ANTÔNIO HERMES BEZERRA CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DA UFRN

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1 ANTÔNIO HERMES BEZERRA CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DA UFRN Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária. Orientadores: Prof. Dr. André Luís Calado Araújo Profª. Dra. Josette Lourdes de Sousa Melo Natal 2004 II

2 Divisão de Serviços Técnicos Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Central Zila Mamede Bezerra, Antônio Hermes. Caracterização do sistema operacional da Estação de Tratamento de Esgotos da UFRN / Antônio Hermes Bezerra. Natal, RN, p. Orientadores: André Luís Calado Araújo, Josette Lourdes de Sousa Melo Dissertação (Mestrado) Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Civil. Laboratório de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental LARHISA. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária-PPGES. 1. Esgoto Estação de Tratamento Tese. 2. Caixas de areia Tese. 3. Coliformes fecais Tese. 4. Nitrogênio Tese. 5. Estação de tratamento de esgotos Universidade Federal do Rio Grande do Norte Tese. I. Araújo, André Luís Calado. II. Melo, Josette Lourdes de Sousa. III. Título. RN/UF/BCZM CDU /.35(043.2) III

3 ANTÔNIO HERMES BEZERRA CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA OPERACIONAL DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DA UFRN Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Engenharia Sanitária da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária. BANCA EXAMINADORA Prof. Dr. André Luís Caldo Araújo Orientador CEFET/LARHISA Profª. Dra. Josette Lourdes de Souza Melo Co-Orientador UFRN/LARHISA Prof. Dr. Rui de Oliveira Examinador Externo UFCG Profª. Dra. Maria del Pilar Durante Ingunza Examinador Externo UFRN/LARHISA Natal (RN), 29 de março de IV

4 DEDICATÓRIA Este trabalho é dedicado a Minha Mãe Branca, a Minha Esposa Madalena e a Meus Filhos: Breno, Bruno e João Paulo, os quais se constituem num suporte e exemplo maiores de minha existência e luta e são o incentivo na minha constante busca de conhecimentos necessários à vida em sociedade. V

5 AGRADECIMENTOS A Deus, por sua bondade infinita e presença constante em minha mente e meu coração. Aos Professores: Dr. André Luis Calado Araújo, do Programa de Pós- Graduação em Engenharia Sanitária da UFRN e Drª. Josette Lourdes de Sousa Melo, do Departamento de Engenharia Química da UFRN, pela orientação deste trabalho, pela confiança em minha capacidade e pelo exemplo de amor à pesquisa e à difusão de conhecimentos. Aos colegas do laboratório de Controle Ambiental do DEQ/UFRN, novos e antigos, pela amizade, alegria e senso de cooperação desenvolvido ao longo de bons meses de convívio. À professora Otília Dantas, pela ajuda indispensável na correção das referências bibliográficas. Em especial, a Graça Gurgel, pela ajuda preciosa na revisão e correção deste trabalho. Ao colega mestrando Alexandre, pela colaboração na discussão dos resultados estatísticos do referido trabalho. Aos verdadeiros amigos do curso de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária da UFRN: tenham certeza de que cada um de vocês representa muito para mim. Aos Professores e Funcionários do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Sanitária do Departamento de Engenharia Civil da UFRN, os quais sempre me deram apoio. Aos servidores da ETE/UFRN, pela colaboração durante os trabalhos experimentais. A toda minha família, pela força e compreensão por minha ausência nos momentos mais difíceis. VI

6 SUMÁRIO Lista de Figuras... X Lista de Tabelas... XII Lista de Siglas... XIII Resumo... XIV Abstract... XV 1. INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos REVISÃO DE LITERATURA Valor de oxidação Histórico Fundamentos Finalidade Características gerais Princípio de funcionamento Princípio de remoção de matéria orgânica Princípio de remoção de nutrientes Caixa de areia Medidor Parshall Decantador Tipos de decantadores Considerações sobre decantadores de fluxo radial Tanque de contato - cloração Objetivos de cloração Condições que afetam a cloração VII

7 3.6 Leitos de secagem Tanques de armazenamento de lodo Camada drenante SISTEMA OPERACIONAL Introdução Descrição do Sistema Operacional Alimentação da ETE Unidades operacionais da ETE Tratamento preliminar Gradeamento Caixas de Retenção de areia Medidor de vazão (PARSHALL) Estação elevatória de esgoto bruto Tratamento secundário Valo de Oxidação Decantador secundário Tratamento terciário Sistema de desinfecção Tanque de armazenamento de efluentes tratado Leitos de secagem MATERIAIS E MÉTODOS Monitoração de rotina Pontos de coleta Perfis de oxigênio dissolvido no valo de oxidação Procedimentos analíticos Tratamento Estatísticos ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Caracterização da vazão afluente VIII

8 6.2 Caracterização do Esgoto Bruto Resultados da monitoração de rotina da ETE Temperatura PH Oxigênio dissolvido Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Demanda Química de Oxigênio (DQO) Coliformes fecais Nitrogênio Perfis de oxigênio dissolvido no valo de oxidação Discussão Sobre a vazão afluente a ETE Sobre a concentração de oxigênio Sobre a eficiência da ETE ANÁLISE E DISCUSSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS IX

9 LISTA DE FIGURAS Figura 3.1. Relações de produção de lodo e remoção de DBO entre vários processos de lodos ativados (Adaptado de Jordão e Pessoa, 1995) Figura 3.2. Perfil esquemático de OD em um valo de oxidação. Trechos em mistura completa (zonas aeradas) e em fluxo em pistão (a jusante dos aeradores) Adaptado de De Korte e Smits, Figura 3.3. Fases de crescimento bacteriano em uma cultura pura (segundo Monod in Brouzes, 1973) Figura 4.1. Planta de localização da ETE no Campus Universitário da UFRN - (5º55 S e 35º12 W) Figura 4.2. Fluxograma das unidades operacionais da ETE Figura 4.3. Gradeamento, Caixas de Areia e Calha Parshall da Estação de Tratamento de Esgoto UFRN Figura 4.4. Vista do valo de oxidação da ETE UFRN Figura 4.5. Decantador Dortmund em corte de limpeza não mecanizada Figura 4.6. Decantador Secundário da ETE UFRN Figura 4.7. Vista do tanque de contato cloração da Estação de Tratamento de Esgoto UFRN Figura 4.8. Células de secagem de lodo digerido da ETE UFRN Figura 5.1. Pontos de coleta na ETE UFRN Figura 6.1. Histograma de freqüência de variação de vazão do esgoto bruto afluente da ETE-UFRN (out/2001 a out/2002) Figura 6.2. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de temperatura obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Figura 6.3. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de ph obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Figura 6.4. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de oxigênio dissolvido (OD) obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Figura 6.5. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ) obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE X

10 Figura 6.6. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de demanda química de oxigênio (DQO) obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Figura 6.7. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de coliformes fecais obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Figura 6.8. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de nitrogênio amoniacal obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Figura 6.9. Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de nitrito e nitrato obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE.. 64 Figura Perfis característicos de variação de oxigênio dissolvido em dois pontos de coleta no valo de oxidação ao longo de 12 horas de monitoramento com aeração contínua Figura Perfis característicos de variação de oxigênio dissolvido em dois pontos de coleta no valo de oxidação ao longo de 12 horas de monitoramento com aeração semicontínua XI

11 LISTA DE TABELAS Tabela 3.1. Dosagem de cloro para diferentes tipos de efluentes Tabela 4.1. Características dos Rotores de Aeração da Estação de Tratamento de Esgotos da UFRN Tabela 4.2. Características do Decantador Secundário na ETE da UFRN Tabela 4.3. Características do tanque de armazenamento do efluente tratado. 44 Tabela 4.4. Características dos leitos de secagem do lodo ETE - UFRN Tabela 5.1 Métodos de determinação dos parâmetros Tabela 6.1. Valores das médias diária e mensal da vazão do esgoto bruto efluente da ETE Tabela 6.2 Resultados dos valores mínimos, medianas e máximas, das variáveis avaliadas durante o monitoramento de rotina do esgoto bruto Tabela 6.3 Resultados dos valores mínimos (min), medianas (med) e máximos (max) obtidos durante o monitoramento de rotina do sistema experimental da ETE XII

12 LISTA DE SIGLAS DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio DQO Demanda Química de Oxigênio DEC Decantador EB Esgoto Bruto ET Esgoto Tratado ETE-Estação de Tratamento de Esgotos NO Nitrito NO - 3 -Nitrato OD Oxigênio Dissolvido V1 Valo de Oxidação (Ponto de coleta n 1) V2 Valo de Oxidação (Ponto de coleta n 2) VS Valo de Oxidação Saída V3 Valo de Oxidação (Ponto de coleta n 3) V4 Valo de Oxidação (Ponto de coleta n 4) XIII

13 RESUMO Uma estação de tratamento de esgotos domésticos do tipo valo de oxidação é constituída de grade de barras, caixas de areia, tanques de armazenamento de esgoto bruto, valo de oxidação, decantador, sistema de cloração a gás e leitos de secagem de desidratação do lodo digerido. Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados obtidos na monitoração do sistema operacional de uma estação de tratamento deste tipo, pertencente à Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), denominada de ETE e situada no Campus Central da UFRN em Natal, Brasil. Análises diárias da vazão afluente foram realizadas no período de outubro de 2001 a outubro de Após passar pelo tratamento preliminar o esgoto bruto era conduzido ao valo de oxidação que é o reator de maior importância do sistema. Foram feitas análises em vários pontos de amostragem e os parâmetros pesquisados foram temperatura, ph, oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ), demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio amoniacal (N-NH 3 ), nitrito (NO - 2), nitrato (NO - 3) e coliformes fecais (CF). O esgoto tratado apresentou características satisfatórias em termos de remoção de carga orgânica e microbiológica, comportamento normal para condições de reuso, com DBO 5 média de 8 mg/l, DQO média de 65 mg/l, nitrogênio amoniacal médio de 6,4 mg/l, nitrato médio de 4,5 mg/l, nitrito médio de 2,5 mg/l e coliformes fecais médio de 1 ufc/100ml. Os valores de ph observados se situaram próximo à faixa neutra. Quanto à liberação de odores, não foi observada sua ocorrência. Tais resultados mostram que o esgoto tratado do sistema em estudo apresentou uma concentração desejável, não havendo restrições quanto a seu uso na irrigação. PALAVRAS-CHAVES: Caixas de areia; Coliformes fecais; Decantador; Demanda Bioquímica de Oxigênio; Demanda Química de Oxigênio; Nitrogênio; Oxigênio dissolvido; ph; Sistema de cloração; Valo de oxidação. XIV

14 1. Introdução Desde os primórdios, o homem vem procurando eliminar os dejetos provenientes de suas atividades sócio-econômicas e uma de suas principais preocupações tem sido o afastamento das águas residuárias dos centros populacionais. Para isso, uma das maneiras por ele encontradas foi o lançamento dos esgotos brutos nos diferentes corpos d água (rios, lagos e mares) e nos solos. Assim, dependendo das circunstâncias, a natureza tem condições de promover o tratamento dessa carga poluidora, através da evolução, reprodução e crescimento de microrganismos que decompõem a matéria orgânica. Porém, com o advento da urbanização e do crescimento desordenado da população, este lançamento in natura se torna problemático, tanto do ponto de vista ambiental, como do ponto de vista econômico. O maior desafio na campanha contra a poluição das águas de superfície e subterrânea é dotar os efluentes domésticos e industriais de um tratamento correto e seguro, para que não venham, em curto prazo poluir os mananciais, uma vez que é cada vez maior a necessidade de utilização dessas referidas águas. A poluição do lençol freático, devido à infiltração de esgotos sanitários e, conseqüentemente, a liberação de capacidade devido ao consumo crescente de água pelo desenvolvimento tecnológico e crescimento demográfico vem exigindo dos cientistas que lidam com a engenharia sanitária um posicionamento mais rigoroso no controle da qualidade das águas de superfície e subterrânea. A necessidade fundamental do controle da poluição das águas em todo o mundo ocasionou inúmeras pesquisas destinadas ao estabelecimento de processos biológicos para o tratamento de águas residuárias. A incessante procura de uma nova técnica de depuração biológica deveu-se também ao fato de que os processos convencionais utilizados, tais como filtros biológicos e lodos ativados, não apresentam significações no processo e operação, à medida que o tamanho das instalações diminuía, tornando o custo das mesmas freqüentemente proibitivas para pequenas fontes poluidoras (Gondim, 1976). XV

15 Diversos tipos de tratamento de esgotos têm sido desenvolvidos com a finalidade de minimizar os impactos ambientais e econômicos que estes lançamentos in natura provocam. Os referidos tratamentos exploram microrganismos que proliferam naturalmente no solo e na água, procurando, no entanto, otimizar a eficiência e reduzir os custos. O sistema de tratamento de esgotos por valo de oxidação tem sido uma importante alternativa para a remoção das impurezas físicas, químicas e biológicas contidas nas águas residuárias, quando não há muita disponibilidade de terreno e quando é desejado um elevado grau de purificação no efluente. A UFRN, como órgão público de ensino e pesquisa, já vinha se preocupando com problemas ambientais causados por seus dejetos e procurou elaborar um projeto hidráulico e sanitário para tratá-los. Seus dejetos eram encaminhados a fossas sépticas para tratamento com destino final dos efluentes em sumidouros. Tal prática não era adequada para uma instituição de seu porte.. Na UFRN, vem sendo usado o processo de tratamento biológico por valo de oxidação, por se tratar de um sistema que tem um elevado desempenho no tratamento de águas residuárias domésticas. Este processo, comparado a outros sistemas de tratamento, apresenta várias vantagens, como elevada taxa de remoção de DBO e DQO. Proteger o meio ambiente e, principalmente a água que se bebe, é tão importante e necessário quanto proteger a própria vida, haja vista os grandes problemas ambientais decorrentes, tais como a contaminação do aqüífero. Desta forma, com o objetivo de tratar seus esgotos foi implantada em maio de 1983, no Campus Central da UFRN, em Natal/Brasil, uma ETE do tipo valo de oxidação. XVI

16 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral Caracterizar o afluente e efluente da ETE do Campus Central da UFRN com a finalidade de se otimizar o seu desempenho operacional. 2.2 Objetivo Específico Analisar a proposta de estudo de monitoramento do sistema operacional da Estação de Tratamento de Esgotos da UFRN, com a finalidade de determinar a influência dos parâmetros de controle da eficiência do referido sistema em relação à remoção de cargas orgânicas, como: DBO e DQO e carga microbiana, como: coliformes fecais. Demonstrar que o tratamento de esgoto doméstico na ETE da UFRN, por valo de oxidação, é um tratamento bem aceito em nossa região de clima tropical, uma vez que é uma estação de tratamento compacta, localizada em pequena área, de fácil operação e manutenção. Descrever a função do efluente da referida Estação, a partir do reaproveitamento de seu efluente (na irrigação), minimizando os efeitos nocivos do lançamento dos esgotos in natura no solo. Caracterizar o sistema operacional da ETE para que se otimize o tratamento de esgotos, no que se refere à remoção de impurezas físicas, químicas e biológicas e, principalmente, organismos patogênicos, como também XVII

17 determinar o período de aeração com a variação do oxigênio dissolvido no valo de oxidação. Avaliar quantitativamente os parâmetros físico-químicos e bacteriológicos de controle com a finalidade de verificar a sua influência no funcionamento do sistema quanto à remoção da carga orgânica e microbiológica. Determinar o período de aeração com o objetivo de minimizar custos com energia elétrica e desgastes dos sistemas de aeração. Demonstrar que o tratamento por valo de oxidação é eficiente na remoção de matéria orgânica como DBO (5), DQO e microbiológica. Caracterizar a vazão diária afluente. 4. SISTEMA OPERACIONAL 4.1. Introdução O sistema monitorado foi Estação de Tratamento de Esgotos - ETE, do Campus Central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, situada no bairro de Lagoa Nova, zona sul da Cidade do Natal, capital do Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil, distante 10 km do centro, localizada a 5º 55 latitude sul e 35º 12 longitude oeste. O sistema vem sendo operado desde sua inauguração, em maio de 1983, sob a coordenação da Prefeitura do Campus até 1998, passando a ser subordinada a Superintendência de Infra-Estrutura a partir de dezembro de A rede pública de esgotos mais próxima existente na época de sua construção, na década de 80, estava a uma distância de 7,0 km de sua sede. Em decorrência da distância da rede coletora de esgotos associada a outros aspectos técnicos e econômicos, foi feita a opção pela construção da ETE, com a finalidade exclusiva de tratar os esgotos gerados pelas várias atividades ocorridas no Campus. A Figura 4.1 mostra a planta de localização da ETE no campus universitário. XVIII

18 ETE Figura Planta de localização da ETE no CAMPUS UNIVERSITÁRIO XIX

19 5. MATERIAIS E MÉTODOS 5.1 Monitoração de Rotina O sistema entrou em operação em maio de 1983, com o monitoramento de apenas alguns parâmetros como oxigênio dissolvido (OD), temperatura, ph, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ), demanda química de oxigênio (DQO), coliformes fecais, nitrogênio amoniacal, nitrito e nitrato eram realizados quinzenalmente. Somente a partir de outubro de 2001, até outubro de 2002, com o projeto de pesquisa da ETE, as coletas se tornaram mais freqüentes. Durante o período de monitoramento o sistema de aeração do valo de oxidação operou em regime semicontinuo funcionando entre as seis e dezoito horas. 5.2 Pontos de coleta Para isso foram definidos os seguintes pontos de coletas para as análises mostradas conforme a Figura 5.1. Chegada do afluente a ETE logo após a grade no ponto (EB) No valo de oxidação 7 m a jusante do sistema de aeração no ponto (V1); a 49 m a montante do sistema de aeração no ponto (V2); na comporta de saída do valo a 68 m a montante do sistema de aeração no ponto (VS); a 78,50 m a montante do aerador no ponto (V3) e a 101,50 m do sistema de aeração no ponto (V4). As coletas foram feitas a uma profundidade de 50 cm. Decantador, as coletas foram feitas na saída no ponto (Dec). Efluente tratado (ET), todas as coletas foram feitas na entrada do tanque, após a cloração no ponto denominado (ET). XX

20 XXI Figura 5.1 Pontos de coleta na ETE UFRN

21 6. ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 6.1. Caracterização da vazão afluente A média diária de vazão do esgoto bruto afluente foi obtida com base em perfis de 24 horas com medidas tomadas a cada hora durante o período de outubro/2001 a outubro 2002 perfazendo um total de 396 perfis com 9504 resultados. Para verificar o comportamento da vazão ao longo do período estudado, foram obtidos histogramas de freqüência mensal e total, tendo sido observado, na maioria dos casos, um comportamento normal. A Figura 6.1, por exemplo, apresenta o histograma de vazão para todo o período de monitoramento N o de observações ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 Vazão (l/s) Figura 6.1. Histograma de freqüência de variação de vazão do esgoto bruto afluente da ETE-UFRN (out/2001 a out/2002). Com base na média aritmética foi obtido um volume médio mensal afluente de 6582,61 m 3, correspondendo a uma vazão média diária de 2,5 l/s, o que resultou em um tempo de detenção hidráulica média no valo de oxidação de 4,86 dias. XXII

22 A maior vazão média diária foi de 3,17 l/s ocorrendo no mês junho de 2002 e a mínima foi de 1,96 l/s verificada em outubro de Diante dos dados obtidos no período de monitoramento foi possível observar que tanto a vazão máxima quanto a vazão mínima encontradas estão bem abaixo quando comparadas com as de projeto, conforme já citado anteriormente. A Tabela 6.1 apresenta os valores das médias diária e mensal da vazão do esgoto bruto afluente da ETE. Tabela 6.1. Valores das médias diária e mensal da vazão do esgoto bruto efluente da ETE. VAZÃO MESES Diário (m 3 /dia) Mensal (l/s) Mensal (m 3 /mês) Outubro ,60 1, ,70 Novembro ,63 2, ,77 Dezembro ,41 2, ,85 Janeiro ,70 2, ,68 Fevereiro ,70 2, ,58 Março ,95 2, ,56 Abril ,65 2, ,49 Maio ,04 2, ,14 Junho ,72 3, ,46 Julho ,41 3, ,70 Agosto ,58 2, ,10 Setembro ,40 2, ,90 Outubro ,55 2, ,06 Médias 216,03 2, , Caracterização do Esgoto Bruto. Com base nos resultados obtidos durante o monitoramento do sistema operacional da ETE, para cada variável medida no esgoto bruto afluente foram determinadas suas estimativas de estatística descritiva, sendo aqui apresentados na Tabela 6.2, seus valores mínimos (min), medianas (med) e máximos (máx). As coletas das variáveis analisadas foram realizadas em intervalos de 15 dias, entre outubro de 2001 a outubro de Tabela 6.2. Resultados dos valores mínimos, medianas e máximas, das variáveis avaliadas durante o monitoramento de rotina do esgoto bruto. XXIII

23 Parâmetros Unidade Mínimo Mediana Máximo Temperatura C ph _ 6,28 7,00 7,91 DBO mg/l DQO mg/l Coliformes Fecais (CF) (ufc/100ml) 1,0E+05 3,6E+06 2,9E+07 Nitrogênio Amoniacal (NH 3 ) mg /l-n 4,90 19,0 47,00 Nitrato (NO 3 ) mg /l-n 1,79 4,10 9,10 Nitrito (NO 2 ) mg /l-n 0,07 1,60 2,21 A temperatura apresentou pequena variação. A mínima registrada foi de 23 C, mediana de 26 C e a máxima 28 C. Os valores m ínimos observados foram nos meses de abril e junho de 2001 correspondentes a períodos chuvosos enquanto os máximos foram registrados nos meses referentes a março e setembro de 2002, nos períodos de estiagem. Dentre os principais efeitos causados à água pelo aumento da temperatura (poluição térmica), destacam se os seguintes: incremento da toxidez de certos compostos, redução da capacidade da água de reter gases (inclusive o oxigênio), variação na concentração de carbonatos e no ph do meio. Outro efeito indireto da variação da temperatura está relacionado com a viscosidade do meio aquático. Aumentando a temperatura da água, a viscosidade do meio diminui, trazendo como conseqüência, prejuízo a uma grande variedade de microrganismos que necessitam da viscosidade do meio para se manterem em equilíbrio nas proximidades da superfície da água, com a finalidade de melhor absorção da energia solar, para a fotossíntese. O ph mediano obtido foi 7,00 com amplitude variando entre 6,28 e 7,91. Segundo Metcalf e Eddy (1995), o ph da água residuária bruta deve variar entre 6,0 e 9,0. Logo a água residual com concentrações de íon hidrogênio inadequadas pode apresentar dificuldades no tratamento por processos biológicos. XXIV

24 A demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ) mediana determinada durante os experimentos foi de 145 mg/l, que permite classificá-la como concentração típica de esgoto fraco a médio conforme Metcalf e Eddy (1995). As medidas variaram entre 14 e 294 mg/l. É importante destacar que o esgoto é proveniente de uma Instituição de Ensino onde a ocupação é temporária e as principais contribuições são provenientes de banheiros públicos, laboratórios, refeitórios, residências universitárias, etc. A demanda química de oxigênio (DQO) apresentou mediana igual a 303 mg/l, sendo típica de água residuária doméstica bruta segundo Metcalf e Eddy (1995). Sua concentração teve variação entre 71 e 960 mg/l. A relação DBO/DQO foi de aproximadamente 0,48. Segundo Metcalf e Eddy (1995), a faixa dessa relação se acha no intervalo 0,4 a 0,8. Quanto aos coliformes fecais (CF), foi observada na sua composição, uma concentração mediana igual a 3,6 x 10 6 ufc/100 ml, sendo característica de esgoto doméstico variando de fraco a médio (Metcalf e Eddy, 1995). O nitrogênio apresentou variação significativa para as três formas analisadas. As concentrações medianas para o nitrogênio amoniacal, nitrito e nitrato foram 14,0 mg/l, 1,6 mg/l e 4,1 mg/l, respectivamente. Metcalf e Eddy (1995), mencionam que a composição típica de nitrogênio amoniacal em água residuária doméstica bruta fraca a média, varia entre 12 e 25 mg/l, as concentrações de nitrito e nitrato são praticamente nulas. De acordo com Jordão e Pessoa, 1995, o nitrogênio está presente nos esgotos principalmente na forma de amônia e nitrogênio orgânico, de forma solúvel ou em suspensão. A parcela sob a forma de nitrito e nitrato é irrisória Resultados da monitoração de rotina da ETE. Para o tratamento estatístico dos dados coletados foram obtidos os parâmetros de estatística descritiva tais como: faixa de variação (mínimos e máximos), medidas de tendência central (médias e medianas) e medidas de dispersão (desvios padrões e quartís). Também foram realizados estudos para verificação da normalidade dos dados, o que na grande maioria não foi atestado. Dessa forma, foi utilizado para caracterizar a tendência central dos grupos de dados de cada variável o valor da mediana, enquanto que os quartís foram XXV

25 utilizados na caracterização da dispersão dos dados. Conforme mencionado previamente a ETE foi monitorada com base na coleta de amostras no valo de oxidação (V1, V2, VS, V3, V4) efluente do decantador (DEC) e esgoto tratado (ET). A Tabela 6.3 ilustra o resumo do tratamento estatístico dos dados obtidos durante o estudo do sistema experimental. Tabela 6.3 Resultados dos valores mínimos (min), medianas (med) e máximos (máx) obtidos durante o monitoramento de rotina do sistema experimental da ETE. V1 V2 VS V3 V4 DEC ET Unidade T ph OD DBO DQO CF NH 3 NO 2 NO 3 C mg/l mg/l mg/l ufc/100ml mg/l mg/l mg/l Min 23 5,69 0, N.P N.P N.P N.P Med 26 6,80 3, N.P N.P N.P N.P Máx 28 7,33 6, N.P N.P N.P N.P Min 22 5,68 0, N.P N.P N.P N.P Med 25 6,80 3, N.P N.P N.P N.P Máx 28 8,14 5, N.P N.P N.P N.P Min 22 5,64 0, ,9E+04 1,4 2,5 0,6 Med 26 6,70 3, ,7E+05 6,8 2,8 6,4 Máx 28 7,75 4, ,0E+05 10,1 3,0 9,6 Min 22 5,59 0, N.P N.P N.P N.P Med 25 6,80 3, N.P N.P N.P N.P Máx 27 7,69 4, N.P N.P N.P N.P Min 22 5,60 0, N.P N.P N.P N.P Med 25 6,80 2, N.P N.P N.P N.P Máx 29 7,40 4, N.P N.P N.P N.P Min 23 6,16 0, ,3E+04 N.P N.P N.P Med 26 6,90 2, ,5E+04 N.P N.P N.P Máx 29 8,18 5, ,5E+05 N.P N.P N.P Min 22 3,57 0, ,0E+00 1,1 0,4 1,2 Med 26 6,40 3, ,0E+00 6,4 2,5 4,5 XXVI

26 Máx 29 7,40 8, ,0E+04 16,7 2,7 8,3 N.P- Parâmetro não determinado no ponto de coleta Temperatura A temperatura apresentou variação entre 22 e 29 C em todos os pontos monitorados enquanto que os seus valores medianos variaram na estreita faixa de 25 a 26 o C o que para Metcalf e Eddy (1995) é ótima para a atividade bacteriana. A Figura 6.2 ilustra o comportamento da temperatura durante a monitoração de rotina da ETE. 30 Mediana 25%-75% Min-Max Temperatura ( o C) EB VI V2 VS V3 V4 DEC ET Pontos de monitoramento Figura 6.2 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de temperatura obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE ph XXVII

27 Quanto ao ph, foi observada uma uniformidade em sua mediana conforme mostra a Figura 6.3. Nos pontos V1, V2, V3, e V4 foram observadas medianas iguais a 6,8, em VS, 6,7, em DEC 6,9 e em ET 6,4. Os valores mínimos e máximos para os pontos monitorados no valo de oxidação variaram entre 5,6 e 8,1. No decantador o valor mínimo encontrado foi de 6,2 e o máximo de 8,2. Já no esgoto tratado o ph variou entre 3,6 e 7,6. Esta ampla faixa de variação pode ser explicada devido a uma provável falha no sistema de cloração do efluente decantado. 9,0 Mediana 25%-75% Min-Max 8,5 8,0 7,5 7,0 6,5 ph 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 EB V1 V2 VS V3 V4 DEC ET Pontos de monitoramento Figura 6.3 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de ph obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Oxigênio dissolvido O oxigênio dissolvido apresentou variações bem significativas, como pode ser observado na Figura 6.4. Variou entre os limites de 0,0 e 8,5 mg/l. A concentração mediana de 3,0 mg/l de oxigênio no valo de oxidação manteve-se praticamente constante, apresentando apenas, uma leve queda no ponto V4, que estava localizado a montante do aerador e próximo à entrada do afluente anaeróbio no valo. XXVIII

28 Em V1, localizado a jusante do aerador foi possível observar as maiores concentrações de oxigênio atingindo o valor máximo de 6,40 mg/l. Neste ponto do valo onde ocorre constante agitação e turbulência com introdução de oxigênio na massa líquida devido a maior proximidade do aerador. Nos demais pontos analisados foram constatados pequenos descaimentos na concentração máxima de oxigênio. A concentração recomendada para valo de oxidação, varia entre 1 e 3 mg/l não deixando ultrapassar 4 mg/l a fim de se evitar nitrificação acompanhada de lodo flutuante no decantador (Metcalf e Eddy, 1995). 9 Mediana 25%-75% Min-Max 8 Oxigênio dissolvido (mg/l) EB V1 V2 VS V3 V4 DEC ET Pontos de monitoramento Figura 6.4 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de oxigênio dissolvido (OD) obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE. No decantador, foi possível observar que o oxigênio teve um comportamento semelhante àquele verificado no valo de oxidação. Isso foi possível, porque os sólidos em suspensão ricos em microrganismos consumidores de oxigênio vão sedimentando reduzindo a demanda de oxigênio na superfície. Além disso, as algas que ocupam a camada mais superficial do decantador, realizam a fotossíntese liberando oxigênio para a massa líquida. XXIX

29 A concentração de oxigênio no esgoto tratado apresentou a maior mediana (3,5 mg/l) com faixa de variação entre 0,2 e 8,5 mg/l. A concentração de OD próximo à nula ocorreu exatamente no período em que o efluente do decantador apresentava grande quantidade de sólidos em suspensão, comprometendo a qualidade do efluente tratado. Por outro lado, os valores mais elevados de oxigênio, medidos no tanque de armazenamento de efluente tratado, refletem o desenvolvimento de algas que contribuem com a liberação do oxigênio para a massa líquida Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) No valo de oxidação, a demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ), apresentou comportamento bem homogêneo, como pode ser observado na Figura 6.5, com variação entre os limites de 32 e 441 mg/l. A concentração mediana de 134 mg/l no valo de oxidação manteve-se praticamente constante apresentando apenas, um leve aumento no ponto V1, localizado a jusante do aerador e próximo à entrada do afluente anaeróbio no valo de oxidação. Em V2, localizado a jusante do aerador foi possível observar maior concentração da demanda bioquímica de oxigênio, atingindo o valor máximo de 441 mg/l. Foi neste local onde a turbulência e as agitações são mais visíveis devido à aproximação com o aerador, que foi observada a maior concentração de sólidos em suspensão. Nos demais pontos analisados foram observadas discretas variações em suas medianas. No decantador, a DBO 5 apresentou uma ampla redução comparada com a concentração afluente, com uma variação bastante significativa, entre os limites 8 e 210 mg/l e mediana de 46 mg/l. Isso foi possível, porque o efluente do decantador apresentava baixa concentração de sólidos em suspensão e reduzida carga de matéria orgânica. No esgoto tratado a DBO 5 apresentou a menor mediana (8 mg/l), com faixa de variação entre 1 e 63 mg/l. O efluente do decantador passa por tratamento terciário e recebe elevada concentração de cloro gasoso com o objetivo de remover os microrganismos advindos do decantador. XXX

30 500 Mediana 25%-75% Min-Max DBO (mg/l) EB V1 V2 VS V3 V4 DEC ET Pontos de monitoramento Figura 6.5 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de demanda bioquímica de oxigênio (DBO 5 ) obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Demanda Química de Oxigênio (DQO) A demanda química de oxigênio (DQO) no valo de oxidação apresentou ampla variação, como pode ser observado na Figura 6.6. Variou entre os limites de 41 e 960 mg/l, durante o monitoramento de rotina, demonstrando que o mesmo provavelmente recebe contribuições de esgoto industrial. As medianas obtidas nos cinco pontos de monitoramento no valo de oxidação variaram na faixa de 357 a 486 mg/l. A menor mediana foi observada na saída do valo enquanto que o maior valor mediano foi verificado em V4, onde foi possível constatar pequenas variações nas concentrações mínima e mediana, em relação aos demais pontos, possivelmente por se encontrar a montante do aerador e próximo à entrada do afluente séptico. O decantador atuou eficientemente na redução da DQO produzindo um efluente com concentração mediana de 96 mg/l, bem inferior àquela observada na saída do decantador (357 mg/l). XXXI

31 No esgoto tratado a DQO sofreu nova redução apresentando concentração mediana igual a 65 mg/l com variação entre 16 e 292 mg/l. A relação mediana DBO/DQO no esgoto tratado foi de aproximadamente 0,12, caracterizando que a maioria do material biodegradável já foi oxidada nas etapas anteriores, restando um efluente com compostos de difícil degradação Mediana 25%-75% Min-Max DQO (mg/l) EB V1 V2 VS V3 V4 DEC ET Pontos de monitoramento Figura 6.6 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de demanda química de oxigênio (DQO) obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Coliformes fecais Os resultados de coliformes fecais analisados no valo de oxidação apresentaram pequenas variações. Os valores mínimos e máximos variaram nas faixas 4,9 x 10 4 a 5,0 x 10 5 ufc/100ml enquanto que a concentração mediana obtida foi de 1,7 x 10 5 ufc/100ml, conforme mostrado na Figura 6.7. No valo de oxidação foi evidenciado um discreto aumento na concentração de coliformes fecais em relação ao esgoto bruto afluente, podendo isso ser atribuído à grande concentração de lodo ativado no seu interior. No decantador foi possível observar uma pequena redução na mediana e na concentração mínima de coliformes, enquanto que na concentração máxima foi XXXII

32 observado um discreto aumento comparado àquela observada na saída do valo de oxidação. Provavelmente, as concentrações mais elevadas de coliformes fecais verificadas no efluente do decantador podem estar associadas à contribuição de sólidos sobrenadante que eventualmente flotavam devido à liberação de gases durante o processo de digestão do lodo sedimentado. É importante destacar que durante as coletas foi observada, em alguns dias, na superfície do líquido sobrenadante, uma camada grossa e consistente sendo arrastada juntamente com o efluente clarificado. A concentração de coliformes fecais do esgoto tratado apresentou faixas de variações bastante amplas (Figura 6.7). A mediana obtida no esgoto tratado foi de 1,0 ufc/100ml, sendo, portanto, a menor encontrada nos pontos analisados, confirmando a elevada eficiência do sistema de cloração. Quanto à máxima concentração de coliformes fecais registradas no esgoto tratado (9,0 x 10 4 ufc/100ml), pode ser atribuído a quebra do dosador de cloro ocorrido na semana da coleta. Mediana 25%-75% Min-Max 5E+07 5E+06 Coliformes fecais (ufc/100 ml) 5E+05 5E+04 5E+03 5E+02 5E+01 5E+00 5E-01 EB VS DEC ET Pontos de monitoramento Figura 6.7 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de coliformes fecais obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE Nitrogênio XXXIII

33 O nitrogênio amoniacal determinado na saída do valo de oxidação apresentou concentração mínima de 1,4 mg/l e máxima igual a 10,1 mg/l. A mediana obtida na saída do valo de oxidação foi de 6,8 mg/l. Observando os resultados apresentados nas Figuras 6.8 e 6.9, pode ser afirmado que no valo de oxidação estava ocorrendo o processo de nitrificação. As concentrações medianas de nitrito e nitrato encontradas no efluente do valo de oxidação iguais a 2,8 e 6,4 mg/l, respectivamente, mostram que parte do nitrogênio amoniacal foi oxidado a nitrato pelo processo de nitrificação, sendo parte deste, posteriormente reduzido a nitrogênio molecular pelo processo de desnitrificação. A faixa de variação do nitrato foi ampla, enquanto que no nitrito os resultados indicam uma maior concentração de valores próximos à sua mediana. É importante ressaltar, que o sistema de valo de oxidação não foi projetado com a finalidade de remover nitrogênio, porém, pode ser afirmado que esta modalidade de tratamento possibilitou a remoção de significativas quantidades de nitrogênio. É evidente que uma ótima eficiência, na remoção de nitrogênio dependerá de uma boa operação. No esgoto tratado, o nitrogênio amoniacal ainda apresentou elevada concentração com faixa de variação entre 1,1 e 16,7 mg/l, sendo, portanto em algumas coletas, superiores às concentrações apresentadas no efluente do valo de oxidação. A concentração mediana de 6,4 mg/l de nitrogênio amoniacal no esgoto tratado manteve-se praticamente estável, apresentando apenas, uma leve redução em relação à encontrada no efluente do valo de oxidação (6,8 mg/l). Quanto às concentrações do nitrito e nitrato, foi possível observar que no esgoto tratado uma parcela do nitrito era transformada em nitrato. O nitrito apresentou variação entre os limites 0,40 e 2,7 mg/l enquanto que o nitrato variou entre os limites 1,2 e 8,3 mg/l. As medianas do nitrito e do nitrato apresentaram valores 2,5 e 4,5 mg/l, respectivamente. Segundo alguns autores, como Metcalf e Eddy (1995) e Jordão e Pessoa (1995), as concentrações medianas são consideradas elevadas, podendo ser atribuídos esses valores aos sólidos em suspensão arrastados junto com o efluente do decantador. XXXIV

34 50 Mediana 25%-75% Min-Max Amônia (mgn/l) EB VS ET Pontos de monitoramento Figura 6.8 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de nitrogênio amoniacal obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE. 10 Mediana 25%-75% Min-Max 9 8 Nitrito e Nitrato (mgn/l) EB-NO 3 EB-NO 2 VS-NO 3 VS-NO 2 ET-NO 3 ET-NO 2 Pontos de monitoramento Figura 6.9 Faixas de variação, medianas e medidas de dispersão de nitrito e nitrato obtidas nos pontos de coleta durante a monitoração de rotina da ETE. XXXV

35 A eficiência na remoção de matéria orgânica como DBO 5 e DQO no esgoto bruto afluente e esgoto tratado efluente foi considerada ótima. As remoções medianas de DBO 5 no decantador e esgoto tratado com relação ao esgoto bruto foram: 68,30% e 94,50%. Para a DQO foram obtidas as remoções medianas de (68,30%) e (78,5%) respectivamente. Os resultados das remoções da DBO 5 e da DQO, não foram melhores devido, provavelmente, à grande massa de sólidos em suspensão transportados junto ao efluente do decantador, como também à influência de despejos originados nos laboratórios reduzindo assim sua eficiência. Com relação à remoção de coliformes fecais no esgoto bruto afluente e esgoto tratado efluente, depois de clorado foi observada uma redução bem significativa, resultando numa eficiência de (99,99%). Para o nitrogênio amoniacal (NH 3 ) foi obtida uma remoção de 66,30%. Para o nitrito (NO 2 ) e nitrato (NO 3 ) foram observados no esgoto tratado aumento nas suas concentrações de 56,30% e 9,80% respectivamente Perfis de Oxigênio Dissolvido no Valo de Oxidação. A seguir são apresentados os resultados característicos de quatro experimentos, sendo dois com aeração contínua e dois com aeração semicontínua. Através da Figura 6.10 é possível verificar o sistema funcionando com aeração contínua a concentração de oxigênio no valo de oxidação raramente superou 3,0 mg/l, em dias ensolarados, sendo reduzida drasticamente para valores inferiores a 1,5 mg/l, em dias nublados. De acordo com a literatura o valo deve operar com concentrações de oxigênio dissolvido na faixa de 0,5 a 3,5 mg/l. Devido às suas posições no valo de oxidação em relação ao aerador, as concentrações de oxigênio foram levemente inferiores no ponto V4 quando comparadas ao ponto V2, indicando o consumo de oxigênio ao longo do percurso, devido à degradação da matéria orgânica. XXXVI

36 4,0 V2 (11/4) V4 (11/4) obs: dia ensolarado 3,5 3,0 Oxigênio dissolvido (mg/l) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Aerador ligado 0,0 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Hora de coleta 2,0 V2 (16/5) V4 (16/5) obs: dia nublado com chuva 1,8 Oxigênio dissolvido (mg/l) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Aerador ligado 0,2 0,0 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Hora de coleta Figura Perfis característicos de variação de oxigênio dissolvido em dois pontos de coleta no valo de oxidação ao longo de 12 horas de monitoramento com aeração contínua. XXXVII

37 Por outro lado, nos experimentos realizados com aeração semicontínua, foi constatado que as concentrações de oxigênio dissolvido apresentavam variações bem mais significativas conforme se pode observar através da Figura Durante os períodos de aeração as concentrações de oxigênio se assemelharam àquelas verificadas quando o sistema operava intermitentemente (Figura 6.10), geralmente com valores inferiores a 3,0 mg/l. No entanto, durante os intervalos sem aeração foi constatado um acentuado aumento nas concentrações de oxigênio dissolvido evidenciando uma significativa contribuição da biomassa de algas na oxigenação da massa líquida. Essa biomassa provavelmente se desenvolve no valo de oxidação devido à baixa DBO do esgoto bruto afluente aliado à baixa vazão do mesmo, fazendo com que o valo apresente um tempo de detenção hidráulica bem superior àquele de projeto. 8,0 V2 (21/3) V4 (21/3) obs: dia nublado 7,0 6,0 Aerador ligado Oxigênio dissolvido (mg/l) 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Aerador desligado 0,0 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Hora de coleta XXXVIII

38 6,0 V2 (28/3) V4 (28/3) obs: sol forte o dia todo 5,0 Oxigênio dissolvido (mg/l) 4,0 3,0 2,0 1,0 Aerador ligado Aerador desligado 0,0 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Hora de coleta Figura Perfis característicos de variação de oxigênio dissolvido em dois pontos de coleta no valo de oxidação ao longo de 12 horas de monitoramento com aeração semicontínua Discussão Os valos de oxidação são unidades compactas de tratamento com o mesmo princípio básico da aeração prolongada dos lodos ativados, diferindo apenas no formato do tanque de aeração e nos rotores de aeração que são de eixo horizontal. O tanque de aeração tem formato de fluxo orbital, com velocidade média de circulação entre 0,3 e 0,6 m/s. O esgoto é submetido a um processo de aeração onde ocorre a oxidação biológica promovendo o crescimento de flocos biológicos reduzindo a demanda bioquímica de oxigênio. O sistema de lodos ativados não exige grandes requisitos de áreas como as utilizadas em construções de lagoas. No entanto há um alto grau de mecanização e um elevado consumo de energia elétrica. O tanque de aeração ou reator, o tanque XXXIX

39 de decantação e a recirculação de lodo são partes integrantes deste sistema. O efluente passa pelo reator e depois pelo decantador, de onde sai clarificado após a sedimentação dos sólidos (biomassa) que formam o lodo de fundo. Este é formado por bactérias ainda ávidas por matéria orgânica que são enviadas novamente para o reator (através da recirculação de lodo). Com isso há um aumento da concentração de bactérias em suspensão no tanque de aeração. Apesar de haveres atualmente no Brasil poucas unidades de valo de oxidação em operação, ainda são possíveis adotar o tratamento de esgotos doméstico através desta concepção de projeto. A Companhia de Saneamento Básico de Santa Catarina CASAN utiliza sistemas de valo de oxidação em várias localidades. Em Florianópolis é utilizado um sistema composto de três valos de oxidação. Adotou se esse tipo de tratamento para as localidades de Cansvieiras que atende a uma população de habitantes com uma vazão de 68,33 l/s. Em Santo Amaro da Imperatriz um sistema de dois valos atende a uma população de habitantes com uma vazão de 17,44 l/s. Os dois valos de oxidação são seguidos de decantador Dortmund, lagoa de estabilização e leitos de secagem. Em Lagoa da Conceição, com população atendida de habitantes e uma vazão de 5,72 l/s, foi adotados no sistema de tratamento secundário dois valos de oxidação, decantador secundário, leitos de secagem e infiltração no solo. Em 1971 foi construída a estação de tratamento de esgotos tipo valo de oxidação no conjunto residencial de Tabapuá no município de Caucaia (Ceará). O valo foi projetado para atender a contribuição correspondente a 500 unidades habitacionais. Em Natal (RN), existem duas unidades de tratamento de esgotos doméstico tipo valo de oxidação. Uma para atender os efluentes da fábrica de calçados Alpargatas localizada no conjunto Neópolis projetada para atender a uma população de pessoas. A segunda unidade de tratamento é a estação de tratamento de esgotos da UFRN projetada e construída na década de 80 para atender uma população de habitantes com uma vazão máxima de 24,3 l/s. O sistema de valo de oxidação com decantação secundária foi uma das soluções mais recomendadas na época, principalmente devido a limitação da área destinada a sua construção. Pensou-se inicialmente em sistemas de lagoas de estabilização, porém o espaço era limitado para tal fim. XL

40 O valo em questão trata os esgotos domésticos do Campus Central da UFRN com mais de usuários. O processo de tratamento recebe a maior parte de sua carga orgânica de 7:00 às 22:00 h, sendo que aos sábados, domingos e feriados a carga torna-se bastante reduzida, devido a UFRN funcionar apenas 5 dias por semana. O esgoto bruto chega a ETE por gravidade é bombeado para o valo através de uma elevatória e lançado a montante de um dos rotores de aeração. A mistura líquida vai por gravidade do valo para o decantador, e o retorno do lodo bem como a descarga do seu excesso para os leitos de secagem é feitos através de bombeamento e gravidade. Do decantador o efluente vai para o tanque de contato onde é clorado e em seguida conduzido através de um duto para o tanque de esgoto tratado. A estação é equipada com um pequeno laboratório capaz de realizar os testes de sólidos sedimentáveis, sólidos totais, fixos e voláteis, OD, DBO, DQO, ph, coliformes e vazão. O sistema de tratamento por valo de oxidação da ETE/UFRN vem operando satisfatoriamente até o momento, apesar de existirem outros processos com tecnologias mais modernas e de fáceis operacionalização em nosso país Sobre a vazão afluente a ETE Para o cálculo da vazão afluente, o projetista utilizou as informações obtidas dos diversos setores da UFRN como também fez uso de dados propostos pela literatura. Para fins de cálculos do consumo diário foi estimado para os residentes em 200 litros per capita e os não residentes em 50 litros per capita. No início da operação foi estimada uma vazão de 700 m 3 /dia equivalente a 8,1 l/s. No período de monitoramento foi possível observar que a vazão sempre se manteve bem inferior à mínima projetada. Após vários perfis de vazão realizados durante a pesquisa, foi encontrada uma vazão média de 2,5 l/s caracterizando que a ETE foi super dimensionada ou poderia estar existindo perdas de afluente por infiltrações pelos dutos de escoamento ou algumas instalações prediais não se encontrarem ainda ligadas a ETE. Como conseqüência foi possível observar diversos problemas no sistema operacional todos relacionados possivelmente a reduzida vazão: XLI

41 a) Tempos de detenção hidráulica (TDH). O tempo de detenção hidráulica, do valo de oxidação e decantador foram bem superiores àqueles previstos em projeto, fazendo com que o lodo permanecesse por um período mais longo no valo e no decantador. O tempo de detenção hidráulica aproximado, baseado na vazão média diária, de 216 m³ e volume médio do valo de 1050 m³ correspondente a altura da lâmina líquida de 1,l2 m, foi de 4,86 dias; b) Sólidos em suspensão - Os sólidos em suspensão formados no valo de aeração, não atingiram a faixa de concentração recomendada pela literatura (3000 a 6000 mg/l), mesmo sendo realizada à recirculação de todo lodo armazenado diariamente no decantador, caracterizando um esgoto fraco a médio. A concentração dos sólidos em suspensão está abaixo da desejável, não devendo, portanto, ser feita ainda descarga para os leitos de secagem; c) Idade do lodo Elevadas idades do lodo implicam na produção de um lodo em excesso com características que permitem sua disposição final sem a necessidade de qualquer tratamento adicional, salvo a eventual remoção da umidade. A recirculação do lodo também ocasiona com que os sólidos permaneçam mais tempo no sistema que a massa líquida. Este tempo de permanência da biomassa no sistema é chamado de idade do lodo; d) Recirculação do lodo - a recirculação do lodo realizada continuamente por um período de tempo longo (lodo velho) poderá trazer problemas no tratamento reduzindo a remoção de cargas orgânicas como DBO e DQO; Sobre as concentrações de oxigênio O sistema de aeração para valo de oxidação deve ser contínuo para possibilitar a formação de flocos biológicos em condições aeróbia. Acontece que desde o início do tratamento o sistema vinha sendo operado em regime descontínuo. No período do monitoramento experimental foram feitos diversos perfis com o sistema operando em regimes contínuo e semicontinuo com o objetivo de se observar o comportamento na variação da concentração de oxigênio dissolvido com o tempo de aeração. Foi observada que a concentração aumentava gradativamente quando o sistema de aeração se encontrava desativado, onde era esperado que a concentração de oxigênio dissolvido fosse reduzindo. O aumento da concentração XLII