III ESTIMATIVA DA ACUMULAÇÃO DE LODO EM LAGOAS DE TRATAMENTO ANAERÓBICO TRATANDO ESGOTOS DOMÉSTICOS O CASO DA ETE BRAZLÂNDIA - DF.

Transcrição

1 III ESTIMATIVA DA ACUMULAÇÃO DE LODO EM LAGOAS DE TRATAMENTO ANAERÓBICO TRATANDO ESGOTOS DOMÉSTICOS O CASO DA ETE BRAZLÂNDIA - DF. Mauro Roberto Felizatto (1) Engenheiro Químico (UFU ). Mestre em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos (UNB ). Engenheiro da Companhia de Saneamento do Distrito Federal (CAESB), atualmente Supervisor das ETE S Melchior e Samambaia/Coordenadoria Operacional Noroeste (POEON). Professor do Curso de Engenharia Ambiental da Universidade Católica de Brasília (UCB). Fabiano Tenório Balbino Aluno do sexto semestre de Engenharia Ambiental na Universidade Católica de Brasília. Estagiário do Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes DNIT. Coordenação-Geral de Meio ambiente CGMAB. Hugo Alves de Matos Silva Aluno do sexto semestre de Engenharia Ambiental na Universidade Católica de Brasília. Estagiário do Núcleo de Gestão Ambiental da Câmara dos Deputados. Gustavo Cirqueira de Souza Aluno do quinto semestre de Engenharia Ambiental na Universidade Católica de Brasília Endereço (1) : Caixa Postal: CEP: Tel: +55 (61 ) maurofelizatto@uol.com.br RESUMO As lagoas de estabilização são o mais simples método de tratamento de esgotos que existe, são constituídas de escavações rasas cercadas por talude de terra. O sistema de lagoas de estabilização denominada australiano é muito empregado no Brasil, este sistema consiste em lançar o esgoto bruto diretamente em uma lagoa geralmente em uma condição anaeróbica. O presente trabalho visa quantificar o volume de lodo e sua taxa de deposição na lagoa de estabilização da Estação de Tratamento de Esgoto de Brazlândia, nos anos de 1998 à Com o programa Surfer 8.0 modelar a distribuição espacial da camada de lodo depositado na lagoa de estabilização e com esta modelagem visualizar os pontos de maior acumulo de lodo nas lagoas anaeróbias. As duas lagoas anaeróbicas da ETE Brazlândia foram divididas em seções de medições de espaçamento variável segundo a dimensão das lagoas. Os dados encontrados em campo foram copilados no programa Sufer 8.0 para obtenção do volume e da taxa de deposição do lodo, com o mesmo programa foram obtidos as distribuições espaciais do lodo nas duas lagoas. As duas lagoas anaeróbicas da ETE Brazlândia apresentam as taxas de acumulo linear e acumulo per capta semelhantes assim como o volume acumulado em ambas as lagoas o que prova a simultaneidade de operação de ambas estando as mesmas sujeitas aos mesmos tipos de interferências. O Volume acumulado de lodo apresenta se estabilizado nas duas lagoas devido ao fato de que em alguns anos haver perda de lodo, mesmo assim esta poderá estar afetando as demais etapas do tratamento. As distribuições espaciais nas duas lagoas apresentam evoluções semelhantes com a formação de valas que evidenciam a perda de lodo. A pistola de lodo se mostrou eficiente e de fácil manuseio apesar de ter um custo elevado de preço. PALAVRAS-CHAVE: Lodo, Lagoas de Estabilização, Tratamento de Esgoto, Distribuição Espacial da Camada de Lodo. INTRODUÇÃO O Sistema Australiano de tratamento de esgoto é constituído por lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas. As lagoas anaeróbias são normalmente profundas, variando entre 4 a 5 metros. A profundidade tem a finalidade de impedir que o oxigênio produzido pela camada superficial seja transmitido às camadas inferiores. Para garantir as condições de anaerobiose é lançada uma grande quantidade de efluente por unidade de volume da lagoa. Com isto o consumo de oxigênio será superior ao reposto pelas camadas superficiais. Como a superfície da lagoa é pequena comparada com sua profundidade, o oxigênio produzido pelas algas e o proveniente da reaeração atmosférica são considerados desprezíveis. No processo anaeróbio a decomposição da matéria orgânica gera subprodutos de alto poder energético (biogás) e, desta forma, a disponibilidade de ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 energia para a reprodução e metabolismo das bactérias é menor que no processo aeróbio (MENDONÇA, 1990). As lagoas de estabilização são o mais simples método de tratamento de esgotos que existe, são constituídas de escavações rasas cercadas por talude de terra. Geralmente tem a forma retangular ou quadrada. O tratamento de esgotos por lagoas de estabilização visa três objetivos: remover matéria orgânica das águas residuárias que causa poluição, eliminar os organismos patogênicos que representam perigo a saúde da população e por fim utilizar o efluente para reuso, com outras finalidades como a agricultura por exemplo. Os fatores que influenciam para a qualidade desejada para o efluente das lagoas de estabilização são a saúde numero de microorganismos patógenos encontrados - meio ambiente os principais indicadores são a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e os sólidos em suspensão e o reuso dependendo do uso que se dará ao efluente, serão definidos os critérios para redução bacteriológicas de DBO e de sólidos em suspensão. Os paises de clima tropical oferecem condições ideais para tratamento de efluentes das águas residuárias mediante a processos naturais, como é o caso das lagoas de estabilização. As principais vantagens dos sistemas de lagoas de estabilização são: os seus baixos custos, não necessitam de componentes importados, são simples de serem construídos, simples de operar são confiáveis e fáceis de se manter, produzem um efluente de alta qualidade com excelente redução de microorganismos patógenos, este sistema pode absorver aumentos bruscos de cargas hidráulicas ou orgânicas e usam pouco ou nenhuma energia elétrica (MENDONÇA, 1990). MATERIAIS E MÉTODOS As áreas de estudo são as duas lagoas anaeróbicas da Estação de tratamento de esgoto de Brazlândia DF. Os dados populacionais da cidade de Brazlândia bem como os que estão relacionados com a ETE são os seguintes: Tabela 1- População total de Brazlândia-DF. População Urbana Residente por sexo - Brazlândia Masculino Feminino Total Número % Número % Número % Tão importante quanto saber a população total que reside na cidade de Brazlândia é saber o quanto de residências estão ligadas a estação de tratamento de esgoto de Brazlândia, uma vez que é notório o problema que o Distrito Federal vem sofrendo com invasões, ou seja é possível que nem toda a população de Brazlândia esteja com suas residências ligadas a ETE ou que haja ligações clandestinas de esgoto. Tabela 2 - Número de ligações com por RA (Regiões administrativas) com as estações de tratamento de esgoto. Extensão da rede e vazão média de esgoto por RA. Extenção de Rede Vazão média de Esgoto RA em operação em 12/2002 Ligações Economias (Km) Coletado m³/mês (até 12/2002) Brasília Gama Taguatinga Brazlândia Sobradinh o ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 METODOLOGIA As duas lagoas anaeróbicas foram divididas em matrizes, em cada pontos foram feitos as medições que consistem na medição da altura da camada de lodo em cada ponto da matriz com uma pistola de lodo (aparelho escolhido paras as medições, ver figuras 1 e 2), com os dados obtidos em campo foi utilizado o programa Sufer 8.0 para obtenção do volume e da taxa de deposição além de modelar espacialmente a distribuição do lodo nas duas lagoas. Os dados obtidos foram estudados juntamente com os dados de 2003, uma vez que a presença destes é necessário para se obter as respostas esperadas. Figura 1. Pistola de Lodo Figura 2. Sensor óptico RESULTADOS As medições feitas nas duas lagoas de estabilização nos anos de 1998 e no ano de 2003, geraram dados importantes para os estudos da acumulação de lodo, com os dados destas medições em nossas mãos e com a utilização do Programa Sufer 8.0 foram gerados os seguintes dados dados volumétricos e espaciais para cada uma das duas lagoas. Aqui estão apresentados os relutados obtidos para a lagoa anaeróbica 1. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Figura 3. Distribuição do lodo na lagoa anaeróbica 1 da ETE de Brazlândia, em Figura 4. Distribuição do lodo na lagoa anaeróbica 1 da ETE de Brazlândia, em A seguir é a apresentada uma tabela que ilustra os valores dos volumes encontrados a partir das respectivas figuras acima, estes volumes também foram calculados pelo programa Sufer 8.0. Tabela 3. Volume em 1998 e 2003 da lagoa anaeróbica 1. Lagoa Anaerobica 1 Ano Volume (m³) , ,15 Aumento em 5 anos (m³) 3547,43 Máda do aumento em 5 anos (m³/ano) 709,486 ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Sabendo destes resultados e da população residente em Brazlândia foram obtidas as taxas de aumento linear do lodo e a taxa para a estimativa de formação do lodo. Os resultados para a alagoa anaeróbica 1 da ETE de Brazlândia foram: Tabela 4. Taxa de acumulo e taxa linear do lodo para a lagoa anaeróbica 1. Resultado da lagoa anaerobica 1 Taxa per capita de acumulação (l/hab.dia) 0, Aumento Linear (cm/dia) 0,18 Agora com relação a segunda lagoa anaeróbica da ETE foram conseguidos os seguintes resultados numéricos e espaciais: Figura 5. Distribuição do lodo na lagoa anaeróbica 2 da ETE de Brazlândia, em Figura 6. Distribuição do lodo na lagoa anaeróbica 2 da ETE de Brazlândia, em ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Assim como foi feito para as lagoas anaeróbicas 1, o volume desta lagoa nestes dois anos também foi conseguido pela a utilização do programa Sufer 8.0. E está apresentado pela tabela abaixo. Tabela 5 - Tabela. Volume em 1998 e 2003 da lagoa anaeróbica 2. Lagoa Anaerobica 2 Ano Volume (m³) , ,11 Aumento em 5 anos (m³) 3425,64 Máda do aumento em 5 anos (m³/ano) 685,128 No que diz respeito ao objetivo que são a taxa de acumulo e as taxas lineares para a lagoa anaeróbica 2 são os seguintes: Tabela 6 - Taxa de acumulo e taxa linear do lodo para a lagoa anaeróbica 2. Resultado da lagoa anaerobica 2 Taxa per capita de acumulação (l/hab.dia) 0, Aumento Linear (cm/dia) 0,18 Observando as taxas encontradas nas duas lagoas anaeróbicas com os dados relativos aos estudos feitos pelo Professor Francis podemos fazer um paralelo do desenvolvimento e acumulo do lodo nas lagoas anaeróbicas. Francis encontrou em seus estudos os seguintes valores para a taxa de acumulação per capta : Tabela 7 - Taxa de acumulação do lodo Espírito Santo Taxas de acumulação encontrados em ETE do Espirito Santo ETE Eldorado (l/hab.dia) 0,023 ETE Porto Canoa (l/hab.dia) 0,026 Antes de fazermos as comparações devemos notar que o tempo de operação destas ETEs no Espírito santo é de 15 anos sendo o tempo de operação da ETE de Brazlândia são de aproximadamente 20 anos. Mesmo assim podemos fazer uma analise entre os resultados que nos sugerem uma maior taxa de acumulação nas lagoas anaeróbicas da ETE de Brazlândia, apesar de que cinco anos corresponde um acumulo importante de lodo em uma lagoa anaeróbica. Apesar de a vazão e de que o uso das lagoas anaeróbicas nesta estão dentro das normalidades previstas o cumulo de lodo está presente de maneira significativa. Os valores de acumulação per capita das duas lagoas se apresentam de maneiras parecidas assim como as suas respectivas taxas lineares, o que nos evidencia a utilização conjunta destas lagoas anaeróbicas. O volume encontrado nas duas lagoas vem comprovar que em um período considerável em ambas as lagoas deverão passar por um processo de retirada do lodo, cabendo a CAESB a sua destinação. Quanto ao uso da pistola de lodo, podemos verificar que a mesma se apresenta de maneira útil ao serviço de medições das camadas de lodo, sendo de uso muito simples e dinâmico, uma vez que o mesmo não requer matérias de reposição, como no pano branco, ou o manuseio de equipamentos mais sensíveis, como o peagômetro. No que diz respeito a distribuição espacial do lodo podemos ver que esta aumentou significativamente em cinco anos, esta distribuição aumentou de uma maneira tão significativa que parte do lodo pode estar passando para as lagoas facultativas evidenciando um mal funcionamento na maturação do lodo, sendo isto observado nas depressões que estão ocorrendo nas duas lagoas hoje. CONCLUSÕES Após todos os trabalhos de medições, da utilização do programa Surfer 8.0 e de todas as avaliações possíveis sobre o tema podemos concluir que as duas lagoas anaeróbicas da ETE de Brazlândia sofrem do mesmo ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 problema encontrado por outras lagoas anaeróbicas: o acúmulo de lodo, ou melhor, dos problemas causados por este acúmulo. As taxas de acumulação e as taxas lineares estão presentes de forma parecidas nas duas lagoas anaeróbicas. A utilização da pistola de lodo se apresenta de maneira útil e dinâmica, apesar do seu alto custo, se tornando uma ótima alternativa em medições de lodo. A distribuição espacial da camada de lodo vem provar que este problema de acúmulo pode causar um mal funcionamento na maturação do esgoto, o que pode estar descaracterizando um dos seus principais objetivos que é de eliminar os organismos patogênicos. Com este trabalho é esperado que o mesmo possa contribuir para os estudos sobre o acúmulo de lodo que ainda são escassos no Brasil, o que de certa maneira é inconcebível se analisarmos o fato de este sistema ser muito utilizado, por todas as suas vantagens já citadas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. FRANCI, Ricardo. Gerenciamento do lodo em lagoas de estabilização não mecanizadas. Rio de Janeiro: ABES, p FRANCI, Ricardo. Lodos de lagoas de estabilização em operação no Espírito Santo: Formação e características. Rio de Janeiro: ABES, 1997.p KELLER, Erich. Lagoas de estabilização: projeto e operação. Rio de Janeiro:ABES,1998. p MENDONÇA, Sergio Rolim. Lagoas de areação e aeradas mecanicamente. João Pessoa: UFPB.,1990. p NASCIMENTO, Cláudio Gomes do. Avaliação comparativa do modelo Saqaar e pescod com as taxas de acumulação de lodo em lagoas de estabilização no Espírito Santo. Rio de Janeiro: p SPERLING, Marcos von. Princípios básicos do tratamento de esgotos..minas Gerais: UFMG, p VOLSHAN. I. J. Sistema de otimização econômica da destinação final do lodo de estações de tratamento de esgotos. Rio de Jeneiro: UFRJ, /1995. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7