1 Congresso Químico do Brasil João Pessoa PB
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1 1 Congresso Químico do Brasil João Pessoa PB COMPARAÇÃO DA QUALIDADE SANITÁRIA DE EFLUENTE DOMÉSTICO TRATADO EM TERRA ÚMIDA CONSTRUÍDA VEGETADA E LEITO DE BRITA PARA FINS DE REÚSOAGRÍCOLA Rita de Cássia Vieira Alves Licenciada em Química Universidade Estadual da Paraíba - UEPB (2006), mestre em Ciência e Tecnologia Ambiental UEPB - (2009) ; José Tavares de Sousa Mestre em Recursos Hídricos UFPB (1986), Doutor em Hidráulica e Saneamento USP (1996), Coordenador do Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental UEPB; Danuza Costa Campos - Licenciada em Química UEPB - (2007), mestre em Ciência e Tecnologia Ambiental UEPB (2009); Edilma Rodrigues Bento Dantas Graduanda em Engenharia Sanitária e Ambiental - Universidade Estadual da Paraíba UEPB RESUMO Este trabalho trata-se da investigação da eficiência sanitária de dois sistemas de póstratamento de efluente doméstico oriundo de um reator UASB em um sistema de Terra Úmida Construída Vegetada e um Leito de Brita, e sua adequação às normas sanitárias de reúso agrícola. A qualidade sanitária do efluente pós-tratados confirma a eficiência dos sistemas na remoção de grande parte de matéria orgânica (DQO) e sólidos suspensos voláteis, minimizando impactos ambientais como entupimento do solo e contaminaçãos de culturas. No tocante à quantificação de patógenos, os efluentes póstratados apresentaram concentração 10 3 UFC.100mL -1, enquadrando-se portanto na categoria de irrigação restrita proposta pela WHO (2006) e apresentando como alternativa de reúso na agricultura. PALAVRAS-CHAVE: tratamento anaeróbio, reator UASB, remoção de patógenos, qualidade sanitária. INTRODUÇÃO O acelerado crescimento demográfico aliado aos usos múltiplos da água tem causado a escassez desse recurso em nível de água doce, e diminuído sobremaneira, sua disponibilidade. Em virtude de sua importância para a manutenção e qualidade de vida de todos os seres vivos, técnicas de reúso da água, como o tratamento de efluentes, configuram-se como uma alternativa viável e imprescindível para a sustentabilidade ambiental. Dentre as inúmeras vantagens do tratamento de efluentes, está sua importância para a fertirrigação, minimizando o desperdício de grandes volumes de água doce; o
2 reaproveitamento de nutrientes indispensáveis ao desenvolvimento das culturas, evitando assim o uso de fertilizantes químicos e os aspectos sanitários relacionados ao lançamento in natura dos mesmos (SOUSA et al., 2009). Nesse sentido o tratamento anaeróbio de efluentes domésticos, configura-se com uma alternativa barata, eficiente e ambientalmente correta na inativação de organismos patogênicos e no reaproveitamento de nutrientes, sem o auxílio de produtos químicos. Aspectos físicos, com Tempo de Detenção Hidráulica, Temperatura, e Material Suporte serão os principais meios de autodepuração desses esgotos através dos processos anaeróbios. O esgoto doméstico contém macro e micronutrientes essenciais ao desenvolvimento das plantas e à fertilidade do solo, no entanto, devido suas características peculiares, contém organismos patogênicos, que não removidos na etapa de tratamento, podem causar vários problemas de saúde pública e patologias de veiculação hídrica. Em virtude disso, este precisa após o seu tratamento, atender aos parâmetros de lançamento de efluentes definidos em legislações específicas de normatização de qualidade sanitária, convencionados pelas normas sanitárias da WHO (2006) e da resolução n 357/2005 do CONAMA. Com base nessas premissas, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do pós-tratamento de efluente doméstico em um Leito de Brita e uma Terra Úmida Construída Vegetada em relação à inativação de organismos patogênicos e redução de matéria orgânica e sólidos suspensos voláteis, e dessa forma diagnosticar sua adequação e importância para a agricultura. MATERIAIS E MÉTODOS A pesquisa foi realizada na Estação de Tratamento Biológico de Esgotos (EXTRABES) pertencente à Universidade Estadual da Paraíba, localizada no bairro do Catolé na Cidade de Campina Grande PB, com coordenadas geográficas de 07 e 13 S e W e altitude e altitude de 550m. O esgoto bruto utilizado na pesquisa era proveniente de uma elevatória da Companhia de Água e Esgoto da Paraíba (CAGEPA), captado através de uma bomba submersa no interceptor da Companhia de Água e Esgoto da Paraíba (CAGEPA), localizada ao lado das dependências da EXTRABES. O esgoto bruto da elevatória seguia para uma caixa de areia, onde passou por um período suficiente para decantação, e posteriormente foi bombeado de forma intermitente e ascendente para o tratamento em um reator UASB fabricado em fibra de vidro, de 5m 3 e 1,5m de altura. O mesmo funcionou com o tempo de detenção hidráulica de 0,208 dias, vazão de 20,016 L.dia -1 e carga orgânica volumétrica (COV) de 2,24 kg DQO.m 3.d -1. O efluente oriundo do reator UASB seguiu para pós-tratamento em um sistema de Leito de Brita com 10m 2 (10m x 1m). O efluente permaneceu com TDH de 7 dias nesse sistema, no qual altura do substrato foi de 0,60m. Sendo 0,06m a altura da zona aeróbia e 0,54m a altura da zona anaeróbia. O sistema foi projetado com 1% de declividade em sua superfície, de forma a facilitar o escoamento do substrato. A granulometria do substrato utilizado foi de 15-20mm. O fluxo ocorreu de forma subsuperficial, com vazão de 420L.dia -1 e COV de 0,029 kgdqo.m -3.dia -1. Foi utilizado como substrato, brita número 19, que após a clarificação verificou-se que
3 ocupava 51% do espaço do sistema, portanto, 49% era o volume do vazio, ou seja, 6000L (0,49) = 2.940L. A Terra Úmida Construída Vegetada foi construída em alvenaria e revestida com massa impermeabilizante, com 10m 2 de área (10m x 1m) e 1% de declividade. O substrato ficava a 0,60m de altura e a mesma operou com TDH de 7 dias, vazão de 317L.dia -1, COV de 0,029 kgdqo.m -3.dia -1, capacidade volumétrica de 2,22 m 3.dia -1 e escoamento subsuperficial. O sistema foi vegetado com macrófitas aquáticas Juncus spp do tipo emergente, com função de remover nutrientes e outros constituintes do esgoto, teve densidade de 25 propágulos de macrófitas por m 2, preenchido com areia grossa lavável, de granulometria 15-20mm. A fração de vazios do substrato foi de 37%, de forma que a zona anaeróbia ocupava de 0,57-0,58m e a zona aeróbia de 0,02-0,03m. Com o objetivo de melhorar a distribuição do fluxo, tanto na entrada como saída do sistema foi colocada uma camada de 30cm de brita com granulometria de 40-50mm. O sistema de TUCV subdividia-se em três regiões de fases distintas: uma zona aeróbia, localizada nas raízes das plantas, devido à liberação de oxigênio (etapa na qual ocorre oxidação de matéria orgânica); uma fase anóxica, localizada na rizosfera da macrófita (presença de nitrato), em meio à grande região anaeróbia. Na Figura 4 apresenta-se um esquema da TUCV com suas respectivas medidas. Para averiguação da qualidade sanitária dos efluentes pós-tratados, foram realizadas análises semanais de Demanda Química de Oxigênio (DQO), através do método titulométrico; Sólidos Suspensos Voláteis (SSV), através do método gravimétrico e Coliformes Termotolerantes (CTer), através da técnica da membrana filtrante. As análises foram realizadas imediatamente após a coleta do efluente e seguiram as recomendações do Standarth Methods of the Examination of Wastewater (APHA, 1995). Os resultados obtidos foram submetidos à três métodos estatísticos para interpretação das respectivas eficiências. Foram eles: a análise de variância ANOVA, ao nível de significância de 5%, para mostrar se houve diferença significativa entre os tratamentos; o método GT-2 (Sokal e Rohlf, 1981) para mostrar simultaneamente a comparação dos resultados obtidos permitindo identificar em que local houveram diferenças significativas; e a representação gráfica Box Plot, utilizada para fornecer a distribuição das médias obtidas, bem como seus limites superior e inferior. Tabela 1 - Concentrações e percentuais de eficiências dos sistemas de tratamento de efluente Parâmetro EB UASB Ef LB Ef TUCV Ef DQO (mg.l -1 ) CTer ±51 205±29 63,4 80±5 60,1 72±7 65 5,13E+07 2,41E+06-5,51E+03-8,48E+03 - (UFC. 100mL -1 ) SSV (mg.l -1 ) 221±17 23,4±0,83 66,5 8±3 89,1 8±3 89,1 Onde: EB: esgoto bruto; LB: leito de brita; Ef: eficiência de remoção; TUCV: terra úmida construída vegetada RESULTADOS E DISCUSSÃO
4 Na Tabela 1 são apresentados os valores médios e o percentual de eficiência de remoção dos sistemas. De acordo com os resultados obtidos observa-se a adequação do reator UASB como tratamento primário, com percentual de remoção de DQO do esgoto bruto da ordem de 63,4% e remoção de sólidos de 66,5%, e em virtude dessa boa remoção de sólidos obteve-se uma ligeira diminuição na quantidade de patógenos. As respectivas eficiências na remoção de DQO e SSV no reator UASB condizem com as eficiências médias para esse tipo de sistema propostas por Von Sperling (2005). O LB manteve concentração de DQO um pouco maior que a TUCV. Funcionando com TDH de 7 dias, observa-se a similaridade da eficiência do LB e da TUCV na remoção de SSV, não havendo diferença significativa entre os dois sistemas. De acordo com os resultados da ANOVA ao nível de significância de 5% (p-valor = 4,08 x ) não houve diferença significativa de remoção de SSV da LB e da TUCV. No entanto, houve diferença significativa de remoção de DQO entre o LB e a TUCV, sendo a TUCV o sistema mais eficiente na remoção de matéria orgânica, possivelmente em virtude da maior área superficial das raízes das macrófitas. O efluente do LB manteve-se com média de Coliformes Termotolerantes de 5,5 x 10 3 UFC.100mL -1, com limites superior de 9,0 x 10 3 UFC.100mL -1 e limite inferior de 3,5 x 10 3 UFC.100mL -1. O efluente da TUCV permaneceu com média de 8,48 x 10 3 UFC.100mL -1 e limites superior e inferior de 3,7 x 10 3 e 3,4 x 10 3 UFC.100mL -1. De acordo com os parâmetros de reúso de efluentes relativos à quantificação de patógenos (coliformes termolerantes) preconizados pela WHO (2006), os efluentes do LB e da TUCV se enquadram na categoria sanitária de irrigação restrita, ou seja, 10 3 UFC.100mL -1. CONCLUSÕES O pré-tratamento do esgoto doméstico em reator UASB é uma alternativa sanitária e economicamente viável na remoção de sólidos e matéria orgânica presente em efluentes para pós-tratamento; A concentração de Coliformes Termotolerantes presentes nos efluentes oriundos do LB (5,51 x 10 3 UFC.100mL -1 ) e da TUCV (8,41 x 10 3 UFC.100mL -1 ), atenderam às exigências da WHO (2006) para irrigação restrita; Dentre as vantagens da utilização dos respectivos sistemas estão a economia na utilização de água de qualidade superior (doce) na irrigação; o capacidade de fornecimento de nutrientes para fertirrigação; a minimização da veiculação de doenças de origem hídrica; a capacidade de fornecimento de nutrientes para o solo e diminuição do risco de entupimento do mesmo em virtude da elevada quantidade de sólidos grosseiros, característicos do lançamento do esgoto doméstico in-natura. BIBLIOGRAFIA APHA, AWWA.WPCF. Standart Methods for the Examinacion of Water and wasterwater.15 ed. Washington, D.C.: American Public Health Association. American Water Works Association, Water Pollution Control Federation SOKAL, R. R. & ROHLF.; F. J. BIOMETRY The Principles and Practice of Statistic in Biological Research. 2nd edition. San Francisco: W.H. Freeman and Company.1981.
5 SOUSA, J. T.; LOPES, W. S.; PRASAD, S.; LEITE, V. D. Treatment of sewage for use in agriculture. In: ANNA STEPHANS AND MARK FULLHER. Sewage treatment: Process and impact. Nova Science Publishers ISBN VON SPERLING, M. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. In: Introdução á qualidade das águas e ao tratamento de esgoto. Belo Horizonte: DESA/UFMG ed. v.1. WHO. Health Guidelines for the safe use of wastewater in agriculture and aquaculture. Technical Report Series. n Geneva: World Healt and Organization WHO. Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater: Wastewater in Use in Agricultural. vol. 2. Geneva
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