II OTIMIZAÇÃO DO TRATAMENTO PRELIMINAR DA ETE - GOIÂNIA

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1 II OTIMIZAÇÃO DO TRATAMENTO PRELIMINAR DA ETE - GOIÂNIA Maura Francisca da Silva (1) Bióloga pela Universidade Católica de Goiás. Pós-Graduada em Saúde Pública pela UNAERP. Supervisora Operacional da ETE Goiânia SANEAGO. Mestranda em Engenharia do Meio Ambiente pela EEC/UFG. Eraldo Henriques de Carvalho Engenheiro Civil. Mestre e Doutor em Hidráulica e Saneamento pela EESC/USP. Professor Adjunto da EEC/UFG. Coordenador do curso de Mestrado em Engenharia do Meio Ambiente da EEC/UFG. Diretor da ABES-GO. Endereço (1) : Rua T-36, 2.535, Ap. 501, Ed. Villa Domatt Setor Bueno Goiânia Goiás CEP: Brasil Tel: (62) Fax: (62) maurasilva@saneago.com. RESUMO A ETE Dr. Hélio Seixo de Britto, usualmente chamada ETE-Goiânia, possue vazão média afluente de L/s e atendimento de 50% da população de Goiânia. O processo adotado é o tratamento primário quimicamente assistido. O tratamento preliminar é constituído de grades grossa e fina, com espaçamentos entre as barras de 7,5 e 1,3 cm, respectivamente e caixa de areia aerada. Com o início de operação da ETE- Goiânia, alguns problemas operacionais foram identificados como flotação de detritos nos decantadores, excesso de areia e fiapos no lodo, ocasionando freqüentes manutenções nas centrífugas e outros equipamentos. O trabalho de avaliação do desempenho do tratamento preliminar da estação foi realizado nos meses de janeiro a dezembro de 2005, através da avaliação dos volumes de detritos e areia gerados. Foram realizadas análises de sólidos totais (ST), sólidos totais fixos (STF) e sólidos totais voláteis (STV) da areia removida no período de julho a dezembro de Foram avaliados os STF e STV do lodo primário antes do desaguamento. A quantidade de detritos retidos no sistema de gradeamento da ETE-Goiânia foi cerca de 6,0 L/1.000 m 3 de esgoto tratado, enquanto o desarenador apresentou remoção em torno de 13 L de areia/1.000 m 3 de esgoto tratado. Esses valores vêm sendo questionados em virtude do grande número de manutenções que ocorrem nos equipamentos. Segundo o projeto executivo da ETE-Goiânia (2005), a remoção de detritos nas grades seria de 20 L/1.000 m 3 de esgoto tratado; porém, a ocorrência máxima foi de 10 L/ m 3, no mês de março. Foram avaliados os detritos que flotam nos decantadores (escuma), através da passagem destes por peneiras com espaçamento de 0,1; 0,3 e 0,6 mm. Todas as peneiras apresentaram valores satisfatórios quanto à quantidade de detritos retidos e aos resultados de ST, STV e STF presentes no lodo primário. Segundo relatório de processo da ETE-Goiânia (2005), o volume de areia removido seria de 40 L/1.000 m 3 ; entretanto, os quantitativos encontrados ficaram sempre abaixo desse valor. A areia removida do esgoto da ETE-Goiânia apresentou valores baixos de STV. A quantidade de material removido nos sistemas de gradeamento e desarenação da estação está abaixo dos valores estabelecidos em seu projeto executivo, dos valores da literatura especializada e de outras ETE do país. A estação apresenta problemas nos equipamentos e unidades devido aos detritos e areia que não são retidos devidamente, requerendo, portanto, intervenções na sua fase preliminar, com adequação da caixa de areia e substituição das grades finas. PALAVRAS-CHAVE: Tratamento preliminar, gradeamento, desarenação, tratamento de esgoto. INTRODUÇÃO E Em agosto de 2004, teve início à operação da ETE Dr. Hélio Seixo de Britto, usualmente chamada ETE- Goiânia, com vazão média afluente de L/s e com atendimento de 50% da população de Goiânia. O processo adotado na ETE-Goiânia é o tratamento primário quimicamente assistido. O sistema de gradeamento é constituído de grades grossa e fina, com espaçamentos entre as barras de 7,5 e 1,3 cm, respectivamente. A caixa de areia é aerada, nessa unidade é adicionado o sulfato férrico como coagulante. Em seguida, é aplicado o polieletrólito aniônico como auxiliar de floculação na Calha Parshall. A decantação primária constitui-se atualmente na última unidade implantada. O lodo primário é desaguado em centrífugas, estabilizado e higienizado quimicamente com cal virgem. A produção do lodo é de 70 toneladas dia, com teor 1

2 de 35% de sólidos (SANEAGO, 2005).. Na Figura 1 encontra-se apresentado o fluxograma do processo de tratamento da ETE Goiânia. Com o início de operação da ETE-Goiânia, alguns problemas operacionais foram identificados como flotação de detritos nos decantadores, excesso de areia e fiapos no lodo, ocasionando freqüentes manutenções nas centrífugas e outros equipamentos. Desta forma, a pesquisa teve como objetivo avaliar e otimizar o sistema de gradeamento e a caixa de areia, propondo medidas e alterações que atendam as necessidades da estação quanto ao tratamento preliminar. Figura 1 Fluxograma do processo da ETE de Goiânia (SANEAGO, 2005). MATERIAIS E MÉTODOS O trabalho de otimização do tratamento preliminar da ETE-Goiânia foi realizado no gradeamento grosso e fino e na caixa de areia aerada. Foram feitas avaliações do lodo primário para verificação do teor de sólidos fixos e dos detritos que flotam nos decantadores. Todas as análises de laboratório foram realizadas no laboratório da Saneago, localizado na ETE-Goiânia. As análises foram feitas segundo metodologia recomendada pela APHA; AWWA; & WPCF (2005). Avaliação das unidades de gradeamento grosso e fino Os estudos dos gradeamentos grosso e fino foram realizados no ano de Na figura 2 encontra-se ilustrada a grade fina tipo cremalheira com acionamento automático, instalada na ETE-Goiânia. O volume de material gradeado foi comparado com os resultados esperados no projeto executivo, em L/1.000 m 3 de esgoto tratado. Todas as informações referentes aos volumes de detritos retidos nas grades foram coletadas dos relatórios diários da operação da ETE-Goiânia. Antes das retiradas dos contêineres cheios de detritos (ver Figura 3), foi feito o nivelamento dos resíduos utilizando um rodo e anotando o volume gerado. O volume de detritos gerados foi comparado com dados de outras ETE da região centro-oeste e de literaturas especializadas. Posteriormente, foram avaliados os entupimentos de tubulações e desgaste nos equipamentos. Foram avaliados a escuma nos decantadores, através de amostras colhidas, através de um recipiente com capacidade para 12 L, na própria caixa de recebimento dessa escuma às 08, 10, 12 e 14 horas. Em cada horário foram coletados 10 L de escuma, totalizando 40 L. Após o término das coletas, foi feita 2

3 homogeneização dos 40 L de escuma e retirada de uma amostra para fazer análise de ST, STV e STF. Foram passadas 10 amostras de 1 kg em cada uma das peneiras de 0,1; 0,3 e 0,6 mm de abertura. Após a passagem pelas referidas peneiras, pesou-se o material retido em cada amostra. Posteriormente, juntouse todo material retido em cada peneira, formando três amostras, homogeneizou-se e foi retirada uma amostra para analise de ST, STV e STF. Figura 2 Foto da grade fina de 1,3 cm de espaçamento entre as barras. Avaliação das unidades de desarenação Os desarenadores da ETE-Goiânia também foram avaliados nos meses de janeiro a dezembro de A quantidade de areia gerada, em L/1.000 m 3 de esgoto tratado, foi comparada à esperada no projeto executivo. Todas as informações referentes aos volumes de areia retidos nas caixas de areia (ver Figura 4) foram coletadas dos relatórios diários da operação da ETE. Todos os volumes de areia gerados na estação foram medidos utilizando-se o mesmo procedimento realizado para o material gradeado. Os resultados obtidos também foram comparados com dados de outras ETEs e da literatura. Foram realizadas análises de ST, STF e STV da areia removida na caixa de areia no período de julho a dezembro de 2005, através de analises quinzenais e mensais. Foram avaliados, quinzenalmente, os STF e STV do lodo primário antes do desaguamento. As amostras de areia foram coletadas dentro do contêiner, segundo NBR /04 da ABNT. Foi avaliado também eventual desgaste nos equipamentos, devido à abrasão. 3

4 Figura 3 Foto dos detritos retidos no gradeamento fino. Figura 4 Caixa de areia: a) vista do prédio; b) vista de uma unidade; c) detalhe das bombas de sucção de areia; d) vista do separador de areia. a b c d 4

5 RESULTADOS ENCONTRADOS A quantidade de detritos retidos no sistema de gradeamento da ETE-Goiânia foi cerca de 6,0 L/1.000 m 3 de esgoto tratado, enquanto a média de areia foi de 13,4 L/1.000 m 3 de esgoto tratado. Esses valores vêm sendo questionados em virtude do grande número de manutenções que ocorrem nos equipamentos da ETE-Goiânia. Remoção de detritos do sistema de gradeamento A quantidade de detritos removida no sistema de gradeamento foi maior nos meses de janeiro a abril (estação chuvosa), devido, provavelmente, a maior contribuição das águas pluviais nas redes de esgoto. Segundo relatório de processo que consta no projeto executivo da ETE-Goiânia (2005), a remoção seria de 20 L/1.000 m 3 de esgoto tratado; porém, a ocorrência máxima foi de 10 L/ m 3 de esgoto tratado, no mês de março. Conforme Metcalf & Eddy (1991), para uma grade com o mesmo espaçamento, a remoção média seria de 60 L/1.000 m 3 de esgoto tratado e, segundo WEF (1992), esse valor seria de 15,0 L/1.000 m 3. Mesmo com valores abaixo do especificado na literatura e dos dados de outras ETEs, não significa que o sistema de remoção desses detritos não seja eficiente. O importante é que a quantidade retida seja adequada para não causar problemas nos equipamentos e unidades subseqüentes. Na Figura 5 encontra-se apresentada a variação mensal de remoção dos sólidos retidos no sistema de gradeamento da ETE de Goiânia. Na Figura 6 encontra-se apresentada uma comparação quantitativa da remoção de detritos retidos nas grades da ETE-Goiânia e em outras ETEs. Figura 5 Remoção de detritos retidos nos gradeamentos da ETE de Goiânia em ,00 Detritos (L/ 1000 m 3 de esgoto tratado) 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Meses Inicialmente a ETE operou suas unidades conforme projeto, de modo que os materiais flotados nos decantadores eram encaminhados para Estação Elevatória de Lodo Primário (EELP), e posteriormente, para o tratamento de lodo. No entanto, as manutenções nos equipamentos do tratamento de lodo eram muito freqüentes, em virtude dos detritos presentes nesse material. A equipe de operação da estação passou retirar manualmente esse material através de uma caixa perfurada, onde os detritos são removidos antes de serem conduzidos para a EELP. Mesmo com essa operação, ainda ocorre entupimento de tubulações e manutenções nas bombas da EELP, embora com menor freqüência. Outro equipamento que apresenta necessidade de manutenções freqüentes são as centrífugas de desaguamento do lodo primário. A avaliação dos detritos que flotam nos decantadores (escuma) pode ser acompanhada na Tabela 1. As médias das massas dos detritos apresentadas nesta Tabela, seguidas pela mesma letra maiúscula nas colunas e pela mesma letra minúscula nas linhas não diferem significativamente ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey. 5

6 Figura 6 Comparativos dos detritos gerados na ETE Goiânia com outras ETEs da região centrooeste, em Detritos Retidos (L/1000 m3 de esgoto tratado) Gyn (7,5 e 1,3 cm) Sul (5,0 e 1,5 cm) Nor (5,0 e 1,5 cm) Sam (5,0 e 0,5 cm) Rec (5,0 e 0,5 cm) ETEs Gyn = ETE-Goiânia; Sul = ETE-Asa Sul de Brasília; Nor = ETE-Asa Norte de Brasília; Sam = ETE-Samambaia; Rec = ETE-Recanto das Emas. Tabela 1 Influência do dia e do diâmetro da peneira na quantidade a de escuma retida no decantador. Dia Massa em ( g) Retida nas Peneiras (mm) 0,1 (1) 0,3 (2) 0,6 (3) 25/09/06 (1) 291,41 Aa 258,99 Aa 202,31 Ab 25/09/06 (2) 214,12 Ba 242,88 Aa 225,07 Aa 25/09/06 (3) 324,95 Aa 244,92 Ab 190,46 Ac Os resultados do ST, STV e dos detritos antes de passar pelas peneiras (bruto) e após a passagem nos três ensaios apresentaram valores médios similares para todas as amostras, como pode ser observado na Tabela 2. Tabela 2 Resultados da série de sólidos totais dos detritos que flotam nos decantadores. Valores Médios dos sólidos dos Detritos Bruto Desvio Retidos na Desvio Retidos na Desvio Retidos na Desvio Sólidos Padrão peneira Padrão peneira Padrão peneira Padrão (mg/l) (0,1 mm) (0,3 mm) (0,6 mm) Totais 14,2 1,4 46,7 3,4 46,9 3,7 46,2 3,1 Voláteis 84,1 10,9 86,6 5,0 89,1 3,1 78,2 8,6 Fixos 15,9 10,9 13,4 5,0 10,9 3,1 21,8 8,6 Remoção de areia nos desarenadores Quanto à remoção de areia, observa-se que nos meses de novembro a janeiro e abril (estação chuvosa), houve um aumento na quantidade removida, devido provavelmente à contribuição de águas pluviais na rede de esgoto. Segundo relatório de processo da ETE-Goiânia (2005), o volume de areia removido seria de 40 L/1.000 m 3 ; entretanto, os quantitativos encontrados ficaram sempre abaixo desse valor. Conforme Metcalf & Eddy (1991) e WEF (1992), a remoção de areia é cerca de 15 L/1.000 m 3 de esgoto tratado, podendo variar de 3,74 a 201,96 L/1.000 m 3 de esgoto tratado. 6

7 Avaliando o projeto executivo, observou-se que a cortina de distribuição de vazão da caixa de areia não foi construída conforme deveria, prejudicando a distribuição interna do esgoto. Segundo Metcalf & Eddy (1991), a entrada de vazão, em uma caixa de areia aerada, deve ser perpendicular ao escoamento, a fim de promover o fluxo helicoidal e, por conseguinte, aumentar a remoção de areia. Na Figura 7 encontram-se apresentados os resultados de remoção de areia para a ETE-Goiânia. Figura 7 Variação mensal de remoção de areia na ETE de Goiânia, em Areia (L/1000 m 3 de esgoto tratado) Jan. Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Meses Verificou-se, também, acúmulo de areia dentro do tanque de armazenamento e mistura de lodo primário, devido à diminuição dos STV nos meses de novembro a dezembro, os quais ficaram abaixo de 60% dos ST. Este aspecto pode ser observado na Figura 8. Segundo Metcalf & Eddy (1991), o valor típico de STV do lodo primário varia de 60 a 80% do ST. Na Figura 9 pode-se observar que a remoção de areia da ETE-Goiânia foi inferior aos valores encontrados em outras ETE da região centro-oeste. A areia removida do esgoto da ETE-Goiânia apresentou valores médios de STV, nos meses de julho a outubro, de 41,3% em relação aos ST; e nos meses de novembro e dezembro de 9%, conforme pode ser observado na Figura 10. Segundo Metcalf & Eddy (1991), o teor de matéria orgânica em relação aos sólidos totais varia de 1 a 56%. 7

8 Figura 8 Resultados de sólidos no lodo primário da ETE de Goiânia em ,0 100,0 80,0 % 60,0 40,0 STF STV 20,0 0,0 Jan Fev Mar Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Meses Figura 9 Remoção de areia de ETEs em Areia (L/1000 m3 de esgoto tratado) Goiânia Sul Norte Samambaia Recanto das Emas ETEs 8

9 Figura 10 Analise de STF e STV da areia retida na ETE de Goiânia em % STF em relação ao ST(%) STV em relação ao ST(%) Jul. Set Out Nov Dez Meses CONCLUSÃO A quantidade de material removido nos sistemas de gradeamento e desarenação da ETE-Goiânia está abaixo dos valores estabelecidos em seu projeto executivo, dos valores apresentados pela literatura especializada e dos valores informados por outras ETEs do país. A estação apresenta problemas nos equipamentos e unidades devido aos detritos e areia que não são retidos devidamente, requerendo, portanto, intervenções na sua fase preliminar. Objetivando diminuir o volume dos detritos que flotam nos decantadores e melhorar o desempenho dos equipamentos do tratamento de lodo, recomendam-se a instalação de peneiras ultrafinas. A avaliação dos detritos que flotam nos decantadores (escuma) mostrou que as três peneiras avaliadas apresentam resultados satisfatórios quanto à quantidade de detritos gerados e valores similares quanto às características de ST, STV e STF. Segundo estudo hidráulico solicitado pela SANEAGO, à substituição das grades finas existentes (1,3 cm de abertura) por peneiras ultrafinas só seria possível para as que apresentam malha de 0,6 cm, em virtude da compatibilidade entre a perda de carga resultante e altura atual dos canais. Quanto à remoção de areia, já está em andamento à mudança da cortina de distribuição de vazão na caixa de areia aerada, conforme orientação do projetista da ETE. A remoção da areia de forma eficiente é fundamental para que esta não acumule no tanque de armazenamento de lodo, evitando desgaste nos equipamentos e centrífugas. A avaliação das unidades da ETE deve ser contínua, otimizando os processos necessários, propondo melhorias para obtenção de melhores resultados operacionais desta importante estação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA;AWWA;WPCF. Standard Methods for the examination of Water and Wastewater. 21th Edition,Washington. Setembro de METICALF & EDDY. Inc. Wastewater Engineering Tretment, Disposal and Reuse. 3ª Edição. New York: MGraw-Will, SANEAGO. Relatórios Mensais de Operação da ETE de Goiânia. Goiânia, Relatório de Processo ETE Dr. Hélio Seixo de Brito. Projeto Executivo - Volume 2. Goiânia. INTERPLAN, junho de WEF - Water Pollution Control Federation. Preliminary Treatment for Wastewater Facilities //Manual of Practice