I PÓS-TRATAMENTO COM APLICAÇÃO DO MÉTODO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL NO SOLO: POLIMENTO DE EFLUENTES DE FILTROS ANAERÓBIOS

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1 I PÓS-TRATAMENTO COM APLICAÇÃO DO MÉTODO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL NO SOLO: POLIMENTO DE EFLUENTES DE FILTROS ANAERÓBIOS Luiz Carlos Klusener Filho (1) Engenheiro Civil - UFSM (1998). Mestrando em Engenharia Civil da FEC/UNICAMP. Roberto Feijó de Figueiredo Professor Adjunto do Departamento de Saneamento e Ambiente da FEC-UNICAMP. Ph.D. pela University of California, Estados Unidos (1982). Bruno Coraucci Filho Professor Assistente Doutor do Departamento de Saneamento e Ambiente da FEC- UNICAMP. Doutor em Engenharia Civil pela USP. Edson Aparecido Abdul Nour Professor Assistente Doutor do Departamento de Saneamento e Ambiente da FEC-UNICAMP. Doutor em Engenharia Civil pela EESC/USP. Ivan da Silva Marquezini Engenheiro Agrícola - UNICAMP. Mestrando em Engenharia Civil da FEC/UNICAMP. Bolsista do CNPq. Endereço (1) : Rua Araújo Viana, 20 - Santa Maria - RS - CEP: Brasil - Tel: (55) klusener@ig.com.br ou klusener@fec.unicamp.br RESUMO O trabalho experimental consiste na disposição no solo através do método do escoamento superficial ( Overland Flow ), o qual foi desenvolvido em área cedida pela empresa Águas de Limeira, concessionária do sistema de águas e esgotos do município de Limeira, Estado de São Paulo, Brasil, com o uso de um patamar como reator biológico, com dimensões de 40,0 metros de comprimento por 4,35 metros de largura, e inclinação média de 3,50%, coberto com grama Tifton 85 (Cynodon sp). O sistema era abastecido pelo efluente originado de uma bateria de filtros anaeróbios dispostos em paralelo, sendo este lançado na parte superior da rampa através de um tubo de PVC perfurado, o que permitiu um fluxo uniforme por toda a largura do tabuleiro, sendo este fluxo redistribuído transversalmente a cada 5 metros através de anteparos de concreto ( diques para uniformização do fluxo). A taxa de aplicação do efluente era de 0,10 m 3 /m.h ou seja, 7,25 L/min. Este efluente recebeu tratamento físico, químico e biológico ao longo do escoamento no tabuleiro. Logo no início de operação do sistema, os resultados de remoção de carga orgânica atingiram 76,96,7% na rampa e 91,97% de remoção total no conjunto filtros-rampa, satisfazendo assim a legislação ambiental brasileira. Os resultados obtidos indicam também que a maior parte da depuração do efluente na rampa ocorre nos 30 primeiros metros, o que provavelmente se deve à baixa taxa de aplicação utilizada, o que possibilita menores velocidades de escoamento e um maior tempo de detenção no sistema. PALAVRAS-CHAVE: Filtro Anaeróbio, Escoamento Superficial, Pós-tratamento de Efluentes, Tratamento de Baixo Custo. INTRODUÇÃO A necessidade de tratar os esgotos domésticos passou a ser uma das prioridades governamentais quer pelos aspectos sanitários, ambientais e ora por aspectos estratégicos que a escassez de água provoca principalmente nas regiões mais desenvolvidas. Entretanto, um dos entraves mais comuns é o custo de construção e manutenção de unidades de tratamento, que o torna muitas vezes inviável, assim torna-se necessário o desenvolvimento de técnicas de tratamento mais econômicas, porém com índices de eficiência comparável aos sistemas existentes. Pesquisas realizadas tanto com esgotos domésticos, quanto com efluentes industriais, revelaram, neste contexto, a boa eficiência na remoção de sólidos e matéria orgânica por meio do método de escoamento superficial no solo. Este sistema é um método simples e de baixo custo para tratamento de efluentes, mas que necessita de pesquisas complementares para um maior conhecimento de seu comportamento (CORAUCCI, 1991). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 MATERIAIS E MÉTODOS A planta física do estudo era constituída por um sistema composto por 4 filtros anaeróbios de fluxo ascendente, utilizando anéis de bambú como recheio, alimentados com esgoto sanitário pré-gradeado. O volume de cada filtro era de 500L e o tempo de detenção adotado em cada filtro era de 3 horas. Como póstratamento deste conjunto, foi construída uma rampa com declividade média de 3,50%, com 4,35m de largura e 40m de comprimento, obedecendo recomendações da bibliografia (ARAUJO, 1998). O sistema de distribuição do efluente foi através de um tubo de PVC DN100 perfurado colocado no início da rampa. O efluente era aplicado a uma vazão de 7,25 L/min, o que corresponde a uma taxa hidráulica de aplicação de 0,10 m 3 /m.h. O período de aplicação era de 8 horas (08:00 hrs - 16:00hrs), e a freqüência de aplicação de 5dias por semana. A cada 5m de rampa, foi instalado uma barreira transversalmente ao comprimento da rampa, e de valor id6entico à este, de aproximadamente 2,0 cm de altura (PAGANINI, 1997), visando regularizar o escoamento na rampa. A vazão de efluente era regulada por meio de registro instalado na entrada da tubulação de distribuição. A coleta de efluente tratado pela rampa foi realizada por meio de uma canaleta instalada no final da rampa. A vegetação de cobertura utilizada foi a gramínea Tifton 85 (Cynodon spp) por ter como característica resistir a solos encharcados e resistir tanto ao frio como ao calor. O sistema encontrase implantada junto à Estação de Tratamento de Efluentes localizada no bairro da Graminha, em Limeira, SP, em área pertencente à empresa Águas de Limeira Ltda, concessionária do sistema de saneamento do município. Os pontos coleta das amostras compostas do efluente foram a entrada e a saída dos filtros, os orifícios de saída da tubulação de alimentação localizada no início da rampa, a cada 5m ao longo do comprimento da rampa, e na canaleta de coleta no final da rampa. As amostras foram retiradas com pisseta de plástico de 500 ml, em amostras coletadas a cada hora, cinco vezes ao dia, compondo amostras de 2000mL. As análises foram realizadas segundo recomendações do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, AWWA/APHA/WF. Figura 1.: Esquema de Montagem do Sistema de Tratamento. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Figura 2.: Vista Geral do Sistema de Filtros Anaeróbios. Figura 3.: Vista Geral do Sistema de Escoamento Superficial no Solo. RESULTADOS E DISCUSSÕES Na análise da eficiência dos filtros, principalmente em relação à parâmetros clássicos como DBO e DQO, pode-se verificar que apesar de seu bom desempenho, o mesmo não consegue satisfazer as exigências da legislação brasileira (CONAMA 20, 1993), justificando assim a adoção de um sistema de pós-tratamento. Na discussão da eficiência da rampa, verifica-se que, de modo geral, a mesma aumenta de acordo com o comprimento, sendo que os valores finais atendem os parâmetros da legislação de forma satisfatória. Verifica-se também que o sistema de pós-tratamento tende a obter uma estabilização nas taxas de depuração nos patamares finais da rampa. Ou seja, o sistema de escoamento superficial poderia vir a ter seu comprimento reduzido, quando operar à esta taxa de aplicação (t=0,10m3/m.h). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Tabela 1.: resultados médios obtidos no sistema de tratamento Parâmetro Esgoto Bruto Efl. Filtros Efl. Rampa Eficiên. Filtros Eficiên. Sistema ph 7,20 7,20 7, DBO (mg/l) 375,80 171,6 36,90 54,30% 90,20% DQO (mg/l) 897,10 412,0 127,10 54,1% 85,8% Alcal. Total (mg CaCO3/L) 151,20 184,6 95,0-37,20% Alcal. Parc. (mg CaCO3/L) 89,2 118,5 73,0-18,1% Sól. Susp. Totais (mg/l) 261,10 88,40 48,50 66,10% 81,40% Sólidos Totais (mg/l) 683,30 460,3 295,8 32,6% 56,7% Sólidos Sed. (mg/l) 6,20 0,20 0,00 96,0% 100,0% Fósforo (mg/l) 5,50 5,10 0,80 7,30% 85,8% NTK (mg/l) 54,60 46,4 10,30 15,0% 78,6% Figura 4.: Valores de DQO ao longo do comprimento da rampa Figura 5.: Valores de DBO ao longo do comprimento da rampa ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Figura 6.: Valores de Sólidos Totais ao longo do comprimento da rampa Figura 7.: Valores de Fósforo ao longo do comprimento da rampa Figura 8.: Valores de Alcalinidade Total ao longo do sistema ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Figura 9.: Valores de Alcalinidade parcial ao longo do sistema Figura 10.: Valores de Nitrogênio Amoniacal ao longo do sistema Figura 11.: Valores de NTK ao longo do sistema. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 CONCLUSÕES Verificou-se que o sistema, de forma geral, satisfez os objetivos inicias do projeto, apresentando-se como uma solução viável para o tratamento de efluentes. O pós-tratamento do sistema, utilizando a disposição no solo, complementou a depuração efetuada pelo conjunto de filtros anaeróbios quanto a fatores como carga orgânica e teor de sólidos, e veio à acrescentar no estudo da depuração de nutrientes no esgoto, uma vez que os reatores anaeróbios tentem a apresentar certa deficiência neste campo. Devido a metodologia utilizada na coleta de amostras, a DBO filtrada, bem como a DQO filtrada não apresentaram resultados conclusivos. A determinação de sólidos totais, pelo mesmo motivo apresenta algumas falhas na cadeia de análises. Sugere-se que em pesquisas futuras, atenha-se ao fato do carreamento de biofilme e solo junto à amostra coletada. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ARAÚJO, G.C. Avaliação do Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores UASB através de um Sistema de Aplicação Superficial no Solo. Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFMG. Belo Horizonte, AWWA/APHA/WEF (1995). Standard Methods for teh Examination of Water and Wastewater. 19 th edition. Washington. 3. CORAUCCI FILHO, B. Tratamento de Esgotos Domésticos no Solo pelo Método do Escoamento Superficial. Tese de Doutorado, Deaprtamento de EngenhariaHidráulica e Sanitária da Escola Politécnica, USP, São Paulo, OVERCASH, M.R.; COVIL, D.M.; GILLIAM, J.W.; WESTERMAN, P.W. and HUMENIK, F.J. Overland flow pretreatment of poultry manure. Journal Environmental Engineering Division, v.104, n.2, p , PAGANINI, W.S. (1997). Disposição de Esgotos no Solo (Escoamento à Superficie). AESABESP. São Paulo. 232p. 6. U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Process design manual: land treatment of municipal wastewater. Technology Transfer. Cincinnati ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7