AVALIAÇÃO DE SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES POR DISCOS BIOROTATIVOS

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1 AVALIAÇÃO DE SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES POR DISCOS BIOROTATIVOS Katia Simões Parente 1 * ; Pedro Feitosa Cavalcante Filho 2 ; Fernanda Drago 3 RESUMO O presente estudo apresenta dados de analise dos parâmetros do efluente tratado em um sistema de tratamento biológico por biodiscos instalado em uma indústria na região da Baixada Santista. O sistema foi instalado para tratar o efluente doméstico gerado nas instalações de obras realizadas na indústria. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do sistema de biodiscos comparando os resultados das analises com os limites estabelecidos na legislação para lançamento de efluentes em corpos receptores naturais. A metodologia aplicada foi a coleta de dados nas análises semanais realizadas ao longo do ano de 2014, sendo, portanto considerada uma pesquisa de caráter quantitativo. As conclusões apresentadas foram satisfatórias e pode-se observar que as estações atendem aos requisitos legais, porém apresentam alguns problemas operacionais que não impedem seu funcionamento. Palavras-Chave efluente, tratamento, reuso. ABSTRACT WASTEWATER TREATMENT SYSTEM BY BIODISC This study presents data analysis of the parameters of wastewater treated into a biological treatment system for biodisc installed in an industry near to Santos city region. The system was installed to treat domestic wastewater generated by building inside of the industry. The objective is to evaluate the efficiency of the system comparing the results of analyzes with the limits established in local law for wastewater discharge in the natural water receiving. The methodology has been applied it was the collect data in the weekly analyzes conducted throughout the year 2014 so it is considered a quantitative research. The conclusions had been satisfactory and it was observed that the treatment by biodisc presents data following the law, but there are some mechanical problems the not forbid it good working. Keywords wastewater, treatment, reuse water. 1 Afiliação: Faculdade de Saúde Pública 2 Afiliação: Times New Roman, 8 pt e . * Autor Correspondente: Inserir * no autor responsável pela submissão. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 1. INTRODUÇÃO E JUSTIFICATIVA Há muitos anos se fala que a próxima grande guerra não será pelo petróleo, ou por religião ou mesmo por terras, mas sim pela água. Não se sabe se a humanidade chegará a uma guerra, mas certamente haverá conflitos pela água, pois atualmente a região Sudeste do país já enfrenta problemas sérios com abastecimento público em função de uma grande estiagem, e por conta disto já existem conflitos entre as bacias hidrográficas do Alto Tiete e Paraíba do Sul, que engloba parte do território do Estado do Rio de Janeiro. Com base no problema atual de abastecimento de água é necessário realizar estudos que possam prevenir novas crises, pois esta não é a primeira estiagem deste porte, nem será a última, há um ciclo meteorológico que se repete em períodos longos e é influenciado pela ação humana. Obviamente não entraremos em detalhes sobre estes estudos, pois não é objetivo deste trabalho, mas se faz necessário considerar estes episódios para projetos futuros. Uma das alternativas a ser considerada é o incentivo ao desenvolvimento de projetos para reuso da água. Sabe-se que há diversas indústrias que praticam o reuso da água em suas plantas e com isso economizam no consumo de água fornecida pela companhia de abastecimento, que fornecem água potável, porém existem tipos de uso que não exigem que a água tenha este grau de tratamento, podendo ser utilizada a água de reuso. Mancuso et al. (2003). Sabe-se que com o aumento da população e das concentrações urbanas, o tratamento de efluentes tem sido foco de estudos de muitos órgãos públicos como forma de preservar os recursos naturais e inclusive recuperar alguns corpos d água já deteriorados pelo despejo descontrolado de efluentes domésticos e industriais. Parente e Rocha (2009). Foram feitos muitos estudos e desenvolvidos diversos tipos de tratamento, muitos são variantes entre si para se adaptar aos espaços e aos tipos de efluentes gerados bem como as características desejadas dos efluentes lançados. Rocha (2004). Alguns tipos de tratamento comumente utilizados para esgotos domésticos são filtro biológico, fossa séptica, lagoa aerada, lagoa anaeróbia, lagoa de maturação, lagoa facultativa, lagoa mista, lodos ativados, reator anaeróbio e biodiscos. Von Sperling (1996). O estudo de caso a ser apresentado neste trabalho se baseia em um tratamento por biodiscos, também conhecidos como discos biorrotativos, pois estão em movimento constante para executar a oxigenação do efluente, o que fornecerá o oxigênio necessário para as bactérias realizarem seu metabolismo através da absorção da energia contida no esgoto. O que se sabe a respeito deste tratamento é que a tecnologia dos reatores biológicos aeróbios de biodisco foi desenvolvida na Alemanha na década de 60 e é conhecida pela eficiência e robustez no tratamento de esgotos domésticos e efluentes. O sistema baseia-se na geração de biofilme sobre discos giratórios, este biofilme digere a carga orgânica continuamente. SNATURAL (2014). A figura 01 a seguir apresenta a foto de um sistema antigo. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 Figura 01: Fotos de antigos sistemas de biodiscos. SNATURAL (2014) O Reator de biodisco é desenhado para atender a todos os requisitos oficiais de eficiência de remoção de DBO (carga orgânica) e nitrogênio, com o tratamento de esgotos e efluentes de pequenas e médias indústrias e de novas áreas urbanas. O efluente produzido pode ser reutilizado para irrigação ou lançamento em corpos de água. Há uma otimização do tempo de retenção de efluentes de alta carga orgânica e pode alcançar 95% de remoção média de DBO 5, este sistema de biodisco também funciona para remover sólidos em suspensão (SST) a níveis acima de 85%. Snatural (2014). A figura 02 a seguir apresenta um esquema resumido do processo de tratamento por biodiscos. Figura 02: Esquema do sistema de tratamento por Biodiscos. SNATURAL (2014). Este trabalho apresenta o estudo deste sistema de tratamento, através da observação de duas estações de tratamento de efluentes com o sistema de biodiscos, identificadas como ETE A e ETE B, abordando um tema de extrema importância para a infraestrutura de saneamento do país que são as estações de tratamento de efluentes. Com a presente crise nos sistemas de abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo é necessário pensar em sistemas de tratamento que sejam eficientes para devolver ao meio ambiente uma água em boas condições, que possa ser captada para tratamento e distribuição. Sendo assim, este estudo se justifica pela importância do tratamento de efluentes em qualquer comunidade, mesmo que seja por um curto período como o caso de uma obra que terá duração de alguns anos, pois mesmo assim haverá geração de efluente e este deverá ser tratado. O estudo do processo de tratamento por biodiscos se justifica pela importância em se investir em XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 novas tecnologias que possam apresentar resultados satisfatórios com foco no reuso de água, contribuindo assim para minimizar a atual crise hídrica. 2. OBJETIVO O principal objetivo deste trabalho é a avaliação e comparação de duas estações de tratamento de efluentes domésticos que possuem o mesmo sistema de biodiscos, ETE A que trata efluentes provenientes de refeitório com preparo de alimentos, e ETE B que trata efluentes provenientes de sanitários e vestiários. A avaliação será feita com o objetivo de verificar o atendimento à legislação que define padrões de lançamento de efluentes tratados. 3. METODOLOGIA Por se tratar de um trabalho onde são avaliados resultados de análises laboratoriais, com a apresentação de gráficos e números o presente estudo se classifica como quantitativo. Para tanto, foram observadas duas estações, A e B. Primeiramente foram recolhidas semanalmente no ano de 2014 amostras de entrada e saída das estações e analisadas em laboratório. Com os resultados obtidos foi feita a tabulação e obtidas médias mensais dos parâmetros, as quais foram comparadas com a exigência legal definida no Decreto Estadual 8486/76. A partir desta comparação, obtiveram-se as quantidades em porcentagem dos resultados enquadrados na legislação, baseado nestes dados foi possível realizar uma avaliação se o tratamento utilizado é eficaz para os efluentes domésticos gerados. 4. RESULTADOS Conforme apresentado anteriormente, o presente trabalho foi elaborado com base em duas estações de tratamento de efluentes domésticos através do sistema de biodiscos. A ETE A trata efluente proveniente do restaurante com preparo de alimentos, e a ETE B trata efluentes de sanitários e chuveiros. A figura 03 a seguir representa o eixo com biodiscos da ETE B. Figura 03: Foto do eixo com biodiscos da ETE B. Fonte: os autores. Os efluentes gerados a partir de qualquer fonte poluidora devem ser tratados e lançados em corpo d água atendendo aos padrões estabelecidos em lei, conforme definido na Resolução CONAMA 357/05. Nesta Resolução estão também definidas as classes dos rios e suas características no âmbito nacional. Parente (2007). A definição de padrões de lançamento foi especificada no Estado de São Paulo através do Decreto Estadual 8486/1976. Este Decreto regulamenta a Lei de Controle e Prevenção da Poluição XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Ambiental, cujos parâmetros para lançamento de efluentes são descritos em seu Artigo 18. Cavalcante (2014). Para as estações de tratamento de efluentes, os parâmetros que devem ser respeitados são: ph, materiais sedimentáveis (SS), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), sulfeto e substâncias solúveis em hexana que são representados por teor de óleos e graxas (TOG). Os efluentes para serem lançados em um corpo d água após o tratamento devem respeitar os limites estabelecidos, os quais estão descritos na tabela 01 a seguir. Tabela 01: Limites legais parâmetros de tratamento PARÂMETRO LIMITE ph 5,0> ph > 9,0 SS 1,0 ml / L DBO Redução de no mínimo 80% ou até 60 mg/l OG Máximo 100 mg /L Sulfeto Máximo 1 mg/l Fonte: Decreto Estadual 8486/76. Estes limites devem ser respeitados para que o efluente seja descartado no corpo d água sem influenciar em sua característica natural, evitando assim a contaminação ambiental. As tabelas a seguir apresentam as médias mensais dos valores obtidos com as análises laboratoriais das amostras coletadas semanalmente nas estações no ano de Os dados apresentados em vermelho são aqueles que não se enquadraram nos limites legais. No caso da DBO todos aqueles que estiveram abaixo do limite de redução de 80% ou estiveram acima de 60 mg/l, sulfeto acima de 1,0, SS acima de 1,0, TOG acima de 100, e finalmente, ph fora do intervalo entre 5 e 9. Tabela 02: Dados das análises de coleta da ETE A para ETE A DBO (mg/l) Sulfeto (mg/l) SS (ml/l) TOG (mg/l) ph JANEIRO 93,17% 0,30 0,60 26,60 6,85 FEVEREIRO 81,76% 0,04 0,60 26,00 6,69 MARÇO 76,59% 0,08 0,30 262,75 6,74 ABRIL 68,06% 0,00 7,07 10,00 6,77 MAIO 86,74% 0,00 0,50 10,00 6,43 JUNHO 89,84% 0,11 0,75 10,00 6,38 JULHO 62,55% 0,65 1,50 17,00 6,78 AGOSTO 87,90% 0,00 1,33 54,00 7,04 SETEMBRO 83,97% 0,00 0,40 39,50 6,97 OUTUBRO 96,94% 0,17 0,08 32,60 6,99 NOVEMBRO 92,32% 0,01 0,00 57,25 7,21 DEZEMBRO 92,01% 0,08 0,33 47,00 7,17 MÉDIA ANUAL 84,32% 0,12 1,12 49,39 6,83 XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 Tabela 03: Dados das análises de coleta da ETE B para 2014 ETE B DBO (mg/l) Sulfeto (mg/l) SS (ml/l) TOG (mg/l) ph JANEIRO 84,75% 0,00 0,00 31,60 5,95 FEVEREIRO 94,51% 0,01 0,00 5,67 6,40 MARÇO 96,66% 0,00 0,10 66,67 6,98 ABRIL 84,03% 0,00 2,07 10,00 6,70 MAIO 96,26% 0,00 7,17 14,00 6,60 JUNHO 95,37% 0,07 4,17 10,00 6,55 JULHO 76,81% 0,00 2,25 12,25 6,77 AGOSTO 92,54% 0,00 1,27 31,25 6,72 SETEMBRO 88,69% 0,00 0,88 30,75 6,65 OUTUBRO 88,42% 0,00 0,42 17,20 6,56 NOVEMBRO 84,47% 0,01 0,00 40,50 6,65 DEZEMBRO 92,87% 0,00 0,26 31,00 6,66 MÉDIA ANUAL 89,61% 0,01 1,55 25,07 6,60 A seguir estão os gráficos com a representação dos valores apresentados nas tabelas para melhor visualização dos resultados. 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% ETE A ETE B Figura 04: Gráfico com dados de redução de DBO em porcentagem para as ETE A e B. Segundo observado no gráfico de DBO acima, pode-se notar que a ETE A não atingiu a redução de 80% em matéria orgânica em 3 meses do ano de Sendo que a ETE B ficou abaixo em 1 mês. 1,00 0,85 0,70 0,55 0,40 0,25 0,10-0,05 Sulfeto (mg/l) ETE A ETE B Figura 05: Gráfico com dados de sulfeto da saída das ETE A e B. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 O parâmetro sulfeto ficou dentro do limite de 1 mg/l nas duas estações durante todo o ano avaliado. 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Sólidos Sedimentáveis (ml/l) Figura 06: Gráfico com dados de SS da saída das ETE A e B. TOG (mg/l) ETE A ETE B ETE A ETE B Figura 07: Gráfico com dados de TOG da saída das ETE A e B. O parâmetro para sólidos sedimentáveis nas amostras da saída da ETE A ficou acima do limite legal em 3 meses do ano de 2014, sendo que a ETE B ficou acima do limite legal em 5 meses. Já o parâmetro óleos e graxas (TOG) ultrapassou o limite legal somente para a ETE A em um mês do ano de O que pode ser observado para a ETE A é que mesmo sendo uma estação que trata efluente de restaurante com altos índices de gordura, os parâmetros analisados ao longo do ano de 2014 ficaram fora dos limites legais em 13,33%, o que demostra que a estação tem capacidade de tratamento para este tipo de efluente. Em relação à ETE B, cujo efluente tratado é proveniente de somente banheiros, 11,67% do total de parâmetros analisados ficou fora do enquadramento legal em Com base nos dados coletados é possível observar que este tipo de tratamento por biodiscos é possível de ser utilizado para os casos de obras temporárias com cerca de pessoas, como é o caso do local avaliado para este trabalho. E caso seja viável, conforme a longevidade da obra ou do empreendimento é possível dar um polimento maior a este efluente tratado para fazer reuso da água em procedimento de jardinagem, descargas de banheiros e outros usos menos nobres. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS O que se pode concluir com os resultados deste trabalho é a viável utilização do processo de tratamento de biodiscos para o tratamento de efluentes de restaurantes e efluentes de sanitários, pois as amostras estiverem em sua maioria dentro dos padrões legais de lançamento, porém para haver reuso da água tratada deverá ser efetuado um polimento final. O principal problema observado durante a operação do sistema em relação ao tratamento é a grande dificuldade em remover materiais sedimentáveis, pois foi o parâmetro que mais apresentou resultados fora do limite legal nas duas estações. Há muita dificuldade em remover o lodo no decantador, pois a decantação é deficiente neste sistema, através de uma avaliação microbiológica foi possível observar grande presença de bactérias filamentosas no lodo, o que dificulta o processo de decantação, porém estes dados não foram apresentados nos resultados do trabalho por não haver número de análises suficiente para uma conclusão cientifica além de não ser o objetivo principal deste artigo. Outro ponto a ser destacado durante a operação é a importância de se manter um operador no sistema. O operador é necessário para observar o bom funcionamento das bombas submersíveis e do próprio conjunto motoredutor responsável pela movimentação do eixo rotativo. Em função das bombas e deste sistema mecânico a manutenção se torna frequente e também com custos mais elevados em comparação com um sistema movimentado por gravidade. Neste caso há treze bombas no total do processo, todas submersíveis, o que facilita o entupimento por objetos trazidos junto com o efluente na chegada da estação, além da dificuldade na troca destas bombas. Finalmente pode-se dizer que este sistema tem um bom desempenho para o tratamento de efluentes, porém necessita de manutenção constante por parte da equipe de operação. REFERENCIAS CAVALCANTE FILHO P. F.; OLIVEIRA F.P.A., ARAUJO W.P.S. (2014). Avaliação da Eficácia de Estações de Tratamento de Efluentes. Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Ambiental pela Universidade Santo Amaro. Santos, SP. COSTA Jr M.A.F.; SANTOS S.F.V. (Setembro de 2014). Tratamento de Esgoto, Companhia das Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte. Disponível em: M=null&LBL=null#sthash.sSZidjNq.dpuf. MANCUSO P.C.S.; SANTOS H. F. ed. (2003) Reuso de Água. Ed Manole. São Paulo-SP, 579 p. PARENTE KS.; ROCHA A.A. (2009). O Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos Hídricos no Comitê de Bacia Hidrográfica da Baixada Santista. In Anais do XX AESABESP, São Paulo, Ago Arquivo eletrônico Nº304. SNATURAL. (2014). Sistemas de tratamento Biológicos. Disponível em: Out VON SPERLING M. (1996). Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias. Vol 02. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental UFMG. Belo Horizonte- MG, 211 p. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8

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