (2006) RESOLUÇÃO CNRH nº 54/2005 A Resolução 54 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH), de 28 de novembro de 2005, estabelece modalidades, diretrizes e critérios gerais que regulamentam e estimulam a prática de reúso direto não potável de água (Art. 1º). Dentre seus critérios estão às considerações de que nenhuma água de boa qualidade deverá ser utilizada em atividades que tolerem águas de qualidade inferior, pois os recursos hídricos devem ser conservados para o abastecimento público, ou para outros usos mais exigentes; que o reúso de água constitui prática de racionalização e de conservação dos recursos hídricos, conforme os princípios estabelecidos na Agenda 21; que a elevação dos custos de tratamento de água é decorrente da degradação dos mananciais e, por isso, a prática de reúso é fator redutor das descargas de poluentes em corpos receptores; e que o reúso contribui para a proteção do meio ambiente e da saúde pública.

24 23 Dentre suas principais propostas a Resolução incluiu: a) Os órgãos integrantes do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos deverão estabelecer instrumentos regulatórios e incentivadores das diversas modalidades de reúso de acordo com os seus efeitos sobre os corpos hídricos, (Art. 4º). b) O outorgado produtor, distribuidor ou usuário de água de reúso que, em função da atividade de reúso, alterar a quantidade ou a qualidade das intervenções no corpo hídrico constantes nos termos da outorga vigente, deverá solicitar à autoridade competente retificação da outorga de direito de uso dos recursos hídricos a fim de ajustá-la às alterações (Art. 5º). c) A atividade que compreenda reúso de água deverá ser informada ao órgão gestor dos recursos hídricos, ao órgão ambiental, e ao de saúde pública para fins de cadastro do outorgado (produtor, distribuidor ou usuário) contendo, inclusive, o local de origem e de destinação da água de reuso, bem como sua finalidade e o volume diário envolvido na atividade (Art. 9º e seus incisos). Muito embora esta Resolução faça algumas exigências quanto à outorga do uso da água de reúso, e quanto à informação para cadastro, que são muito importantes, delegou a outros órgãos do SINGERH o incentivo ao reúso quando ela mesma poderia resolver por algum critério mais incentivador ou cogente. Apesar de a exigência da outorga do direito de uso da água de reúso ter certo caráter de poder de polícia administrativa, pois está condicionada à classificação da água conforme CONAMA 357/05, (DANTAS, et al 2009) Índices de qualidade da água Os índices de qualidade de água refletem o nível de salubridade, o comportamento do ecossistema, bem como, indicam a condição do meio aquático e atuam como instrumentos complementares à análise da qualidade da água de um rio. Além disso, podem dar uma idéia de tendência de evolução da qualidade da água ao longo do tempo, permitindo a comparação entre diferentes cursos de água (LEMOS, 2003). O objetivo principal desses índices é determinar o potencial de disfunções do ecossistema e permitir uma melhor compreensão das fontes de contaminação e das decisões de manejo (ONGLEY, 2000 apud NUNES, 2008).

25 24 De acordo com Ott (1978) apud Nunes (2008), existem três tipos básicos de índices de qualidade de água: (1) índices elaborados a partir de opinião de especialistas; (2) índices baseados em métodos estatísticos; e (3) índices biológicos. Sendo assim, estes índices podem ter diversas aplicações, como: na distribuição de recursos e determinação de prioridades; comparação das condições ambientais em diferentes áreas geográficas; determinação do cumprimento da legislação ambiental; análise de tendências; avaliação de mudanças na qualidade ambiental; informação ao público; pesquisa cientifica; identificação de problemas de qualidade de água que necessitem estudos especiais em trechos de rios; entre outras (NUNES, 2008). As principais vantagens dos índices de qualidade de águas são a facilidade de comunicação com o público não técnico, o status maior do que os parâmetros individuais e o fato de representar uma média de diversas variáveis em um único número, combinando unidades de medidas diferentes em uma única unidade. No entanto, sua principal desvantagem consiste na perda de informação das variáveis individuais e da interação entre as mesmas. O índice, apesar de fornecer uma avaliação integrada, jamais substituirá uma avaliação detalhada da qualidade das águas de uma determinada bacia hidrográfica (CETESB, 2010). Na década de 1970, foi desenvolvido o índice de qualidade da água (Water Quality Index - WQI) pela National Sanitation Foundation (NSF) dos Estados Unidos. Ele foi baseado na técnica de Delphi da Rand Corporation, por meio de pesquisas com vários especialistas da área ambiental (PINTO, 2007; NUNES, 2008). Baseado neste estudo, o Instituto Mineiro de Gestão de Águas (IGAM) desenvolveu o IQA. Para tanto, foram considerados nove parâmetros relevantes para avaliação da qualidade das águas brasileiras: oxigênio dissolvido (OD), coliformes fecais, ph, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrato, fosfato total, temperatura, turbidez e sólidos totais (PINTO, 2007). Os nove parâmetros do IQA identificam melhor a qualidade da água de cursos contaminados por efluentes domésticos, visando sua utilização para a caracterização das águas destinadas ao abastecimento público geral (COELHO, 2008 apud SANTOS, 2009). A seleção destes parâmetros foi definida com base em opiniões de especialistas em qualidade de água. Inicialmente foram propostos 35 parâmetros a serem avaliados, com seus respectivos pesos e condição com que se apresentam, segundo uma escala de valores rating. Para os nove parâmetros selecionados foram estabelecidas curvas de variação de

26 25 qualidade da água de acordo com seu estado (Figura 1), bem como, seu peso relativo correspondente (Tabela 4), (VON SPERLING, 2005). Fonte: Von Sperling, 2005 e CETESB, Figura 1:Curvas médias de variação dos parâmetros de qualidade da água.

27 26 Tabela 4:Pesos correspondentes dos parâmetros de qualidade de água Parâmetros Pesos (w) Temperatura da amostra 0,10 Potencial hidrogeniônico 0,12 Oxigênio dissolvido 0,17 Demanda bioquímica de oxigênio 0,10 Coliformes fecais 0,15 Nitrogênio total 0,10 Fósforo total 0,10 Resíduo total 0,08 Turbidez 0,08 Fonte: Silva (2001) apud Santos (2009). Assim, o resultado do IQA é obtido a partir do produtório ponderado das qualidades de água correspondentes aos nove parâmetros mencionados, por meio da seguinte equação: Onde: IQA n wi q i i 1 IQA = Índice de Qualidade das Águas (0 < IQA < 100); qi = Qualidade do i-ésimo parâmetro, obtido da respectiva curva média de variação de qualidade, em função de sua concentração ou medida (0 < qi < 100); wi = Peso correspondente ao i-ésimo parâmetro (0 < wi < 1), atribuído em função da sua importância para a conformação global de qualidade, sendo que: Onde: i n 1 w i n = Número de parâmetros que entram no cálculo do IQA. 1 A partir do cálculo do IQA, pode-se determinar a qualidade das águas e classificálas, relacionando intervalo de variação do IQA a uma cor de referência, conforme mostra a Tabela 5.

28 27 Tabela 5:Classificação da qualidade da água segundo IQA. Nível de qualidade Intervalo do IQA Cor de referência Ótima 79 < IQA 100 Azul Boa 51 < IQA 79 Verde Regular 36 < IQA 51 Amarelo Ruim 19 < IQA 36 Marrom Péssima IQA 19 Vermelho Fonte: CETESB (2010). Devido à complexidade dos poluentes lançados nas águas, a CETESB também elaborou índices específicos de acordo com os propósitos de uso dos recursos hídricos, a fim de facilitar a gestão dos mesmos (CETESB, 2010). O Quadro 3 apresenta os referidos índices e suas variáveis de composição, conforme propósitos de usos dos recursos hídricos Índices IAP Índice da qualidade de água bruta para fins de abastecimento público IB Índice de balneabilidade IET Índice de estado trófico IPMCA Índice de parâmetros mínimos para a preservação da vida aquática IQA Índice de qualidade da água ISTO Índice de substâncias tóxicas e organolépticas IVA Índice de qualidade da água para a proteção da vida aquática Fonte:Adaptado da CETESB (2010). Quadro 3: Índices de qualidade utilizados pela CETESB. Variáveis IQA ISTO Coliformes termotolerantes, Escherichia coli Transparência, clorofila α e fósforo total Substâncias tóxicas: chumbo, cobre, zinco, cromo, mercúrio, níquel, cádmio, surfactantes e fenóis. Parâmetros essenciais: OD, ph e toxicidade. Temperatura, ph, oxigênio dissolvido, demanda química de oxigênio, coliformes termotolerantes, nitrogênio total, fósforo total, resíduo total e turbidez. Variáveis indicadoras de substâncias tóxicas: Teste de Ames genotoxicidade, potencial de formação de trihalometanos, número de cianobactérias, cádmio, chumbo, cromo, mercúrio e níquel. Variáveis da qualidade organoléptica: ferro, manganês, alumínio, cobre e zinco. IPMCA IET

29 Atividade de abadetouros Muitas empresas utilizam mais água do que o necessário, geralmente devido à falta de controle dos volumes que estão sendo usados. As operações de limpeza são as principais responsáveis pelo elevado consumo de água em abatedouros, pois os pisos das áreas de processo devem ser lavados e sanitizados ao menos uma vez por dia. A água consumida nas operações de limpeza e lavagem das carcaças representa mais de 80% da água utilizada de efluente gerado (ENVIROWISE, 2000 apud KRIEGER 2007). O total de água utilizado por animal varia entre os abatedouros e depende do layout, do tipo de animal abatido, das técnicas de abate e do grau de automação. Diferentes unidades são usadas para expressar o consumo de água, o que dificulta a comparação, entre o consumo nas empresas. Em abatedouros com processamento de carne e graxaria, o consumo é de 3 a 6 m 3 /t de animal abatido, após a implantação de tecnologias limpas, e no Brasil é de 0,4 a 3 m 3 /suíno (SENAI, 2003). Aproximadamente metade da água utilizada nos abatedouros é aquecida de 40 ºC a 60 ºC, nos matadouros de suínos, as águas quentes provenientes das operações de depilação contem grande quantidade de pêlos (ENVIROWISE, 2000 apud KRIEGER, 2007). A Tabela 7 apresenta os consumos de águas em abatedouros e indústrias de processamento de carne, de acordo com o peso de carcaça viva e a tonelada se carne produzida.

30 29 Tabela 6:Valores típicos de consumo de águas em abatedouros Atividade m 3 /t de PCV m 3 /t de carnes Abatedouro de suínos: (1) Reino Unido Europa Hungria Alemanha Dinamarca 5 a 15 5 a 10 2 a 3,8 0,8 a 6, a 20 (1) Abatedouro de suínos em diversos países 6,3 (2) 1,5 a 10 (2) Abatedouro de suínos e processamento de carne 8,8 (2) 2 a 60 (3) Graxaria 3,9 - Abatedouros em geral 4 a 10 - Fonte: (1) KRIEGER (2007); (2) MIERZWA (2002). *PVC: Peso de carcaça viva, compreende todo o corpo do animal apos sangria e evisceração, com remoção ou não de membros no tarso ou carpo e cabeça. A Figura 2 apresenta a distribuição do consumo de água em diferentes áreas de processo em um grande abatedouro de suínos. Fonte: ENVIROWISE, 2000 apud KRIEGER 2007 Figura 2: Distribuição do consumo de água em abatedouros A Figura 3 apresenta o consumo de água em diferentes áreas de processo em abatedouros e frigoríficos.

31 30 Fonte: QUARTAROLI, 2009 Figura 3: Consumo de água em abatedouros e frigoríficos Tratamento para efluentes de abatedouros O consumo de águas em indústrias é influenciado por vários fatores como: capacidade produtiva, condições climáticas da região (determinarão ás quantidades de água consumidas nos processos de troca térmica), disponibilidade hídrica, método de produção, idade da instalação (indústrias mais novas utilizam tecnologias mais modernas, com equipamentos menos suscetíveis a paradas e manutenção), práticas operacionais e cultura da empresa e da comunidade local (MIERZWA, 2002). Os matadouros utilizam grandes quantidades de água devido aos rígidos padrões de higiene. A água é usada para dessedentação dos animais e lavagem de pocilgas, para lavagem de caminhões, escaldagem, lavagem das vísceras e carcaças, transporte de produtos de produtos e resíduos, limpeza e esterilização de facas, equipamentos e pisos, alimentação de caldeiras e resfriamento de compressores e condensadores (KRIEGER, 2007). Segundo UNEP (2000) apud KRIEGER (2007), 80 a 95% da água consumida em matadouros se tornam efluente, que contem elevados níveis de matéria orgânica, devido à presença de esterco, gorduras e sangue. O efluente também pode conter concentrações de sais (sódio), fosfatos e nitratos, provenientes do esterco e conteúdos estomacais.

32 31 O sangue é o principal contribuinte da carga orgânica do efluente, com uma DQO total de aproximadamente mg/l, sendo também o maior contribuinte de nitrogênio, estimando-se que entre 15% a 20 % do sangue seja perdido como efluente (CHILE, 1998). O nitrogênio ocorre principalmente na forma de amônia, devido à quebra do material protéico em aminoácidos. Porém, como a natureza das espécies de amônia presentes depende do ph, as concentrações de nitrogênio em abatedouros são comumente expressas como nitrogênio total. As proteínas e graxas são importantes componentes da carga orgânica presente nas águas de lavagem, as quais também outras substâncias, como heparina, sais biliares, hidratos de carbono, detergente e desinfetante. Destacam-se o alto conteúdo de microorganismos patogênicos, como bactérias Salmonella e Shiguella, ovos de parasita e cistos de ameba, e os resíduos de pesticidas, provenientes do tratamento e alimentação dos animais (CHILE, 1998) Características ETE abatedouros A maioria das tecnologias usadas no tratamento de efluentes, objetivando o reúso é a mesma em sistema de tratamento de água e efluentes, porém, em certos casos, processos de tratamento adicionais são necessários, para remoção de contaminantes específicos e para inativação e remoção de microrganismos patogênicos (METCALF e EDDY, 2003). As principais tecnologias usadas em sistemas de tratamento de efluentes, objetivando o reúso e suas finalidades são descritas a seguir (LEVINE et al, 2002): a) Para separação sólido/líquido - sedimentação: para remoção de partículas maiores do que 30 µm, sendo usada como tratamento primário, também, após o tratamento secundário; - filtração: para remoção de partículas maiores do que 3 µm, sendo usada após a sedimentação (tratamento convencional) ou após coagulação/floculação. b) Tratamento biológico (secundário) - tratamento biológico aeróbico: para remoção de matéria orgânica dissolvida ou suspensa; - lagoas de oxidação: para redução de sólidos suspensos, DBO, bactérias patogênicas e amônia;

33 32 - remoção biológica de nutrientes: para redução de nitrogênio e fósforo; - desinfecção: para proteção da saúde pública, pela remoção de organismos patogênicos; c) tratamento terciário ou avançado - carvão ativado: para remoção de compostos orgânicos hidrofóbicos; - air strpping: para remoção de nitrogênio amoniacal e alguns volteis orgânicos; - troca iônica: para remoção de cátions, como cálcio, magnésio, ferro, amônia e anions como nitrato; - coagulação química e precipitação: para formação de precipitados de fósforo e floculação de partículas a serem removidas por sedimentação e filtração; - tratamento com cal: usado para reduzir o potencial de incrustação da água, precipitar o fósforo e modificar o ph; - filtração de membrana: para remoção de partículas e microrganismos da água; - osmose reversa: para remoção de sais dissolvidos e minerais da solução, sendo também efetivo para remoção de patogênicos. O tratamento primário é a etapa inicial de um processo de tratamento de efluentes, com eficiência esperada de 50% para remoção de sólidos suspensos, 25 a 50% de DBO, 10 a 20% de nitrogênio orgânico e aproximadamente 10% de fósforo. A eficiência pode ser aumentada com a adição de coagulantes e floculantes. Para a maior parte das aplicações de reúso industrial, o tratamento primário é insuficiente para atender os padrões de qualidade necessários (LEVINE et al, 2002). O sistema de tratamento secundário promove uma adequada remoção de matéria orgânica biodegradável e é freqüentemente suplementado por filtração, para remoção adicional de partículas e desinfecção, tornando-se adequado para reúso em muitos processos industriais. O tratamento terciário é aplicado após o tratamento biológico (LEVINE et al, 2002). Segundo o Guia Técnico Ambiental de Frigoríficos da CETESB (2008), para minimizarem os impactos ambientais de seus efluentes líquidos industriais e atenderem às legislações ambientais locais, os frigoríficos devem fazer o tratamento destes efluentes. Este tratamento pode variar de empresa para empresa, mas um sistema de tratamento típico do setor possui as seguintes etapas: - Separação ou segregação inicial dos efluentes líquidos em duas linhas principais: linha verde, que recebe principalmente os efluentes gerados na recepção dos animais,

34 33 nos currais/pocilgas, na condução para o abate/ seringa, nas áreas de lavagem dos caminhões, na bucharia e na triparia; e linha vermelha, cujos contribuintes principais são os efluentes gerados no abate, no processamento da carne e das vísceras, incluídas as operações de desossa/cortes e de graxaria, caso ocorram na unidade industrial; - Tratamento primário: para remoção de sólidos grosseiros, suspensos sedimentáveis e flotáveis, principalmente por ação físico-mecânica. Geralmente, empregam-se os seguintes equipamentos: grades, peneiras e esterqueiras/estrumeiras (estas, na linha verde, em unidades com abate), para remoção de sólidos grosseiros; na seqüência, caixas de gordura (com ou sem aeração) e/ou flotadores, para remoção de gordura e outros sólidos flotáveis; em seguida, sedimentadores, peneiras (estáticas, rotativas ou vibratórias) e flotadores (ar dissolvido ou eletroflotação), para remoção de sólidos sedimentáveis, em suspensão e emulsionados - sólidos mais finos ou menores. O tratamento primário é realizado para a linha verde e para a linha vermelha, separadamente; - Equalização: realizada em um tanque de volume e configuração adequadamente definidos, com vazão de saída constante e com precauções para minimizar a sedimentação de eventuais sólidos em suspensão, por meio de dispositivos de mistura. Permite absorver variações significativas de vazões e de cargas poluentes dos efluentes líquidos a serem tratados, atenuando picos de carga para a estação de tratamento. Isto facilita e permite otimizar a operação da estação como um todo, contribuindo para que se atinja os parâmetros finais desejados nos efluentes líquidos tratados. Nos abatedouros, a equalização é feita reunindo-se os efluentes das linhas verde e vermelha, após seu tratamento primário e sua equalização, seguem para a continuidade do tratamento; - Tratamento secundário: para remoção de sólidos coloidais, dissolvidos e emulsionados, principalmente por ação biológica, devido à característica biodegradável do conteúdo remanescente dos efluentes do tratamento primário. Nesta etapa, há ênfase nas lagoas de estabilização, especialmente as anaeróbias. Assim, como possibilidades de processos biológicos anaeróbios, pode-se citar: as lagoas anaeróbias (bastante utilizadas), processos anaeróbios de contato, filtros anaeróbios e digestores anaeróbios de fluxo ascendente. Com relação a processos biológicos aeróbios, pode-se ter processos aeróbios de filme (filtros biológicos e biodiscos) e processos aeróbios de biomassa dispersa (lodos ativados convencionais e de aeração prolongada, que inclui os valos de oxidação). Também é bastante comum observar o uso de lagoas fotossintéticas na seqüência do tratamento com lagoas anaeróbias. Pode-se ter, ainda, tratamento anaeróbio seguido de aeróbio;

35 34 - Tratamento terciário (se necessário, em função de exigências ambientais locais): realizado como polimento final dos efluentes líquidos provenientes do tratamento secundário, promovendo remoção suplementar de sólidos, de nutrientes (nitrogênio, fósforo) e de organismos patogênicos. Podem ser utilizados sistemas associados de nitrificação-desnitrificação, filtros e sistemas biológicos ou físico-químicos (ex.: uso de coagulantes para remoção de fósforo). Quando há graxaria anexa ao abatedouro, podem-se ter variações, como tratamento primário individualizado e posterior mistura de seus efluentes primários no tanque de equalização geral da unidade; mistura do efluente bruto da graxaria aos efluentes da linha vermelha, na entrada de seu tratamento primário, entre outras Parâmetros qualitativos de efluentes A qualidade da água e de efluentes pode ser representada através de diversos parâmetros, que traduzem as principais características físicas, químicas e biológicas. As características físicas estão associadas em maior parte aos sólidos presentes na água. As características químicas podem ser interpretadas através de duas classificações: matéria orgânica ou inorgânica. As características biológicas estão ligadas aos microrganismos presentes na água (VON SPERLING, 2005) Parâmetros físicos A) Cor A cor é uma característica das substâncias dissolvidas na água (BRAGA, 2002). De acordo com Libânio (2005) ela resulta da reflexão da luz em partículas com diâmetro inferior a 1,0 µm, bem como, pela presença de compostos metálicos ou do lançamento de efluentes no corpo hídrico receptor. As águas naturais possuem cor que varia entre zero e 200 UTNs (Unidades de Turbidez), pois acima disso já seriam águas de brejo ou pântano, com altos teores de

36 35 matéria orgânica dissolvida. Coloração abaixo de 10 UTNs é quase imperceptível. A coloração das águas naturais pode variar em função das características e das substâncias presentes (LIMA, 2001). B) Turbidez A turbidez não depende estritamente da concentração de sedimentos em suspensão, mas também de outras características do sedimento, tais como tamanho, composição mineral, cor e quantidade de matéria orgânica. A turbidez limita a penetração de raios solares, restringindo a realização da fotossíntese que, por sua vez, reduz a reposição do oxigênio (BRANCO, 1993). A alta turbidez pode influenciar as comunidades aquáticas, uma vez que reduz a fotossíntese da vegetação submersa e de algas, provocando a supressão da produtividade de peixes (CREPALLI, 2007). C) Temperatura A temperatura da água é função direta da velocidade das reações químicas, na absorção de oxigênio, precipitação de compostos, da solubilidade das substâncias e do metabolismo dos organismos presentes no meio aquático. Quando se encontra ligeiramente elevada, resulta na perda de gases pela água, gerando odores e desequilíbrio ecológico (VON SPERLING, 2005). Ela pode ser influenciada por fatores naturais e antrópicos. Os naturais são provenientes, geralmente, do regime climático da região e, os de origem antrópica, principalmente, de despejos industriais e águas de refrigeração de máquinas e caldeiras (BÁRBARA, 2006 apud SANTOS, 2009). É um parâmetro de fundamental importância, pois a concentração de oxigênio dissolvido depende diretamente da temperatura hídrica, o que pode afetar a biota aquática. De acordo com Maciel Jr. (2000) aumentos de temperatura resultam na redução de oxigênio dissolvido e no consumo de oxigênio devido à estimulação das atividades biológicas.

37 36 Além disso, a temperatura é fator determinante na velocidade de uma série de reações que afetam os processos químicos, físicos e biológicos do meio aquático (GLEBER, 2002). D) Condutividade elétrica A condutividade elétrica é a capacidade da água em transmitir corrente elétrica, sendo expressa em microsiemens.cm -1 (µs.cm -1 ), ocorre devido a presença de substancias dissolvidas. Esta propriedade é diretamente relacionada à temperatura do corpo hídrico e à concentração de substâncias iônicas dissolvidas no mesmo (MACIEL JR., 2000). Alguns fatores podem influenciar na composição iônica dos corpos d água, como a geologia da bacia e o regime das chuvas (LIMA, 2001). Cada corpo hídrico apresenta um grau relativamente constante de condutividade, o qual pode ser usado para fins de comparação com as medidas regulares, sendo que qualquer mudança significativa pode ser indicadora de poluição (GLEBER, 2002). Conforme Libânio (2005), águas naturais apresentam condutividade elétrica inferior a 100 µs.cm -1, sendo que podem atingir 1000 µs.cm -1 quando receptoras de elevadas cargas de efluentes. Nesse contexto, a condutividade elétrica é considerada uma medida indireta de poluição, pois através dela é possível quantificar os macronutrientes presentes no meio aquático, obter informações sobre a decomposição de matéria orgânica, identificar fontes poluidoras e diferenças hidrogeoquímicas, dente outras (SARDINHA et al, 2008 apud SANTOS 2009). E) Odor Este parâmetro está associado tanto à presença de substâncias químicas ou gases dissolvidos na água, quanto ao metabolismo de alguns microrganismos, como algas e cianobactérias (LIBÂNIO, 2005).

38 37 F) Sólidos A quantidade e a natureza da matéria dissolvida e não-dissolvida que ocorre no meio líquido varia grandemente. Branco (1993) ressalta que todos os contaminantes da água, com exceção dos gases dissolvidos, contribuem para a carga de sólidos, os quais podem ser classificados pelas suas características físicas (dissolvidos e suspensos) e químicas (orgânicos e inorgânicos). Sólidos dissolvidos são encontrados naturalmente nas águas devido ao desgaste de rochas por intemperismo e, em grandes concentrações decorrem do lançamento de efluentes domésticos e industriais. Estas partículas são formadas pela concentração de cátions, ânions e sais resultantes da combinação destes íons que se encontram dissolvida na água e materiais em suspensão. Sendo que, o excesso de sólidos dissolvidos na água pode causar alterações de sabor (GLEBER, 2002; MACIEL JR., 2000). Os sólidos em suspensão são divididos em sedimentáveis e não sedimentáveis, sendo originados do carreamento de solos por escoamento superficial, devido a processos erosivos e desmatamento na bacia, do lançamento de efluentes e da dragagem para remoção de areia e atividades de garimpo. Altas concentrações destes sólidos aumentam a turbidez, prejudicando a produtividade da biota aquática, provocam alterações de cor e odor da água, atuam como carreadores de substâncias tóxicas adsorvidas e, em reservatórios aceleram o processo de assoreamento e bloqueiam as estruturas de tomada d água (GLEBER, 2002; MACIEL JR., 2000). Nas características químicas, entretanto, a APHA (1999) salienta que as determinações de sólidos fixos e voláteis não se distinguem exatamente entre materiais orgânicos e inorgânicos porque a perda de peso pelo aquecimento não se limita ao material orgânico, incluindo, também, perda por decomposição ou volatilização de alguns sais minerais como: carbonatos, cloretos, sulfatos, sais de amônio, entre outros. Nesse contexto, a presença de sólidos de qualquer natureza na água, provoca alteração da cor, aumento da turbidez e diminuição da transparência, podendo afetar o ecossistema aquático devido à diminuição da produção fotossintética e, conseqüentemente, do oxigênio dissolvido no corpo hídrico (BÁRBARA, 2006 apud SANTOS, 2009).

39 Parâmetros químicos A) Potencial Hidrogênionico (ph) O potencial hidrogênionico expressar a intensidade da condição ácida (H + ) ou alcalina (OH - ) de uma solução, em termos de concentração de íons de hidrogênio H + é definido como o logaritmo negativo da concentração molar de íons de hidrogênio (LIMA, 2001). ph = - log [H +] O ph varia de 0 a 14, sendo 7,0 o valor neutro; abaixo de 7,0 a água é considerada ácida e, se acima de 7,0 é alcalina (MACIEL JR., 2000). Este parâmetro é formado pela presença de sólidos e gases dissolvidos no recurso hídrico oriundos da dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese e, em especial, do lançamento de efluentes (SANTOS, 2009). Segundo Libânio (2005), o ph influi no grau de solubilidade de várias substâncias, na distribuição das formas livre e ionizada de diversos compostos químicos, como também, define o potencial de toxicidade de alguns elementos. Por exemplo, valores de ph muito básicos (acima de 8,0) tendem a solubilizar a amônia tóxica (NH 3 ), metais pesados e outros sais na água e, precipitar sais de carbonato. Valores de ph muito ácidos (abaixo de 6,0) tendem a aumentar a concentração de dióxido de carbono (CO 2 ) e ácido carbônico na água (H 2 CO 3 ), (CREPALLI, 2007). B) Alcalinidade A alcalinidade representa a capacidade que um sistema aquoso tem de neutralizar ácidos. Embora muitos compostos possam contribuir para o incremento desse constituinte na água, a maior fração deve-se principalmente aos bicarbonatos. A alcalinidade da água não apresenta implicações para a saúde pública, sendo apenas considerada desagradável ao paladar. As variáveis alcalinidade, ph e teor de gás carbônico encontram-se relacionadas entre si na natureza. O ph é a medida da concentração hidrogeniônica da água ou de outra solução, sendo controlado pelas reações químicas e pelo equilíbrio entre os íons presentes.

40 39 É essencialmente uma função do gás carbônico dissolvido e da alcalinidade da água (FEITOSA et al, 1997). Altos valores de alcalinidade nos corpos hídricos estão relacionados aos processos de decomposição da matéria orgânica, à atividade respiratória dos microrganismos e ao lançamento de efluentes industriais (LIBÂNIO, 2005). C) Acidez Acidez é o inverso da alcalinidade e pode ser originada pela decomposição de matéria orgânica, pelo lançamento de efluentes industriais e lixiviação do solo de áreas de mineração (LIBÂNIO, 2005). D) Demanda Química de Oxigênio (DQO) A Demanda Química de Oxigênio está relacionada com a matéria orgânica e seu potencial poluidor. É uma medida da quantidade de oxigênio consumido pela oxidação química de substâncias orgânicas presentes nas águas (VON SPERLING, 2005). O ensaio de obtenção da DQO baseia-se no fato de que quase todos os compostos orgânicos podem ser oxidados pela ação de um agente oxidante forte em meio ácido (MELLO, 2006 apud SANTOS 2009). Assim como a DBO, os altos valores de DQO provem de efluentes domésticos, industriais ou de águas lixiviadas de criatórios de animais (LIBÂNIO, 2005). E) Fósforo O fósforo é um nutriente indispensável a todas as formas de vida, uma vez que participa nos processos de respiração, fotossíntese e reprodução celular. Além disso, ele é de extrema importância para o crescimento dos microorganismos que atuam na estabilização da matéria orgânica presente na água (MACIEL JR., 2000). Segundo Feitosa et al. (1997), o fósforo encontra-se nas águas naturais e residuais, quase exclusivamente na forma de fosfato. Devido à ação dos microrganismos, a

41 40 concentração de fósforo pode ser baixa (< 0,5 mg/l) em águas naturais e valores acima de 1,0 mg/l são geralmente indicativo de águas poluídas. No meio aquático, o fósforo está presente como fosfato orgânico e fosfato inorgânico, distribuídos principalmente, sob as formas de ortofosfatos dissolvidos e fosfatos organicamente ligados (GLEBER, 2002). Segundo Crepalli (2007) concentrações elevadas de fosfato são oriundas de despejos de efluentes domésticos e industriais, detergentes, excrementos de animais e fertilizantes agrícolas. A alta concentração de fósforo acarreta na proliferação excessiva de algas e conseqüente eutrofização do corpo hídrico, causando alterações nas condições físicoquímicas das águas e na comunidade aquática (MACIEL JR., 2000). F) Nitrogênio O nitrogênio, um dos elementos mais importantes no metabolismo de ecossistemas aquáticos, possui uma química complexa, em virtude dos vários estágios que pode assumir, e impactos que a mudança do estado de oxidação pode trazer sobre os organismos vivos. Fenômeno melhor compreendido com o estudo do ciclo do nitrogênio descreve esses estágios, enfatizando que a atmosfera serve como um reservatório no qual o nitrogênio é constantemente renovado pela ação da descarga elétrica e pela fixação das bactérias. Durante essas descargas, grandes quantidades de nitrogênio oxidam-se a N 2 O 5 e a sua união com a água produz HNO 3, normalmente carreado para a terra na chuva. Os nitratos são também produzidos pela oxidação direta do nitrogênio ou da amônia e encontram-se também nos fertilizantes comerciais (LIMA 2001). As formas que esse elemento se encontra na natureza são: amônia (NH 3 ), nitrito (NO - 2 ), nitrato (NO - 3 ), íon amônio (NH + 4 ), nitrogênio molecular (N 2 ), óxido nitroso (N 2 O), nitrogênio orgânico dissolvido e nitrogênio orgânico particulado, sendo que a determinação da forma predominante de nitrogênio pode fornecer indicações sobre o estágio de poluição. Logo, se a poluição é recente, o nitrogênio estará basicamente na forma de nitrogênio orgânico ou amônia, uma vez que não ocorreu a oxidação dos mesmos e, se antiga, basicamente na forma de nitrato (VON SPERLING, 2005). Como o nitrito é um intermediário redutivo e rapidamente oxidado para nitrato, geralmente a sua concentração é baixa (1 mg/l). O nitrato é formado no efluente por ação de microrganismos e por oxidação química da amônia. Quanto mais velho o efluente, mais

42 41 alto o teor de nitrito e mais baixo o teor de nitrogênio orgânico. A razão DQO/ N KJT é de aproximadamente 20, podendo variar entre 10 e 30 (RECESA, 2008). O ciclo do nitrogênio em águas naturais está diretamente relacionado ao nível de oxigênio dissolvido do corpo hídrico (Figura 4). Portanto, alterações na concentração de nitrogênio no meio hídrico podem propiciar uma série de problemas com outros parâmetros de qualidade da água. Basicamente, os problemas ocasionados por nitrogênio são resultantes dos processos de nitrificação/desnitrificação e eutrofização, bem como, da poluição por nitrato e da alta concentração de amônia tóxica presente na água (CHAPRA, 1997 apud SANTOS, 2009) Fonte: CHAPRA, 1997 apud SANTOS, Figura 4:Fluxograma com o ciclo do Nitrogênio. G) Oxigênio Dissolvido (OD) O oxigênio dissolvido é o parâmetro mais importante para expressar a qualidade de um ambiente aquático, uma vez que é fundamental para a manutenção dos organismos aquáticos aeróbios (LIBÂNIO, 2005; MACIEL JR., 2000). Desta forma, o meio aquático produz e consome o oxigênio, o qual é retirado da atmosfera pela interface água/ar e dos processos fotossintéticos de algas e plantas (GLEBER, 2002; RECESA, 2008). Os níveis de OD têm oscilações sazonais e em períodos de 24 horas. Normalmente, águas naturais possuem concentração em torno de 8,0 mg/l a 25 ºC, sendo a concentração mínima para a manutenção da biota aquática na faixa de 2,0 mg/l a 5,0 mg/l (LIBÂNIO, 2005).

43 42 Esta concentração pode ser reduzida pelo lançamento de resíduos orgânicos, através do consumo de OD pelos microrganismos nos seus processos metabólicos de utilização e estabilização da matéria orgânica (VON SPERLING, 2005). Assim como a concentração de OD pode ser reduzida, ela também pode ser saturada. Isto é, as saturações de OD podem ser oriundas de processos fotossintéticos, indicando eutrofização do sistema aquático. Águas eutrofizadas podem apresentar concentração de OD maiores que 10 mg/l, mesmo em temperaturas superiores a 20 ºC (CREPALLI, 2007). Nesse sentido, a determinação do OD é fundamental para avaliar as condições naturais da água de um rio e detectar impactos ambientais que decorrem sobre o mesmo (MELLO, 2006 apud SANTOS, 2009). De acordo com FEPAM (2010) os fatores que mais influenciam a concentração desse gás no ambiente aquático são: - Temperatura da água (quanto maior, menor será a concentração de OD presente no meio hídrico); - Pressão atmosférica (altitude) e; - Salinidade. H) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) A demanda bioquímica de oxigênio retrata a quantidade de oxigênio requerido para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea. Sendo uma indicação indireta do carbono orgânico biodegradável. A estabilização demora cerca de 20 dias para esgotos domésticos, está corresponde a DBO última, para evitar essa demora padronizou-se a DBO padrão que determina o teste a ser efetuado após o quinto dia de consumo a temperatura de 20 ºC (APHA, 1999). Conforme Eiger (2003), a DBO possui duas grandes vantagens: Possibilita a comparação do potencial poluidor de diferentes efluentes, provenientes das mais variadas fontes, segundo uma mesma grandeza; Possibilita a avaliação do estado da qualidade da água de um rio qualquer, uma vez que é uma medida indireta do consumo de oxigênio dissolvido do meio hídrico. Assim como a DQO, os altos valores de DBO provem de efluentes domésticos, industriais ou de águas lixiviadas de criatórios de animais (LIBÂNIO, 2005).

44 43 I) Óleos e Graxas Os óleos e graxas abrange um grupo de substâncias, que envolve óleos, graxas, ceras, ácidos graxos, os quais se encontram presente em restos de manteiga, margarina, gorduras e óleos vegetais, gorduras de carnes vermelhas, além de uma parcela de matéria oleosa devido à presença de lubrificantes utilizados em estabelecimentos industriais (GUIMARÃES et al, 2002). Estas substâncias são extraídas utilizando-se um solvente (extratante) recomendado pelo método experimental preconizado no APHA (1999). O método da extração com solvente possibilita a separação dos óleos e graxas da fase sólida e líquida do efluente através do processo de evaporação. A importância da determinação do teor de óleos e graxas (TOG) deve-se ao fato de que, quando concentrações elevadas de óleos e graxas se fazem presente nas águas residuárias, estas promovem problemas operacionais à etapa do tratamento primário podendo interferir no tratamento biológico (secundário). Estes problemas são ocasionados porque os óleos e graxas promovem uma resistência à digestão anaeróbia, causando acúmulos de escumas nos digestores e inviabilizando o uso do lodo na prática da fertilização. (GUIMARÃES et al, 2002). Jordão e Pessôa (1995) ressaltam que a necessidade da remoção da gordura tem como finalidade evitar obstruções dos coletores assim como a aderência nas peças especiais da rede de esgotos e principalmente o acúmulo nas unidades de tratamento visto que os óleos e graxas provocam odores desagradáveis e perturbações dos dispositivos de tratamento. J) Surfactantes Os surfactantes são moléculas constituídas de uma parte hidrofóbica e outra hidrofílica. A parte apolar da molécula é freqüentemente uma cadeia hidrocarbonada enquanto a parte polar pode ser iônica (aniônica ou catiônica), não-iônica ou anfotérica. A maioria dos surfactantes disponível comercialmente é sintetizada a partir de derivados de petróleo (Nitschke & Pastore, 2002).

45 44 K) Metais Pesados Metais pesados são dificilmente encontrados em águas naturais, sendo que concentrações destes elementos em corpos hídricos são provenientes, geralmente, do lançamento de efluentes industriais e da lixiviação de áreas de garimpo e mineração (LIBÂNIO, 2005). Os metais que apresentam maior toxicidade são: alumínio (Al), cobre (Cu), cromo (Cr), estanho (Sn), níquel (Ni), mercúrio (Hg), vanádio (V) e zinco (Zn). Estes possuem altos fatores de bioacumulação, uma vez são considerados substâncias que se preservam no sistema, mesmo que ocorram transformações, sedimentação e/ou ressolubilização (GIORDANO, 2005) Parâmetros biológicos A) Coliformes Totais e Fecais Os coliformes são indicadores de que o corpo hídrico esteja contaminado por esgoto doméstico, uma vez que este grupo de bactérias habita o trato intestinal de seres humanos e animais (VON SPERLING, 2005). Embora esse grupo de bactérias não seja, em sua maioria, patogênicos, servem como indicadores de uma contaminação potencial de bactérias patogênicas, vírus e protozoários que também residem no trato intestinal. Além disso, os coliformes também ocorrem em menores quantidades em ambientes naturais, como pastagens, solos e plantas submersas, sendo por esse motivo denominado coliformes totais. Enquanto que os coliformes fecais são bactérias específicas do trato intestinal (GLEBER, 2002).

46 MATERIAIS E MÉTODOS Área de estudo O abatedouro está localizado na zona urbana do município de Estação, na região nordeste do estado do Rio Grande do Sul, ao sul do Brasil, nas coordenadas geográficas com latitude de 27º e longitude de 52º O município esta inserido na Região Hidrográfica do Rio Uruguai e Unidade Hidrográfica do Rio Passo Fundo, conforme a Figura 5. Fonte: Adaptado de Fepam (2010) Figura 5:Região Hidrográfica da Bacia do Uruguai A Região Hidrográfica do Uruguai abrange a porção norte, noroeste e oeste do território sul-rio-grandense, com uma área de aproximadamente ,13 km², equivalente a 47,88% da área do Estado. Sua população total está estimada em habitantes, que equivale a 23,73% da população do Estado, distribuídos em 286 municípios, com uma densidade demográfica em torno de 19,02 hab./km².essa Região está subdividida em dez unidades hidrográficas: Apuaê-Inhandava (U-10), Passo Fundo (U-20), Turvo-Santa Rosa-Santo Cristo (U-30), Butuí-Piratinim-Icamaquâ (U-40), Ibicuí (U-50), Quarai (U-60), Santa Maria (U-70), Negro (U-80), Ijuí (U-90) e Várzea (U-100), (FEPAM, 2010).

47 46 Como principais problemas ambientais da região citam-se: descarga de esgotos sem tratamento nos corpos hídricos; elevadas cargas de efluentes de dejetos de aves e suínos e de efluentes industriais sem tratamento; atividade agrícola sem utilização de práticas de conservação dos solos; uso indiscriminado de agrotóxicos; graves processos erosivos, assoreamento dos mananciais hídricos e contaminação por agrotóxicos; perfuração de poços profundos, sem pesquisa, sem licenciamento e sem a avaliação do potencial dos aqüíferos; desmatamento intenso, principalmente ao longo dos cursos d água (matas ciliares); disposição inadequada de resíduos sólidos urbanos, a maioria dos municípios não têm aterros sanitários. A Figura 6 apresenta a estimativa das demandas de água superficial em volume/ano em percentual/ano para a Bacia Hidrográfica do Rio Passo Fundo. Fonte: Sema Relatório Anual sobre a situação dos Recursos hídricos no RS Edição 2007/2008. Figura 6: Gráfico do percentual estimado para as demandas hídricas superficiais anuais, Bacia Hidrográfica do Rio Passo Fundo Equipamentos da ETE Para caracterização da ETE do abatedouro e caracterização de seus equipamentos, foram realizadas visitas in loco, fotos, medições e layout dos equipamentos da ETE.

48 Efluente coletado e pontos de coleta Para caracterização do efluente da ETE e realização da pesquisa foram definidos como pontos de coleta: entrada da linha vermelha depois da peneira (Ponto 1 P1), entrada da linha verde depois da peneira (Ponto 2 P2), entrada Lagoa Anaeróbia - junção dos dois efluentes (Ponto 3 P3), saída da Lagoa de Sedimentação (Ponto 4 P4) e saída do Açude (Ponto 5 P5), por serem pontos que melhor caracterizam o efluente para posterior sugestão de reúso. Conforme o fluxograma apresentado na Figura 7. Figura 7: Pontos de coleta Com a finalidade de aumentar a eficiência do tratamento, o efluente da ETE é separado em duas linhas devido à diferença de propriedades físico-química: Linha verde: são as águas dos boxes de lavagens dos animais, vômito e fezes. Linha vermelha: são as águas geradas pela lavagem da carcaça do animal e cavidades, bem como as águas de higienização da parte interna do abatedouro. Foram realizadas coletas de efluente em meados do outono (25/05/2010), inverno (10/08/2010) e primavera (05/10/2010) para avaliar a influência da variação de temperatura. Nos pontos 1, 2 e 3 ambas as amostras foram do tipo amostragens compostas,

49 48 para melhor representatividade do efluente. Para as amostras compostas, foram coletados 500 ml de efluente de hora em hora no período de 4 horas, sendo que no decorrer da coleta o efluente era armazenado em bombonas e refrigerado. Juntamente com a coleta foi feito a leitura de alguns parâmetros como ph, temperatura do efluente, temperatura ambiente e medição de vazão. Após a realização das coletas compostas, o efluente foi homogeneizado e armazenado em bombonas de 2 litros. Nos pontos 4 e 5 foram realizadas amostragem simples, devido o tempo de detenção hidráulica do efluente na Lagoa de Sedimentação no Açude. A vazão junto ao primeiro ponto de coleta (gradeamento da linha vermelha) foi medida na calha Parshall após o decantador, em função da impossibilidade de acesso a montante. Na junção da linha verde com a linha vermelha a vazão foi obtida através de medições mecânicas, com cronômetros e recipientes graduados, obtendo a relação volume/tempo. Em cada ponto de coleta foi medida a temperatura do efluente, temperatura ambiente e ph Análise das amostras coletadas As amostras coletadas foram analisadas em duplicata no Laboratório de Controle de Efluentes (LACE) da UPF. Foram analisadas Fósforo Total (FT), Nitrogênio Total (NT), Nitrato, Nitrito, Oxigênio Dissolvido (OD), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO 5 ), Sólidos em Suspensão (SS), Sólidos Sedimentáveis (SSed), Óleos e Graxas, Turbidez, Surfactantes. E no Laboratório de Microbiologia foram analisados os Coliformes Termotolerantes, todos os laboratórios são na Universidade de Passo Fundo (UPF). Para realização das análises foi seguida a metodologia descrita por APHA (1999). Foram selecionados estes parâmetros, pois melhor caracterizavam o efluente da ETE, para comparação com a CONSEMA 128/06 e CONAMA 357/05.

50 Índice pluviométrico do período Foi pesquisado no site da Embrapa-Trigo (Passo Fundo) o índice pluviométrico, no período de 10 dias consecutivos, que antecederam a coleta das amostras. Para que este parâmetro não influenciasse na diluição do efluente, alterando sua concentração Delineamento experimental Foi realizada uma coleta em três estações do ano (outono, inverno e primavera), não foi realizada coleta do verão devido à falta de tempo devido ao cronograma de entrega do TCC à banca, e ainda, limitação de recursos financeiros para as análises. Em cada ponto de coleta foram realizadas análises em duplicata de cada parâmetro estipulado no item análise das amostras coletadas Aplicação da água de reúso Após as análises dos dados foi realizado um estudo comparativo dos resultados obtidos com índices desejados para reúso na indústria, para definir em qual área da empresa seria possível o reúso local do efluente tratado. 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Caracterização do processo de abate Os resultados da caracterização do processo de abate dependem e das características da região em que a empresa esta situado, variando significativamente.

51 50 Segundo dados fornecidos pela empresa a capacidade máxima de abate diária é de 50 bovinos e 1000 suínos. A contribuição de água por bovino é de aproximadamente de 1000 litros por cabeça e de suíno 500 litros por cabeça. O processo industrial do abatedouro consiste na: plataforma de recebimento, pocilgas, atordoamento, sangria, escaldagem e depilação Caracterização da ETE Os desejos líquidos oriundos do processo dos suínos são gerados pelo banho dos animais; lavagens de pisos dos boxes de atordoamento e demais áreas do processo produtivo (vômito, sangria, esfola e higienização das cavidades do animal para a perfeita remoção dos resíduos). A lavagem dos pisos dos boxes de atordoamento (pocilgas) é proporcional ao recebimento de animais, pois não é determinado um número constante de lavagem. As lavagens ocorrem através do número de recebimento dos lotes de animais, contudo quanto mais animais recebidos maior será o número de lavagens, no final do dia é realizada uma lavagem com adição de hipoclorito para desinfecção do local. Entretanto, a carga do efluente resultante será sempre constante, pois a carga é resultante da concentração e da vazão. A empresa em estudo dispõe de tratamento preliminar através de peneiramento, sistema físico-químico, através de decantação, e tratamento biológico, através de lagoas de estabilização. A Figura 8 apresenta os equipamentos da ETE, com a linha verde e linha vermelha. Na linha verde o efluente das primeiras pocilgas é direcionado para a esterqueira e o restante para uma peneira.

52 51 Figura 8:Fluxograma da ETE. Como apresentado no fluxograma da Figura 8, a ETE do abatedouro em estudo é divida em duas linhas, a linha vermelha composta por um gradeamento, uma peneira, um decantador e calha Parshall; a linha verde é composta por esterqueira, peneira e calha Parshall. O efluente após passar pelas duas calhas Parshall é conduzido a uma Lagoa Anaeróbica, após, a uma lagoa aerada, e por fim, em uma lagoa de sedimentação. Antes do efluente ser lançado no corpo hídrico este passa por dois açudes. Nestes açudes existem peixes como forma de controle da concentração de oxigênio dissolvido no efluente.

53 Caracterização dos equipamentos A Figura 9 apresenta o fluxograma da ETE, identificando seus equipamentos. Peneira Linha Vermelha Peneira Linha Verde Decantador Linha Vermelha Calha Parshall - Linha verde Calha Parshall - Linha Vermelha Lagoa Anaeróbia junção das Linhas Vermelha e Verde

54 53 Lagoa Aerada Saída Lagoa Aerada Lagoa Facultativa Lagoa Facultativa Primeiro Açude Acesso primeiro açude

55 54 Curso d água até o segundo açude Segundo Açude Figura 9:Fluxograma fotográfico da ETE Peneira Na ETE do abatedouro existem duas peneiras Estáticas com a função de remoção dos sólidos grosseiros, conforme Figura 9 (A) e (B) do Fluxograma da ETE. Decantador Tem a função de realizar a remoção da gordura superficial. A gordura retirada neste tanque passa por processo de digestão e secagem sendo posteriormente destinada a fábrica de sabão.

56 55 Lagoas A lagoa anaeróbia possui 2,0 m de profundidade útil e 2,5 de profundidade total com volume útil de 1075 m 3, nos dias que foram realizadas as coleta a vazão variou de 470m 3 /d á 646 m 3 /d, conforme Quadro 5, sendo que a vazão de projeto é de 700 m 3 /d. A lagoa aerada possui 2,0 m de profundidade útil e 2,5 de profundidade total com volume útil de 1274 m 3, possui um aerador com potência de 50 HP. A lagoa de sedimentação possui volume útil de 2111 m 3, nos dias que foram realizadas as coleta a vazão variou de 158 m 3 /d á 203 m 3 /d conforme Quadro 5. A Figura 10 apresenta os frascos onde foram armazenados o efluente coletado, na análise visual, percebe-se a eficiência da ETE através da coloração do efluente. Figura 10:Amostras coletadas Índice pluviométrico De acordo com a classificação de Koppen, o clima local predominante é temperado úmido subtropical, com chuvas bem distribuídas durante o ano e temperatura média anual de 17,5 C. O mês de temperaturas mais elevadas é janeiro com média de 22,5 C e o mês mais frio junho com média de 12,5 C.

57 56 A caracterização climática da região, segundo Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (1986), são de mesoclima classificado como clima úmido, com grau de umidade forte e temperaturas médias variando entre 16 e 18 ºC. A precipitação anual varia de 1500 a 2000 mm. O Quadro 4 apresenta os valores do índice de precipitação e a Figura 11 os valores da temperatura dos dez dias antecedentes a cada coleta, estes dados foram obtidos pela estação meteorológica da Embrapa Trigo de Passo Fundo, pois a cidade de Estação não possui Estação Meteorológica, sendo a de Passo Fundo mais próxima. Quadro 4: Valores diários de precipitações pluviométricas. Dias 1ª Coleta 2ª Coleta 3ª Coleta Precipitação (mm) Precipitação (mm) Precipitação (mm) 1 0,0 26,5 0,0 2 0,0 0,0 0,0 3 0,0 0,0 0,0 4 44,8 0,0 0,0 5 19,4 1,6 0,0 6 0,0 0,0 0,0 7 0,0 0,0 0,0 8 0,0 0,0 0,2 9 0,0 0,0 0,0 10 4,6 0,0 1,8 Fonte: Adaptado Embrapa Trigo de Passo Fundo/RS. Fonte: Adaptado Embrapa Trigo de Passo Fundo/RS. Figura 11: Temperaturas diárias

58 Parâmetros obtidos A) Vazão Segundo a Licença de Operação emitida pela Fepam em 18/01/2010 válida até 18/01/2014, o abatedouro tem capacidade de operar com até 900 m 3 /dia. Para obtenção e verificação da vazão diária da ETE do abatedouro, foram efetuados medições e cálculos nas Calhas Parshall da ETE. A Figura 12 apresenta esquema da Calha Parshall instalada na ETE do abatedouro. Figura 12: Esquema Calha Parshall A Quadro 5 apresenta as dimensões padronizadas de medidores Parshall e valores limites de vazão (L/s) em função da largura da garganta, sendo que ambas as Calhas Parshall instaladas na ETE possuem a largura da seção estrangulada W de 3 (ou 76 mm). Quadro 5: Dimensões padronizadas de medidores Parshall e valores limites de vazão

59 58 Fonte: Adaptação Manual de Hidráulica; Azevedo Neto, Para obtenção do cálculo da vazão foi medida a altura da lâmina d água no ponto H 0, a montante da seção estrangulada W, e aplicado a Equação 01, para estas características de Calha Parshall: 3/ 2 0 Q 2,2WH (Equação 01) Onde: Q= m 3 /s H 0 = altura do nível de líquido no ponto 0 (em m); W = largura da garganta, ou seção estrangulada W (em m). Levando em consideração que o abatedouro está funcionando apenas 8 horas diárias, a vazão em horário de pico atingiu 646 m 3 /d nos dias de coleta, conforme pode ser observado na Figura13. Figura 13: Valores de vazão nos pontos de coleta

60 59 B) Potencial Hidrogeniônico (ph) A Figura 14 apresenta os valores obtidos referentes ao ph do efluente coletado. Figura 14: Valores de ph nos pontos de coleta Os valores de ph resultantes mantiveram-se constantes ao logo da ETE, apresentando ph praticamente o mesmo variando de 7,2 a 7,3 no final de cada coleta. Como pode ser observado na Figura 14, este valor apresenta-se dentro da faixa de variação de 6,0 a 9,0 estabelecida pela Resolução CONAMA nº 357/05 para corpos hídricos de classe 2, Resolução CONSEMA 128/06 e tabela da USEPA Water Industrial Reuse. C) Demanda Química de Oxigênio (DQO) Observa-se na Figura 15 as concentrações de DQO obtidas nas coletas realizadas.

61 60 Figura 15:Concentrações obtidas para DQO Na Figura 15 os resultados obtidos para DQO no ponto cinco variaram 27 mg/l à 64 mg/l e estão nos limites exigidos pela licença de operação sendo 300 mg/l do abatedouro. D) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) A Figura 16 representa as concentrações obtidas para DBO. Figura 16:Concentrações obtidas para DBO Segundo a Resolução CONSEMA 128/06 as concentrações mantiveram-se dentro do limite estabelecido pela Licença de operação, que é de 80 mg/l, pois no ponto cinco os resultados variaram de 12 mg/l à 19 mg/l, conforme Figura 16.

62 61 E) Fósforo Na Figura 17 esta apresentada os resultados obtidos para Fósforo Total. Figura 17: Resultados obtidos para Fósforo Total As concentrações de fósforo total resultantes das coletas realizadas no ponto cinco apresentaram uma variação de 1,3 mg/l à 6 mg/l. Os valores estabelecidos pela Licença de operação são 3 mg/l, sendo assim quando o efluente coletado em baixa temperatura obteve resultado acima do exigido pela legislação. F) Nitrogênio Pode-se observar na Figura 18 os resultados obtidos para Nitrogênio Total. Figura 18: Resultados obtidos para Nitrogênio Total

63 62 A concentração de nitrogênio total sofreu variação de 10 mg/l à 38 mg/l ao longo no ponto cinco nas três coletas realizadas. Como pode ser observado na Figura 18, concentração de nitrogênio, na maioria dos pontos das coletas, está acima do limite estipulado pela Licença de operação e CONAMA 357/05 para rio classe 2, sendo de 20 mg/l. G) Sólidos Sedimentáveis A Figura 19 representa os resultados obtidos para Sólidos Sedimentáveis. Figura 19: Resultados obtidos para Sólidos Sedimentáveis Os valores de Sólidos Sedimentáveis obtidos nos pontos quatro e cinco de 1 mg/l estão nos índices aceitáveis pela Licença de Operação do empreendimento de acordo com a CONSEMA 128/2006 sendo de 1 mg/l. H) Sólidos em suspensão totais (SST) Estão representados na Figura 20 os resultados obtidos nas análises para Sólidos em suspensão totais.

64 63 Figura 20: Resultados obtidos em Sólidos em Suspensão Os valores de concentração de SST resultantes das coletas realizadas ao longo da ETE, apresentam uma redução na concentração deste parâmetro variando de 8 mg/l à 30 mg/l. Conforme a tabela da EPA Water Industrial Reuse a concentração de sólidos suspensos em água de reúso industrial deverá ser 30 mg/l e segundo a CONSEMA 128/06 deverá ser de 100 mg/l. Diante disto, pode-se dizer que as concentrações obtidas no quinto ponto de coleta estão dentro da faixa estipulada para águas de reúso industrial. I) Óleo e graxas Na Figura 21 estão apresentados os resultados obtidos para Óleo e Graxas. Figura 21: Resultados obtidos para óleo e Graxas

65 64 Segundo a licença de operação os resultados obtidos a partir do quarto ponto para óleo e graxas estão nos padrões exigidos de 30 mg/l, J) Surfactantes surfactantes. Na Figura 22 podem ser observados os resultados obtidos na analises para Figura 22: Resultados obtidos para Surfactantes O surfactante (ou tensoativo) é um composto caracterizado pela capacidade de alterar as propriedades superficiais e interfaciais de um líquido. A presença de altos índices em efluentes pode causar a redução da tensão superficial, formação de espuma e toxicidade (RECESA, 2008). Conforme a licença de operação do abatedouro as espumas devem estar virtualmente ausentes, analisando o gráfico percebesse a baixa concentração de espuma chegando ao máximo de 0,5 mg/l. K) Turbidez Estão representados na Figura 23 os resultados obtidos nas análises para turbidez.

66 65 Figura 23: Concentrações obtidas para turbidez Os resultados obtidos para turbidez no ponto cinco variou de 6 NTU à 10 NTU, segundo a CONAMA 357/05 os padrões estão nos exigidos que é até 100 NTU para rios de classe 2. L) Coliformes Termotolerantes Segundo a licença de operação da empresa baseada na CONSEMA 128/06 o efluente emitido ao corpo hídrico deverá ter no máximo NMP/100 ml, sendo assim no ponto de amostragem cinco (primeiro açude) o efluente encontra-se abaixo dos padrões limites, conforme pode ser observado na Tabela 7. Tabela 7:Resultados obtidos para Coliformes termotolerantes Coliformes Fecais (NMP/100 ml) Pontos de amostragem 1ª Coleta 2ª Coleta 3ª Coleta 1 92* * * * * * * * * * * * * * *10 2

67 66 Os valores de concentração de Nitrito (NO 2 ) e Nitrato (NO 3 ) não foram confrontados com a CONAMA nº 357/05, sendo o limite de 1,0 mg/l de NO 2 e 10 mg/l de NO 3, pois os resultados obtidos nos ensaios de laboratório, foram descartados devido a mal diluição da amostra. M) Temperatura A Figura 24 apresenta as temperaturas do efluente (A) e as temperaturas do ambiente (B) obtidas nos dias de coletas. Observa-se que a temperatura do efluente esta abaixo dos limites considerados pela CONSEMA 128/06, de < 40 ºC. (A) Figura 24: Temperatura do efluente e Temperatura do ambiente no horário de coleta (B) A menor temperatura ambiente 9 ºC ocorreu na segunda coleta 9 no inverno, em relação às outras com maior temperatura; o ph, sólidos suspensos totais, sólidos sedimentáveis, turbidez, DQO, DBO, óleos e graxas não sofreram alteração significativa, contudo obteve-se a menor vazão, maior concentração de fósforo e surfactantes, menor concentração de nitrogênio. A Tabela 8 apresenta os resultados obtidos dos parâmetros analisados nas três coletas no ponto cinco, comparados com a CONSEMA 128/06, CONAMA 357/05 e a tabela da USEPA. Tabela 8:Resultados obtidos nas análises realizadas comparadas com a legislação