II-027 OTIMIZAÇÃO DA ESTABILIZAÇÃO CÁLCICA DO BIOSSÓLIDO PRODUZIDO NA ETE LAVAPÉS DE SÃO JOSÉ DOS CAMPOS/SP PARA USO AGRÍCOLA

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1 II-027 OTIMIZAÇÃO DA ESTABILIZAÇÃO CÁLCICA DO BIOSSÓLIDO PRODUZIDO NA ETE LAVAPÉS DE SÃO JOSÉ DOS CAMPOS/SP PARA USO AGRÍCOLA Luiz Ricardo dos Santos Malta(1) Engenheiro Agrônomo pela Universidade de Taubaté (1989). Especialização em Drenagem e Manejo de Bacias Hidrográficas pela Universidade de Taubaté (1992). Mestrando em Engenharia pela Escola Politécnica da USP. Milton Tomoyuki Tsutiya Engenheiro Civil pela Escola Politécnica da USP (1975). Mestre em Engenharia pela Escola Politécnica da USP (1983). Doutor em Engenharia pela Escola Politécnica da USP (1989). Professor do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP. Gerente da Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da SABESP. Endereço(1): Rua Clodoaldo dos Santos Rodrigues, 18 - Jardim Humaitá - Taubaté - Estado de São Paulo - CEP Fone: (12) luiz.malta@poli.usp.br. RESUMO Este estudo avaliou a estabilização cálcica, com objetivo de otimizar a dosagem de aplicação da cal na Estação de Tratamento de Esgoto Lavapés São José dos Campos SP, a fim de produzir um biossólido que atenda aos parâmetros de qualidade exigidos nas normas, para uso na agricultura, e que também, apresente características que sejam do interesse para os agricultores. Nesta pesquisa, foram utilizados biossólidos tratados com diferentes dosagens de cal, partindo da análise do comportamento térmico do biossólido, e seguido pela caracterização do biossólido, nos seguintes parâmetros: características biológicas (coliformes fecais, Salmonellas sp., ovos viáveis de helmintos, cistos de protozoários e enterovírus); redução da atração de vetores; metais pesados; e características agronômicas. Os resultados demonstraram que a utilização de crescentes doses de cal podem promover uma redução na concentração de certas características agronômicas (nitrogênio, fósforo, potássio, matéria orgânica e umidade), e também recomendam, que o biossólido tratado com 5% de cal/sst seja considerado como um biossólido classe "B", e o biossólido tratado com 20% de cal/sst como classe "A", pois ambos atendem as exigências estabelecidas para suas respectivas classes. PALAVRAS-CHAVES: Biossólido. Estabilização cálcica de biossólido. Lodo de esgoto.

2 INTRODUÇÃO Esta pesquisa procura viabilizar a utilização do lodo produzido na ETE Lavapés em São José dos Campos, para agricultura, e para isso, é necessário transformar o lodo em biossólido. Esta ETE está sediada no município de São José dos Campos, Estado de São Paulo, mais precisamente na região do Vale do Paraíba, uma área tipicamente industrializada no eixo Rio - São Paulo. Trata-se de uma estação diferenciada, pois o processo de redução da matéria orgânica pelas bactérias aeróbias nos reatores biológicos, utiliza o oxigênio puro que reduz o volume destes reatores em até três vezes. A estabilização do biossólido na ETE Lavapés é realizada através da aplicação da cal virgem no lodo de esgoto após o desaguamento. A ETE Lavapés atualmente é obrigada a aplicar uma alta dosagem de cal, cerca de 100% de cal/sst (relação entre cal aplicada e os Sólidos Suspensos Totais-SST, sendo SST uma parcela dos sólidos orgânicos e inorgânicos que não estão dissolvidos, parcela não filtrável), para pode enviar o biossólido para o aterro sanitário, isto implica, em gastos de transporte e cal. Uma alternativa para esta situação seria de utilização do biossólido na agricultura, para TSUTIYA (2000) a utilização na agricultura é uma forma mundialmente aceita para a destinação final do biossólido. O biossólido contém matéria orgânica, macro e micronutrientes que exercem um importante papel na produção agrícola e na manutenção da fertilidade do solo. Além disso, a matéria orgânica nele contida aumenta o conteúdo de húmus, melhorando a capacidade de armazenamento e de infiltração da água no solo; aumentando a resistência de agregados e reduzindo a erosão. CARACTERÍSTICAS DE BIOSSÓLIDOS PARA USO AGRÍCOLA Para a transformação do lodo em biossólido para uso agrícola é necessário atender quatro parâmetros: densidade em patógenos, redução da atração de vetores, limites em metais pesados e características agronômicas. Para a caracterização do biossólido no que diz respeito aos microorganismos patogênicos, faz-se necessário o estabelecimento de certos parâmetros a serem analisados. A U.S.EPA 40 CFR Part 503 e a CETESB limitam estes parâmetros para uma efetiva classificação do biossólido. Dentre os parâmetros microbiológicos utilizados, encontramos: coliformes fecais, as Salmonellas, os ovos viáveis de helmintos, os cistos de protozoários e os virus entéricos.

3 A U.S.EPA 40 CFR Part 503 e a norma CETESB P , determinam que um biossólido seja classificado como classe "A", se o processo adotado para seu tratamento, for aceito como capaz de realizar redução adicional de patógenos (PFRP- Process to Further Reduce Pathogens) ou "B", se o processo adotado para seu tratamento, for aceito como capaz de realizar redução significativa de patógenos (PSRP- Process to Significantly Reduce Pathogens), pelos respectivos orgãos. Pela U.S.EPA 40 CFR Part 503, o biossólido deve ser analisado quanto a presença de coliformes fecais ou Salmonella sp. para biossólidos classe "A", e quanto a presença de coliformes fecais para biossólido classe "B". Para a norma CETESB P , o biossólido deve ser analisado tanto para coliformes fecais quanto para Salmonella sp. para biossólidos classe "A", e quanto a presença de coliformes fecais para biossólido classe "B". Os valores aceitáveis nestas análises para atender a estas normas, bem como os processos de redução aceitos pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 e pela norma CETESB P , podem ser vistos na Tabela 1. Tabela 1: Critérios de classificação e processos de redução de patógenos aceitos pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 e norma CETESB P em função da classificação do biossólido Classificação do biossólido Critério de classificação Processos de redução de patogênos aceitos pela U.S.EPA e CETESB Classe "A" Coliformes fecais: Densidade < 1000 NMP/ g ST e/ou Salmonella sp.: densidade < 3 NMP/4g ST. Compostagem Secagem térmica Tratamento témico Digestão aeróbica termófilica Irradiação Pasteurização

4 Classe "B" Coliformes fecais: Densidade < 2 x 106 NMP/g ST ou Coliformes fecais: média geométrica da densidade de 7 amostras < 2 x 106 NMP/g ST ou 2 x 106 UFC/g ST (para processos não aceitos) Digestão aeróbia Secagem Digestão anaeróbia Compostagem Estabilização com cal Fonte: U.S.EPA 40 CFR Part 503 e CETESB (1999). Quando o processo utilizado não se enquadra nos processos de redução de patogênos aceitos pela U.S.EPA e CETESB, é necessário a aprovação desse processo para redução de patógenos. Para isso, os procedimentos a serem adotados para a verificação quanto à redução adicional de patógenos são: Efetuar a análise inicial do lodo, antes de seu tratamento, para determinar e confirmar a presença do(s) indicador(es) selecionado(s); Anotar e documentar os valores ou faixa de valores, para os parâmetros de operação do processo de tratamento de patógenos a ser testado; Analisar o lodo após o tratamento para determinar a(s) densidade(s) ou concentração (ções) do(s) indicador(es) selecionado(s). Para vírus entéricos, ovos de helmintos e cistos de protozoários, o processo analisado será considerado como capaz de uma redução adicional de patógenos, desde que tenham sido atendidas as exigências apresentadas na Tabela 2. Tabela 2: Indicadores e densidades exigidas para verificação de processos de redução adicional de patógenos Indicador

5 Densidade mínima antes do tratamento Densidade máxima após tratamento Vírus entéricos Ovos viáveis de Helmintos Cistos de Protozoários > 1 unidade formadora de placa por 4g de sólidos totais (base seca) > 1 por 4g de sólidos totais (base seca) > 1 por 4g de sólidos totais (base seca) < 1 unidade formadora de placa por 4g de sólidos totais (base seca) < 1 por 4g de sólidos totais (base seca) < 1 por 4g de sólidos totais (base seca) Fonte: CETESB (1999). A U.S.EPA 40 CFR Part 503, por sua vez, requer somente a análise do lodo para vírus entéricos e ovos viáveis de helmintos. Quando a densidade de vírus entéricos no lodo antes do tratamento é menor que 1 unidade formadora de placa por 4g de sólidos totais (base seca), o lodo será considerado classe "A". O mesmo acontece quando a densidade de ovos viáveis de helmintos no lodo antes do tratamento é menor que 1 ovo viável por 4g de sólidos totais (base seca). Se as densidades forem acima de 1 unidade formadora de placa por 4g de sólidos totais (base seca) para vírus entéricos ou 1 ovo viável por 4g de sólidos totais (base seca) para ovos viáveis de helmintos antes do tratamento é necessário que seja inferior a 1 após o tratamento.

6 Para U.S. EPA 40 CFR Part 503, pode-se produzir um biossólido classe "B", quando for aplicada cal suficiente para elevar o ph 12 por 2 horas de contato. E apresenta como alternativa para obter um biossólido classe "A", processos de tratamento que apresente condições de alta temperatura e alto ph. As condições de processos requeridos pela U.S.EPA são: a necessidade de cal para obter um ph acima de 12 e permanecer assim por 72 horas e, durante este tempo, a temperatura deve permanecer acima de 52oC por 12 horas e o biossólido deve ser seco ao ar até 50% de umidade. A U.S. EPA 40 CFR Part 503 considera como alternativa para produção de um biossólido classe "A" - Processo de Redução Adicional Patógenos (PFRP), o uso de regimes específicos de tempo e temperatura. A classificação do biossólido em classes "A" e "B", apresenta grande importância, pois estabelece restrições quanto ao uso do biossólido. O biossólido classe "A" pode ser utilizado sem restrições, inclusive para horticultura, e o biossólido classe "B" é de uso mais restrito. O lodo apresenta como característica a capacidade de atração de roedores, moscas, mosquitos, ou outros organismos capaz de transportar agentes infecciosos (U.S.EPA 40 CFR Part 503). Para ser utilizado na agricultura o biossólido deverá ser tratado de modo tal que garanta a redução da atratividade de vetores. A condição referida à estabilização química: é de uma temperatura de 25oC, a quantidade de álcali misturada com o lodo, deve ser suficiente para que o ph seja elevado até pelo menos 12 por um período mínimo de 2 horas, permanecendo acima de 11,5 por mais 22 horas. Estes valores devem ser alcançados sem que seja feita uma aplicação adicional da cal. Quanto a metais pesados, segundo BERTON (2000) podem ser normalmente encontrados no biossólido, os seguintes metais pesados: cádmio, cromo, cobre, níquel, chumbo, ferro, cobalto, manganês, molibdênio, mercúrio, selênio e zinco. Alguns são utilizados pelas plantas em seu desenvolvimento, como: o cobre, ferro, manganês, molibdênio, níquel e zinco; ou por bactérias fixadoras de nitrogênio, como: o cobalto; e ainda por animais, como: o cobalto, cromo, cobre, ferro, manganês, molibdênio e zinco. A U.S.EPA 40 CFR Part 503, estabelece alguns valores necessários a serem cumpridos em relação a metais pesados para a utilização satisfatória do biossólido na agricultura. A concentração limite de metais no biossólido são apresentadas na Tabela 3. Tabela 3. Concentrações limites de metais pesados. Metal

7 Concentração máxima permitida no biossólido (base seca) mg/kg Metal Concentração máxima permitida no biossólido de excepcional qualidade (base seca) mg/kg (*1) Arsênio Cádmio Cobre Chumbo Mercúrio Molibdênio Níquel Selênio Zinco Arsênio Cádmio

8 Cobre Chumbo Mercúrio Molibdênio Níquel Selênio Zinco Recomendado pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 Fonte: U.S.EPA 40 CFR Part 503 e CETESB (1999). As características agronômicas são requisitos de interesse do agricultor que não são encontrados em normas, sendo que alguns resultados típicos podem ser observados nas Tabelas 4 e 5. O USDA (1980) considera um biossólido típico como contendo 40% de matéria orgânica, 4% de nitrogênio, 2% de fósforo e 0,4% de potássio. Tabela 4: Principais parâmetros de valor agronômico dos biossólidos produzidos em diversas ETEs do Brasil. Parâmetro

9 Estações de Tratamento de Esgoto ETE Barueri São Paulo SP ETE Franca Franca - SP ETE Suzano São Paulo SP ETE Lavapés S. José dos Campos - SP ETE Brasília Brasília - DF ETE Belém Curitiba - PR Nitrogênio total (%) Fósforo (%) Potássio (%) Matéria Orgânica (%) Cálcio (%) Magnésio (%) Zinco (mg/kg) Cobre (mg/kg) Ferro (mg/kg) PH

10 2,25 1,48 0, ,29 N.D ,53 0,93 0,26 65,2 2 0, ,3 2,31 2,65 0,1 41

11 14,6 0, ,5 0,6 0,08 0, ,5 26, ,2 5,5 3,0 0,35 52,5 4,5 0,35 N.D.

12 N.D. N.D. 7,9 4,91 3,70 0,36 69,4 1,59 0,6 N.D. N.D. N.D. 5,9 Fonte: TSUTIYA (2000). Tabela 5: Composição em macronutrientes das plantas de alguns adubos orgânicos utilizados em trabalhos de pesquisa. Resíduo N P K CaMg S g/kg (base seca) Esterco de curral 17,3 2,0 8,5 5,5 3,9 0,2 Cama de poedeira 23,8 23,0 19,1 7,7 77 nd Composto de lixo 12,3 2,8 8,0 25,1 3,4 nd Vinhaça (gl-1) 0,31 0,11 3,6 0,79 0,27 0,92 Cama de frango de corte 27,7 16,7 25,7 23,7 6,0 nd

13 Torta de filtro 7,0 5,0 3,0 35,0 2,0 1,0 Torta de mamona 16,5 8,1 12,0 6,8 6,1 nd Esterco de suíno 20,2 nd 12,6 nd nd nd Lodo de esgoto 79,1 10,6 0,63 22,1 2,1 nd Fonte: MELO; MARQUES (2000). MATERIAIS E MÉTODOS Pode-se considerar basicamente, que os materiais utilizados nesta pesquisa foram: o lodo de esgoto e a cal. Esta pesquisa visa o estudo do processo de estabilização química do biossólido produzido na ETE Lavapés São José dos Campos, visando o uso agrícola. Esta avaliação consiste na aplicação de diferentes dosagens de cal. Trata-se, portanto, de um estudo exploratório procurando determinar o valor mais adequado de cal a ser aplicado no biossólido, que consiga atingir as exigências das normas para uso deste na agricultura. Todos estas análises foram realizadas em três repetições para maior confiabilidade das informações. Análise do comportamento térmico do biossólido com diferentes dosagens de cal Esta avaliação foi realizada na própria estação de tratamento de esgoto. Os tratamentos utilizados para as análises foram: 0%, 10%, 20%, 35%, 50%, 65% e 80% da cal em relação ao SST. Após a mistura da cal com o lodo, foram realizadas as medidas de temperatura. Estas foram executadas na própria caçamba onde o biossólido é despejado após a mistura com a cal no misturador rotativo - MAP. Os pontos de medição foram localizados distantes 50cm das paredes da caçamba para que não sofram nenhum tipo de interferência. Estas medidas, foram obtidas com termômetro de mercúrio normal, de 5 em 5 minutos, durante os primeiros 75 minutos, e posteriormente aos 90, 120, 150, 180, 240, 480 e 720 minutos. Chegou-se, assim, a uma configuração do comportamento térmico no período de 12 horas de contato do lodo com a cal. Análise do comportamento do ph no biossólido com diferentes dosagens de cal Para a análise de ph utilizou-se os seguintes percentuais: 0%, 3%, 4%, 5%, 10%, 20%, 35%, 50%, 65% e 80% da cal em relação ao SST. Para os percentuais 0%, 10%, 20%, 35%, 50%, 65% e 80%, foram realizadas medições por um período de 72 horas (no instante

14 inicial, após 2 horas, 24 horas, 48 horas e 72 horas) e para 3%, 4% e 5%, as medições foram por um período de 24 horas (no instante inicial, após 2 horas e 24 horas). Estas medições foram realizadas, colocando o eletrodo diretamente no biossólido, o que está de acordo com o método 9040 EPA (1986), que é utilizado para medir o ph de resíduos aquosos e resíduos multifase em que a fase aquosa constitua no mínimo 20% do volume total do resíduo. Análise do comportamento das características agronômicas no biossólido com diferentes dosagens de cal Foram realizadas análises de nitrogênio total, fósforo total (P2O5), potássio total (K2O), cálcio total, magnésio total, enxofre total, cobre total, manganês total, zinco total, ferro total, boro, matéria orgânica total, resultados fornecidos na base seca a 110ºC, e da umidade total. A análise foi realizada no laboratório da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz USP (ESALQ USP), seguindo a metodologia preconizada por KIEHL (1985). O nitrogênio total foi determinado pelo método Kjedahl, o fósforo total (P2O5) por colorimetria com reagente Vanado-molibdico, o potássio total (K2O) por fotometria de chama, o cálcio total e magnésio total por espectrofotometria de absorção atômica, o enxofre total por método gravimétrico, o cobre total, manganês total, zinco total, ferro total e boro por espectrofotometria de absorção atômica, a matéria orgânica total por combustão na mufla e a umidade por secagem em estufa a 105oC até peso constante. Os tratamentos empregados para este tipo de análise foram: 0%, 5%,10%, 20%, 35%, 50%, 65%, 80%. Análise do comportamento de patógenos no biossólido com diferentes dosagens de cal Os tratamentos utilizados para estes tipos de análises foram: 0%, 5%, 10%, 20% e 35% da cal em relação ao SST, para as análises de coliformes fecais, estas análises foram realizadas no laboratório da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental - CETESB; 0%, 20%, 30% E 40% da cal em relação ao SST, para as análises de Salmonellas, estas análises foram realizadas no laboratório da Ambiotec; 0%, 20% e 35% da cal em relação ao SST, para as análises de cistos de protozoários e ovos de helmintos viáveis, estas análises foram realizadas no laboratório da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental - CETESB; 0% e 20% e 35% da cal em relação ao SST, para as análises de enterovírus, estas análises foram realizadas no laboratório do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) Departamento de Microbiologia Laboratório de Virologia (Vírus Entéricos Humanos e de Animais) da Universidade de São Paulo.

15 Os métodos utilizados para estas análises foram: Coliformes fecais analisados conforme o método de ensaio Coliformes fecais Técnica de tubos múltiplos, utilizando como meio de cultura o meio A1 (norma CETESB L 5.406) e seus resultados expressos em NMP/g de Sólidos Totais; Salmonellas analisadas conforme o método de ensaio Salmonellas Isolamento e Identificação (norma CETESB L 5.218) e seus resultados expressos em presença e ausência de Salmonella; Cistos de protozoários e os ovos viáveis de helmintos pelo método Yanko Analytical Method for Viable Helminth Ova e os resultados expressos em cistos/4g de Sólidos Totais (base seca) e ovos viáveis de helmintos/4g de Sólidos Totais (base seca) respectivamente; Enterovírus analisados a partir da concentração de partículas virais, pelo método de ensaio descrito por MEHNERT; STEWIEN (1993). A detecção de vírus pertencentes ao gênero Enterovírus foi realizada por isolamento em cultura linhagem contínua de carcinoma de orofaringe humano (Hep-2) e por reação em cadeia da polimerase (PCR). Os resultado foram expressos em presença e ausência do vírus na amostra. Análise do comportamento de metais pesados no biossólido com diferentes dosagens de cal Foram realizadas análises de arsênio, cádmio, cobre, chumbo, mercúrio, molibdênio, cromo, níquel, selênio, zinco. Os tratamentos utilizados para este tipo de análise foram: 5%, 20% da cal em relação ao SST. As análises destes metais pesados foram realizadas no laboratório do Instituto Agronômico IAC. Os métodos utilizados para estas análises são encontrados no Standard Methods for Examination of Water and Wastewater 19th Edition, e os resultados expressos em mg/kg na base seca. RESULTADOS E DISCUSSÕES. Resultados e discussões do comportamento térmico no biossólido com diferentes dosagens de cal Por meio da Figura 1 pode ser observado o comportamento térmico do lodo bruto, observase que na maior parte do tempo a temperatura se mantém estável entre 24 e 25oC. Nas Figuras 2, 3, 4 e 5 são apresentados comportamentos térmicos para biossólidos com aplicação de 10, 20, 35 e 50% de cal/sst respectivamente. Em todas elas, não há elevação térmica muito significativa, não chegando a atingir a temperatura de 50oC. E são incertas as informações a respeito da destruição de patógenos para temperaturas inferiores a 50oC. De acordo com a U.S. EPA 40 CFR Part 503, estas dosagens de cal não poderiam ser consideradas como promotoras de um tratamento térmico.

16 A Figura 6 demonstram o comportamento térmico para biossólido com aplicação de 65% de cal/sst. Esta elevou a temperatura do biossólido a mais de 50oC, porém, é necessária uma investigação complementar para avaliar se o tempo de permanência desta elevação é suficiente para que o biossólido seja considerado tratado termicamente. Na Figura 7, é apresentado comportamento térmico para biossólido com aplicação de 80% de cal/sst. Nestas, verifica-se um aumento da temperatura acima de 70oC por mais de 30 minutos, podendo ser listado como um biossólido classe "A", de acordo com a U.S. EPA 40 CFR Part 503. Figura 1: Comportamento térmico do lodo bruto, por um período de 12 horas. Figura 2: Comportamento térmico do biossólido com 10% de cal em relação a SST, por um período de 12 horas. Figura 3: Comportamento térmico do biossólido com 20% de cal em relação a SST, por um período de 12 horas. Figura 4: Comportamento térmico do biossólido com 35% de cal em relação a SST, por um período de 12 horas. Figura 5: Comportamento térmico do biossólido com 50% de cal em relação a SST, por um período de 12 horas. Figura 6 Comportamento térmico do biossólido com 65% de cal em relação a SST, por um período de 12 horas. Figura 7: Comportamento térmico do biossólido com 80% de cal em relação a SST, por um período de 12 horas.

17 Resultados e discussões do comportamento do ph no biossólido com diferentes dosagens de cal Nas Figuras 8 e 9 pode-se observar o comportamento do ph no momento da aplicação da cal e 2 horas após sua aplicação; verifica-se, por meio destas, que somente a dosagem de 3% de cal/sst não foi suficiente para elevar o ph do biossólido a 12, sendo inviável para o uso na agricultura. A Figura 10 apresentam o comportamento do ph após 24 horas da aplicação da cal, observa-se que o biossólido com dosagem de 4% de cal/sst não consegue manter um ph acima de 11,5 até que complete 24 horas, não sendo viável para uso na agricultura, já que não atende os critérios para redução de atração de vetores. Por meio das observações realizadas Figuras 8, 9 e 10, tem-se que o biossólido com 5% de cal/sst consegue manter o ph acima de 12 por 2 horas, o que, para U.S. EPA 40 CFR Part 503 e para a norma CETESB P é suficiente para produzir um biossólido classe "B", e acima de 11,5, após 24 horas da aplicação sem adição de mais cal, exigência feita para que o biossólido atenda os critérios para redução de atração de vetores. A Figura 11 demonstra o comportamento do ph após 72 horas da aplicação da cal; verificando-se nesta que somente as dosagens iguais ou superiores a 20% de cal/sst conseguem manter um ph acima de 12 por 72 horas. Analisando a dosagem de 65% de cal/sst pelas Figuras 6 e 11, percebe-se que esta atinge a elevação da temperatura superior à 52oC por 12 horas, e do ph acima de 12 por 72 horas, como exigidos em uma das alternativas da U.S. EPA 40 CFR Part 503, só sendo necessário somente uma posterior secagem ao ar. Figura 8: Comportamento do ph no biossólido com diferentes dosagens de cal, no instante inicial da aplicação da cal. Figura 9: Comportamento do ph no biossólido com diferentes dosagens de cal, após 2 horas da aplicação da cal. Figura 10: Comportamento do ph no biossólido com diferentes dosagens de cal, após 24 horas da aplicação da cal.

18 Figura 11: Comportamento do ph no biossólido com diferentes dosagens de cal, após 72 horas da aplicação da cal. Resultados e discussões do comportamento das características agronômicas no biossólido com diferentes dosagens de cal Os resultados referentes a nitrogênio total observado na Figura 12, fósforo total (Figura 13) e potássio total (Figura 14), demonstram uma redução do porcentual destes elementos à medida que é aumentado o porcentual de cal aplicada. Na Figura 12 observa-se que com a aplicação de qualquer dosagem de cal, o porcentual de nitrogênio apresenta valores superiores à média apresentada pela USDA (1980), aos valores encontrados na ETE Barueri e Suzano-SP (Tabela 4). Para o biossólido tratado com 20% de cal/sst, o porcentual de nitrogênio fica bem próximo ao valor apresentado da ETE Belém- PR e quando tratado com 5% próximo aos da ETE Franca-SP e ETE Brasília-DF (Tabela 4). O nitrogênio apresenta valores superiores a todos os adubos orgânicos apresentados na Tabela 5, tanto para as aplicações de 5% quanto para 20% de cal/sst. Os resultados do porcentual de fósforo para aplicações inferiores a 35% de cal/sst foram superiores a média apresentada pela USDA (1980) e a todos da Tabela 5. O porcentual deste elemento para o biossólido tratado com 20% de cal/sst está próximo ao apresentado na ETE Suzano-SP e superior ao da ETE Franca e Barueri SP, e quando aplicado 5% só é inferior ao da ETE Belém-PR (Tabela 4). Os resultados do porcentual de potássio foram superiores aos apresentados pela USDA (1980), quando ocorrem aplicações inferiores a 35% de cal/sst. Os valores médios para todos os porcentuais foram superiores aos dados encontrados nas Tabelas 4, porém inferiores aos valores dos diferentes tipos de adubos orgânicos, apresentados na Tabela 5. Na Figura 15 observa-se um aumento bastante significativo do porcentual de cálcio no biossólido à medida que se aumenta a dosagem da cal, já que é adicionada cal virgem ao biossólido. Os resultados de magnésio total, enxofre total e manganês total, não foram bastante conclusivos. Para os elementos cobre total, zinco total, e ferro total, verifica-se que, a medida em que ocorre o aumenta do porcentual de aplicação da cal, tem-se a redução da concentração destes elementos. A Figura 16 apresenta o porcentual de umidade encontrado no biossólido com diferentes dosagens de cal. Pode-se verificar estas que a umidade no lodo é bastante elevada, sendo de aproximadamente 85% na média para um biossólido com 5% de cal/sst e de 80% para um biossólido com 20%, mostrando que este processo não promove redução significativa da umidade. Esta umidade elevada significa aumento no custo do transporte do biossólido e dificulta o transporte a grandes distâncias.

19 O porcentual de matéria orgânica demonstrado na Figura 17 apresenta uma redução à medida que aumenta dosagem de cal aplicada. Para aplicações inferiores a 35% de cal/sst, os porcentuais de matéria orgânica foram superiores a média apresentada pela USDA (1980). Os tratamentos do biossólido com 5% ou 20% de cal/sst apresentaram porcentuais superiores aos da ETE Barueri, Suzano SP e Brasilía-DF, conforme pode ser visto na Tabela 4. Figura 12: Comportamento do porcentual de Nitrogênio Total (base seca) no biossólido com diferentes dosagens de cal. Figura 13: Comportamento do porcentual de Fósforo Total (base seca) no biossólido com diferentes dosagens de cal. Figura 14: Comportamento do porcentual de Potássio Total (base seca) no biossólido com diferentes dosagens de cal. Figura 15: Comportamento do porcentual de Cálcio Total (base seca) no biossólido com diferentes dosagens de cal. Figura 16: Comportamento do porcentual de Umidade Total (base seca) no biossólido com diferentes dosagens de cal. Figura 17: Comportamento do porcentual de Matéria Orgânica Total (base seca) no biossólido com diferentes dosagens de cal. Resultados e discussões do comportamento de patógenos no biossólido com diferentes dosagens de cal Os resultados apresentados na Tabela 6 demonstraram que a aplicação de 5% de cal/sst foi suficiente para promover a redução de 99,99% de coliformes fecais. Para todas as amostras analisadas que tiveram adição de cal, os valores encontrados foram sempre

20 inferiores à densidade de 1000 NMP/g ST exigidos pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 e pela norma CETESB P , para que um biossólido seja considerado classe "A". Tabela 6: Resultados das análises de coliformes fecais no biossólido, com diferentes dosagens de cal. amostra 1 amostra 2 amostra 3 % SST mg/l SST mg/l SST mg/l de cal 17/09/01 24/09/01 01/10/01 (NMP/g ST) (NMP/g ST) (NMP/g ST)

21 < < 2 9 Com relação a Salmonella sp., os resultados obtidos foram sempre s em todas as amostras, incluindo a de lodo bruto. Isto permite que o biossólido seja considerado como classe "A", de acordo com a U.S.EPA 40 CFR Part 503 e a norma CETESB P Para ovos viáveis de helmintos em dois dos três dias nos quais foram realizadas as análises, não se verificou a presença destes até mesmo no lodo bruto. Isto permite classificar os percentuais tratados como um biossólido classe "A" até uma próxima análise, segundo a U.S.EPA 40 CFR Part 503. Enquanto que, para análise do dia 01/10/01, verificou-se que o lodo bruto apresentava mais que um ovo viável de helminto por quatro gramas de sólidos totais na base seca, e que, após a aplicação da cal tanto para o tratamento com 20% ou 35% de cal/sst, constatou-se a ausência de ovos viáveis de helmintos. Isto configura o processo como capaz de redução adicional de patógenos, o que permite classificar este biossólidos como classe "A" pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 e norma CETESB P Estes resultados podem ser observados na Tabela 7. Tabela 7: Resultados das análises de ovos viáveis de helmintos no biossólido, com diferentes dosagens de cal.

22 amostra 1 amostra 2 amostra 3 % SST mg/l SST mg/l SST mg/l de cal 17/09/01 24/09/01 01/10/01 (ovos viáveis/4g ST) (ovos viáveis/4g ST) (ovos viáveis/4g ST) 0 1,

23 Os resultados encontrados na Tabela 8 demonstram que, na análise de cistos de protozoários, não houve ocorrência destes em um dia dos três em que foram realizadas, nem mesmo no lodo bruto. Isto permite classificar os percentuais tratados como um biossólido classe "A" até uma próxima análise, segundo a U.S.EPA 40 CFR Part 503. Nos dois outros dias de análises, o processo de tratamento com a cal, quer por adição de 20% ou por 35% de cal/sst, foi capaz de redução adicional de patógenos, o que permite classificar estes biossólidos como classe "A" e o processo como promotor de redução adicional de patógenos, pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 e norma CETESB P Tabela 8: Resultados das análises de cistos de protozoários no biossólido, com diferentes dosagens de cal. amostra 1 amostra 2 amostra 3 % SST mg/l SST mg/l SST mg/l de cal 17/09/01 24/09/01 01/10/01 (cistos/4g ST) (cistos/4g ST)

24 (cistos/4g ST) 0 1,480 1, Nos resultados da Tabela 9, pode-se ver que os enterovírus estavam presentes em todas as análises realizadas no lodo bruto e em todas as de lodo tratado quer com 20 quanto com 35% de cal/sst. Isto permite classificar os percentuais tratados como um biossólido classe "A" e o processo como promotor de redução adicional de patógenos, de acordo com a U.S.EPA 40 CFR Part 503 e norma CETESB P Tabela 9. Resultados das análises de vírus entéricos no biossólido, com diferentes dosagens de cal. amostra 1 amostra 2 amostra 3 % SST mg/l

25 SST mg/l SST mg/l de cal 17/09/01 24/09/01 01/10/01 (presença de vírus) (presença de vírus) (presença de vírus) 0 presente presente presente Resultados e discussões do comportamento dos metais pesados no biossólido com diferentes dosagens de cal

26 Os resultados encontrados para metais pesados demonstram que, tanto o biossólido tratado com 5% de cal/sst, quanto por 20% de cal/sst, apresentam valores abaixo das concentrações limites de metais no biossólido determinados pela U.S.EPA 40 CFR Part 503 e pela norma CETESB P Estes resultados também permitem que estes dois tratamentos do biossólido sejam considerados como de excepcional qualidade segundo a U.S.EPA 40 CFR Part 503. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES As principais conclusões e recomendações deste trabalho são apresentadas a seguir: A temperatura no biossólido aumenta com a aplicação da cal, a aplicação de dosagens até 50% de cal/sst não promove elevação de temperatura à 50oC, e têm-se poucas informações de redução de patógenos abaixo desta temperatura. Para 60 e 85% de cal/sst a temperatura supera 50oC, apresentando assim uma maior influência na redução de patógenos; A aplicação da cal promove a elevação do Ph no biossólido, tendo grande influência na redução de patógenos e na redução da atração de vetores; A medida que aumenta a dosagem da cal, o biossólido apresenta uma redução da concentração de nitrogênio, fósforo, potássio, cobre, zinco, ferro, matéria orgânica e o aumento da concentração de cálcio; Dosagens inferiores a 5% de cal/sst não conseguem atingir o Ph exigido pelas normas no que se refere à atração de vetores. Portanto, esse lodo não pode ser considerado como biossólido e não pode ser utilizado na agricultura; O biossólido tratado com 5% de cal/sst pode ser utilizado na agricultura respeitando-se as restrições de um biossólido classe "B", pois atende às normas no que se refere a microorganismos patogênicos para um biossólido classe "B", atração de vetores, metais pesados, e apresentam características agronômicas bastante interessantes; O biossólido tratado com 20% de cal/sst pode ser utilizado na agricultura sem restrições, pois atende às normas no que se refere a microorganismos patogênicos para um biossólido classe "A", atração de vetores, metais pesados, e apresentam características agronômicas bastante interessantes; As conclusões desta pesquisa poderão ser utilizadas em ETEs com características semelhantes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

27 BERTON, R.S. Riscos de contaminação do agroecossistema com metais pesados. In: BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna: EMBRAPA Meio Ambiente, p CARVALHO, P.C.T.; CARVALHO, F.J.P.C. Legislação sobre biossólido. In: TSUTIYA, M.T. et al. Biossólido na agricultura. São Paulo: SABESP, p COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL - CETESB. Aplicação de lodos de sistemas de tratamento biólogico em áreas agrícolas- critérios para projeto e operação: manual técnico - Norma P São Paulo, KIEHL, E.J. Fertilizantes orgânicos. São Paulo: Ed. Agronômica CERES, p. MEHNERT, D.U.; STEWEIN, K.E. Detection and distribution of rotavirus in raw sewage and creeks in São Paulo, Brazil. Appl. Environmental Microbiology, n. 59, p , TSUTIYA, M.T. Qualidade de biossólidos produzidos em estações de tratamento de esgotos da região metropolitana de São Paulo. In: CONGRESSO INTERAMERICANO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 27., Porto Alegre, Anais. São Paulo: ABES, USDA UNITED STATE DEPARTMENT OF AGRICULTURE. Report and recommendation on organic farming. Washington D.C.: Government, p. U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Code of Federal Regulations 40 CFR Part 503. U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Method 9040: ph eletrometric measurement. In: Test methods for evaluating solid waste. 3.ed. Washington, D.C.: EPA, V.IC: laboratory manual phisical/chemical methods, chap.6 properties, p