IV YOSHIDA BRASIL 1 REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E FÓSFORO DE EFLUENTE DE TRATAMENTO ANAERÓBIO POR PROCESSO FÍSICO-QUÍMICO

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1 IV YOSHIDA BRASIL 1 REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E FÓSFORO DE EFLUENTE DE TRATAMENTO ANAERÓBIO POR PROCESSO FÍSICO-QUÍMICO Flávio Yoshida (1) Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR Engenheiro Civil, graduado pela Universidade Estadual de Londrina em 1996, Mestre em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Escola Politécnica da USP - Universidade de São Paulo 2005; Engenheiro de Projetos da Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR Pedro Além Sobrinho Escola Politécnica da USP - Universidade de São Paulo Engenheiro Civil pela EESC-USP (1967); Engenheiro Sanitarista pela FHSP-USP (1969); MSc in Public Health Engineering pela University of Newcastle upon Tyne, UK (1975); Doutor pela Escola Politécnica da USP (1981); Livre Docente pela Escola Politécnica da USP (1981), Professor Titular da área de Saneamento da Escola Politécnica da USP (1996 Sandra Márcia Cesário Pereira da Silva Universidade Estadual de Londrina Mestre em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlo USP. Doutorou-se em Engenharia Civil, ênfase em saneamento pela Escola Politécnica USP em Concluiu pós-doutorado na Escola Politécnica USP em Engenharia Civil - saneamento em Professora doutora da Universidade Estadual de Londrina desde (1) Endereço/ Rua Demóstenes 38 Vila Nova Londrina Pr. CEP Tel: (043) Fax: (043) fyoshida@sanepar.com.br Resumo A presente pesquisa teve como objetivo a avaliação da remoção de fósforo e matéria orgânica de efluente de um reator anaeróbio, operando em escala real, utilizando o processo físico químico, em escala piloto, como pós tratamento. A unidade piloto era composta de um tanque de mistura rápida, três tanques de floculação em série e um decantador lamelar. O coagulante utilizado foi o cloreto férrico. A eficiência de remoção de fósforo total foi em média de 90% (desvio 7%), quando a dosagem aplicada de ferro/fósforo total de entrada variou de 1,2 a 2,8, produzindo um efluente médio de 0,46 mg/l de Fósforo Total. Com esta dosagem, a eficiência na remoção de matéria orgânica foi em média de 70% (desvio 4%) para DBO produzindo um efluente de 13 mg O2/L (desvio 3 mg O2/L ) e 63% (desvio 17%) para DQO com um efluente de 58 mg O2/L (desvio 11 mg O2/L). No tocante à eficiência de remoção do fósforo filtrado a remoção obtida foi em média de 96 % (desvio 7%), quando a dosagem aplicada de ferro/fósforo solúvel de entrada variou de 1,5 a 3, produzindo um efluente médio de 0,12 mg P-PO4/L. Com esta dosagem, a eficiência na remoção de matéria orgânica foi similar aos valores obtidos com a faixa de dosagem aplicada de ferro/fósforo total. Palavras-Chave: UASB, Físico-químico, Fósforo Introdução e justificativa do trabalho No Paraná, existem atualmente mais de 200 reatores anaeróbios implantados já em escala real desde a década de 80. Em alguns locais, estes reatores do tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge

2 Blanket) já possuem pós-tratamento implantados compostos, em sua grande maioria, de filtros aeróbios, filtros anaeróbios e lagoas de estabilização. Devido ao grande número de reatores anaeróbios já em operação, é importante definir um sistema de pós-tratamento que venha a atender a legislação atual. No caso do estado do Paraná, o órgão ambiental estabelece padrões de emissão de DBO menor que 60 mgo2/l já em primeira etapa sem a descaracterização da classe do corpo receptor. Especificamente no norte do Paraná, os corpos receptores possuem pouca vazão de diluição e são considerados, em sua grande maioria, classe 2, limitando assim a quantidade de matéria orgânica a valores de DBO menores que 30 mgo2/l. Além disso, para a segunda etapa de implantação desta estações de tratamento a remoção de nitrogênio e fósforo também está sendo exigida. Por isso, para um estudo do comportamento do pós-tratamento físico químico de efluente de reatores tipo UASB operando em escala real, utilizou-se uma ETE de escala piloto (coagulaçãofloculação- decantação) sendo alimentado continuamente durante 8 horas ao dia, com o objetivo de avaliar a remoção de fósforo e matéria orgânica neste sistema proposto. Objetivos O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da dosagem de cloreto férrico na remoção de matéria orgânica e fósforo de efluente de um reator tipo UASB operando em escala real utilizando um pós tratamento físico químico. Materiais e Métodos A parte experimental deste trabalho foi desenvolvida na ETE Caçadores situada na cidade de Cambe- Pr. Esta estação é composta de tratamento preliminar com gradeamento mecânico e desarenação seguido de um reator tipo UASB com pós tratamento composto de filtro biológico percolador de alta taxa e decantador secundário, além da desinfecção com dióxido de cloro. A unidade piloto, constituída de processo físico químico (coagulação-floculação-decantação)foi instalada logo após o tratamento anaeróbio (UASB) conforme pode ser obsevado na figura 1 Figura 1 localização da instalação da ETE piloto na ETE Caçadores A ETE piloto, conforme croqui apresentado na figura 2, era composta de uma bancada metálica onde foram instalados os tanques de mistura (rápida e lenta) com seus respectivos agitadores além da bomba dosadora de cloreto férrico. Em seguida instalou-se um decantador lamelar de fluxo ascendente em acrílico. A ETE piloto funcionou em período semi contínuo de 8 horas por dia.

3 Figura 2 Croqui Esquemático ETE Piloto Resultados Obtidos 4.1. Desempenho do sistema de tratamento físico-químico com relação a remoção de fósforo Relação Fe/P-total x Fósforo Efluente 1 0,9 0,8 0,7 Fósforo Efluente (mg/l) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 Relação Fe/P-total Ptotal Efluente PO4 Efluente Figura 3 Desempenho do sistema com relação a remoção de Fósforo total Para um melhor entendimento da remoção do Fósforo Total e comparação com a legislação em vigência foi plotado um gráfico com os valores do efluente gerado pela ETE Piloto. Pode-se observar na figura 3 que para as relações Fe/P-total de 1,2 a 2,8 o efluente final variou de 0,06 a 0,91 mgp/l. Para o atendimento da legislação do CONAMA 357/2005 que prevê o limite máximo de 0,1 mgp/l o efluente por si só não atenderia os padrões de lançamento em todos os pontos, devendo ser levado em consideração os fatores de diluição. Com relação à remoção do Fósforo Solúvel pode-se observar na figura 4 que para as relações Fe/P-total de 1,2 a 2,8 o efluente final variou de 0,01 a 0,31 mg P-PO 4 /L. Foi demonstrada uma proporcionalidade entre os valores do efluente final com relação ao fósforo total e fósforo solúvel.

4 4.2. Desempenho do sistema de tratamento físico-químico com relação a Matéria Orgânica De acordo com a figura 4 os valores de entrada de DQO variaram bastante sendo compreendido no mínimo de 93 mg O 2 /L e máximo de 337 mg O 2 /L. Os valores de saída já não variaram como os de entrada sendo seu valor mínimo de 29 e máximo de 79 mg O 2 /L. Variação DQO Sistema 400,00 350,00 300,00 DQO (mg O 2/L) 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0, Amostras DQO Afluente DQO Efluente Figura 4 - Variação quantitativa do Esgoto Afluente e efluente em termos de DQO Conclusões e recomendações Do desenvolvimento da pesquisa pode-se concluir que a melhor faixa para o funcionamento do processo com relação a remoção de fósforo total ficou entre as dosagens cuja relação Ferro/Fósforo total de entrada variou de 1,2 a 2,8 com eficiência média de remoção de 90% com desvio padrão de 7% produzindo um efluente com média de 0,46 mg P/L. A melhor eficiência de remoção de matéria orgânica em termos de DQO foi de 65% (desvio 16%), para afluente ao sistema com média de 188 mgo2/l (desvio 58 mg O2/L), obtendo-se um efluente com média de 59 mg O2/L (desvio 13 mg O2/L ). Em termos de DBO, a eficiência de remoção média foi de 71% (desvio 4%), para afluente ao sistema com média de 46 mgo2/l (desvio 5 mg O2/L), obtendo-se um efluente com média de 13 mg O2/L (desvio 2 mg O2/L ). Recomenda-se avaliar em pesquisas futuras o uso de outros coagulantes no processo de coagulação; avaliar a possibilidade de adensamento do lodo gerado nos reatores UASB e sua influência no desaguamento do lodo; aplicação dos resultados desta pesquisa em um sistema em escala real já existente. Referências Bibliográficas ALEM SOBRINHO, P.; JORDÃO, E. P. Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios uma análise crítica. In: Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios. PROSAB PROGRAMA DE PESQUISA EM SANEAMENTO BÁSICO 2, p ,2001. APHA American Public Health Association; AWWA American Water Works Association; WPCF Water Pollution Control Federation. Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association, Washington, 19th ed., 1995.

5 AWWA, Water Quality and Treatment - A Handbook of Public Water Supplies, Fourth Edition, McGraw-Hill Book Co., Estados Unidos, DI BERNARDO, L., Métodos e Técnicas de Tratamento de Água. Volumes 1 e 2, ABES, Rio de Janeiro, METCALF & EDDY, INC. Wastewater Engineering Treatment, Disposal and Reuse. 3rd ed., McGraw-Hill, PIVELI R. P. & MORITA D. M., Notas de Aula das disciplinas Caracterização da Qualidade de água. e Técnicas Analíticas para Caracterização de águas e Monitoramento de ETA e ETE Escola Politécnica - Universidade de São Paulo, SAWYER, C. N.; McCARTY, P. L.; PARKING, G. F. Chemistry for environmental engeneering. 4th ed., McGraw-Hill, VAN HAANDEL, A. C. & LETTINGA, G. Tratamento anaeróbio de esgoto. Um manual para regiões de clima quente. Campina Grande, Universidade federal da Paraíba, 232 p. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Universidade federal de Minas Gerais, vo. 1, 1996.