Metais tóxicos em lodos desaguados em bags

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1 18 Hydro Janeiro 2015 ETE Metais tóxicos em lodos desaguados em bags Welliton Leandro de Oliveira Boina(*), mestre e doutorando em Engenharia Urbana na UFSCar Universidade Federal de São Carlos O trabalho avalia a presença de metais tóxicos em lodo de esgoto desaguado de bolsas geotêxteis na ETE Limoeiro, da Sabesp, em Presidente Prudente, SP. As análises mostram que os elementos químicos apresentam concentrações abaixo dos valores determinados nas resoluções do Conama. A estação de tratamento de esgoto sanitário tem por objetivo remover partículas contidas no resíduo líquido. Os processos aeróbios ou anaeróbios removem as partículas e geram resíduos sólidos, dentre eles os lodos. Estes devem ser desaguados para posterior destinação ou disposição final adequada. A legislação brasileira, por meio da Resolução Conama 375/06, define formas e parâmetros a serem atendidos para disposição desse resíduo no solo. Por outro lado, várias são as possibilidades de remoção de água, por sistemas mecânicos ou naturais. Dentre as possibilidades, o deságue de lodos de ETEs estações de tratamento de esgoto por bags está sendo bastante aplicado no Brasil. Tratamento de esgoto sanitário O processo de tratamento de esgoto sanitário pode gerar basicamente três subprodutos: o efluente tratado, resíduos sólidos em diversas etapas e o biogás, dependendo do processo adotado. O lodo é o resultado da remoção e concentração da matéria orgânica contida no esgoto bruto. O termo esgoto sanitário bruto ou esgoto bruto refere se às águas residuais não tratadas, oriundas do uso sanitário das águas (doméstico, industrial ou comercial). É composto por partículas resultantes da introdução de urina, fezes, produtos de higiene e limpeza e partículas gordurosas, geradas na lavagem de utensílios domésticos. A quantidade e natureza do lodo gerado nas ETEs dependem das características do esgoto bruto e do processo de tratamento empregado. De acordo com Mocelin, os lodos de esgotos geralmente são classificados conforme o estágio de tratamento em que foram originados. São referenciados como lodo primário, secundário ou digerido [9]. (*)Também colaboraram: João Sergio Cordeiro, mestre e doutor em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela USP Universidade de São Paulo e docente na UFSCar; Rosane Freire, mestre e doutora em Engenharia Química pela UEM Universidade Estadual de Maringá e docente na Unesp Universidade Estadual Paulista

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3 20 Hydro Janeiro 2015 ETE Conforme Leme, na fase primária do tratamento do esgoto sanitário bruto, o lodo é constituído pelos sólidos em suspensão. Na fase secundária, o lodo é composto, principalmente, pelos micro organismos (biomassa), formados e sintetizados à custa de matéria orgânica, ou seja, é resultante da conversão biológica dos produtos solúveis. Precisa ser removido e tratado para posterior disposição final [7]. O tratamento do lodo é feito por meio de redução de volume ou adensamento (redução de umidade), redução de teor de matéria orgânica (estabilização) e desidratação final (redução adicional de umidade), pelo processo de desaguamento [7]. O termo lodo desaguado é usado para o lodo bruto ou estabilizado, que passa pelo processo de desidratação final. Pode ser disposto, entre outras opções, em bags, que funcionam como meio filtrante, permitindo a passagem somente dos líquidos e retendo o particulado no interior. De acordo com Barroso, os filtros sintéticos, conhecidos como bags (figura 1), são mantas permeáveis, flexíveis e finas, produzidas a partir de Fig. 1 Bags de manta geotêxtil fibras sintéticas. São produtos manufaturados a partir de diferentes polímeros e formas de fabricação [3]. No processo, a água percolada, de baixa turbidez, é recaptada e o lodo desaguado pode ser reaproveitado como condicionador de solos, desde que atenda às exigências de normas e leis vigentes sobre resíduos de ETEs. Porém, de acordo com Andreoli et. al, a principal limitação do lodo de esgoto como condicionador de solos refere se à presença de poluentes, como os metais tóxicos (metais pesados) [1]. Segundo Marcos et. al, a concentração de metais tóxicos em lodo de esgotos sanitários varia com o nível socioeconômico e cultural da população, grau de industrialização da região e percentual dos esgotos industriais no volume total gerado e tratado. Na disposição dos lodos em solos cultivados, como fertilizantes condicionadores do solo, é possível que esses elementos, em suas formas mais perigosas, sejam absorvidos pelas plantas e acumulados em tecidos. Como os vegetais podem servir de alimentos para animais e humanos, a condição

4 Hydro Janeiro oferece um elevado risco toxicológico [8]. ETE Limoeiro A ETE Limoeiro, sob gerência da Sabesp, está localizada em área rural de Presidente Prudente, SP, na bacia do Córrego do Limoeiro. A ETE trata os esgotos dos municípios de Presidente Prudente e Álvares Machado. É do tipo convencional por lodos ativados de aeração prolongada, sem decantação primária [10]. Conforme dados obtidos na Sabesp, em julho de 2012, a ETE Limoeiro recebia uma média mensal de afluente equivalente a m 3 /dia. O valor corresponde à vazão total da coleta de 100% do esgoto do município de Presidente Prudente e 60% do esgoto de Álvares Machado. No processo de tratamento de lodo de esgoto, quando a centrífuga entra em manutenção, o lodo sai do adensador e segue diretamente para os bags. Não passa pelo processo de Fig. 2 Seleção dos bags para amostragem. Fonte: Google Earth caleação para inertização e é disposto como lodo ativo nos bags. Conforme a Sabesp, os bags completam sua capacidade de armazenamento a cada 20 dias de operação. São usados polieletrólitos, polímeros que transformam os coloides formados durante a etapa de coagulação em flocos de maior diâmetro e mais pesados, aumentando a velocidade de decantação e separação das fases sólida e líquida e, consequentemente, o deságue. Atualmente, a ETE Limoeiro possui 25 bags completamente cheios, dispostos no aterro sanitário da própria estação. Dos 25, quatro possuem 58 m de comprimento e capaci dade de armazenamento de 1500 m 3 ; 16 possuem 60 m de comprimento e capacidade de 750 m 3 ; e cinco possuem 30 m de comprimento e capacidade de 350 m 3. Considerando o grande volume de lodo disposto nos bags da ETE Limoeiro, a limitação de espaço disponível no aterro sanitário da estação e, segundo a Lei 12305/ Política Nacional de Resíduos Sólidos, a adoção de uma política de reciclagem desse material pouparia preocupações futuras, com a implantação de novas áreas para armazenamento do resíduo. Este trabalho teve como objetivo analisar os elementos químicos presentes no lodo e compará-los com os parâmetros de concentrações máximas permitidas, conforme Resolução Conama 375/06. Metodologia Para a identificação e quantificação de metais tóxicos foi utilizado o espec

5 22 Hydro Janeiro 2015 ETE trômetro de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES). Os elementos químicos analisados nas amostras de lodo foram o As, Ba, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se, Zn. Para a amostragem, foram selecionados dois bags (1A e 24), os quais apresentam diferença de tempo operacional de desaguamento de 36 meses (figura 2). A coleta das amostras seguiu a NBR 10007/2004. Foi adotada uma amostragem simples, na qual foram retiradas duas amostras de 100 g de lodo de esgoto de cada um dos bags, utilizando um amostrador de lodos confeccionado em acrílico transparente (figura 3). As amostras foram secas em estufa, no Laboratório de Química da ETE Limoeiro e, posteriormente, encaminhadas ao Laboratório do Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da UFS Car, onde foram preparadas conforme o procedimento interno AQ 371 ver002 CCDM/DEMa. Para as análises, as amostras passaram pelo processo de digestão ácida em forno de micro ondas com frascos fechados (procedimento interno IT AQ 157 rev011 CCDM/DEMa). O preparo das amostras para digestão ácida ocorreu da seguinte forma: primeiramente, as amostras passaram pelo processo de moagem em moinho criogênico com posterior solubilização. Para a solubilização, foi utilizado, em sistema fechado, forno de micro ondas com as amostras misturadas em solução ácida de água régia, ácido fluorídrico e peróxido de hidrogênio. Após a diluição das amostras, foram introduzidas no espectrômetro 1 - Curva Cap 3 - Cano PVC - 3/4" 4 - Tubo acrílico cristal - 2 m 5 - Bucha de redução 6 - União Fig. 3 Amostrador de lodos [6] 7 - Borracha de vedação 8 - Vedação 9 - Adaptador auto-ajustável 10 - Plug 11 - Bocal tubo (parede interna de 75 mm) de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente para a realização das leituras (figura 4). Os resultados das análises nas amostras de lodos dos bags (1A e 24) são apresentados na tabela I. Em relação aos metais tóxicos, constatou se certa homogeneidade nas concentrações dos elementos químicos investigados nas amostras dos dois bags. Os elementos químicos analisados Ba, Cd, Pb, Cu, Cr, Mo, Ni, Se, Zn apresentaram concentrações abaixo das concentrações máximas permitidas em lodos estabelecidas pela Resolução Conama 375/06. Entretanto, cabe ressaltar que o ICP OES utilizado possui limitação de leitura para os elementos químicos As e Hg em concentrações abaixo de 50 mg/kg. Esse limite de detecção impossibilitou a determinação da concentração real desses dois elementos químicos que, de acordo com o estabelecido na Resolução Conama 375/06, possuem concentração máxima permitida de 41 e 17 mg/kg, respectivamente. Diante das análises efetuadas, considerando a homogeneidade nas concentrações dos elementos químicos presentes nas amostras e as características dos esgotos sanitários coletados e tratados diariamente, estima se que os demais bags da ETE apresentem os elementos químicos em con

6 Hydro Janeiro Fig. 4 ICP-OES Vista Varian centrações próximas às determinadas nas análises realizadas. Conclusão Conforme a Resolução Conama 375/06, considerando apenas as concentrações dos metais tóxicos investigados, o lodo de esgoto desaguado apresenta características químicas favoráveis para aproveitamento em processos de utilização desse tipo de resíduo para disposição no solo. Entretanto, o lodo de esgoto desaguado não se encontra seco, higienizado e estabilizado, requisitos necessários para que possa ser utilizado como condicionador de solos. Consequentemente, o resíduo deverá ser submetido a tratamento específico, respeitando as exigências de normas e leis vigentes sobre resíduos de ETEs, para posterior disposição de forma ambientalmente correta e atendimento à Política Nacional de Resíduos Sólidos. Tab. I Determinação dos elementos químicos nos lodos dos bags Resultados obtidos Elemento Bag 1A (mg/kg) Bag 24 (mg/kg) Resolução Conama 375/06 (mg/kg) As < 50 < Ba Cd < 10 < Pb < 10 < Cu Cr Hg < 50 < Mo < 10 < Ni < 10 < Se < 50 < Zn [1] Andreoli, C.V.; Lara, A.I.; Ilhenfeld, R.G.: Uso e manejo do lodo de esgoto na agricultura. Projeto Prosab. Rio de Janeiro [2] NBR 10007/2004: Amostragem de resíduos sólidos. [3] Barroso, M.M.: Influência das micro e macropropriedades dos lodos de estação de tratamento de água no desaguamento por leito de drenagem Tese Doutorado em Hidráulica e Saneamento. USP, São Carlos, SP. [4] Lei , de 2/8/2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos; altera a Lei n o 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências.. [5] Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente - C. Resolução n o 375, de 29 de agosto de [6] Boina, W.L.O.; Cordeiro, J.S. Desenvolvimento de Amostrador para Lodos de ETE Armazenados em Bags. 3 a Assembleia Nacional da Assemae [7] Leme, E.J.A.: Manual prático de tratamento de águas residuárias. 1 a ed., São Carlos, SP: Editora EdUFSCar, [8] Marcos, O.M.; Wanderley, J.M.; Tadeu, A.M.O.: Metais pesados e o uso de biossólidos na agricultura. In: Tsutiya et. al. Biossólidos na agricultura. São Paulo: ABES, [9] Mocelin, C. Pirólise de lodo de esgoto sanitário: Produção de adsorvente e óleos combustíveis Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e Materiais). Universidade Tecnológica Federal do Paraná. [10] Peixoto, G.J.: Avaliação da aplicação de lodo de ETA no adensador de lodo da uma ETE de lodos ativados Dissertação Mestrado em Engenharia Civil. Unesp, Ilha Solteira, SP. Referências Trabalho apresentado no 25º Encontro Técnico AESabesp Associação dos Engenheiros da Sabesp (Fenasan 2014), realizado nos dias 30 e 31 de julho e 1 de agosto, em São Paulo, SP.