Operaçao e eficiência Das lagoas de estabilizaçao

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1 PAINEL 3: OPERAÇAO DE ESTAÇOES DE TRATAMENTO DE ESGOTOS Operaçao e eficiência Das lagoas de estabilizaçao Anibal Oliveira Freire - COPASA

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3 PERFORMANCES DE DECAIMENTO BACTERIANO EM 26 ETES COM LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO EM MINAS GERAIS COMPARADOS COM RESULTADOS DE MODELOS DE SIMULAÇÃO TEÓRICOS Anibal Oliveira Freire - DTN/SPAT Frieda Keifer - DTN/DPNN/DVCA Gloria Suzana M B Souza- DMT/SPSE/DVTE

4 INTRODUÇÃO As diretrizes sanitárias recomendadas pela OMS sobre o uso de águas residuais tratadas de forma irrestrita na agricultura propõem o limite máximo de E.coli /100mL e a tecnologia indicada é uma série de lagoas de estabilização (> 10 dias ou tratamento equivalente). A remoção de ovos de helmintos ocorre por sedimentação e a OMS (1989) sugere que séries de lagoas com tempo de detenção hidráulica total de 8 dias podem produzir efluentes com menos de 1 ovo/litro, em média, que é sua diretriz para irrigação irrestrita ( 1 ovo/l).

5 INTRODUÇÃO EXPERIMENTO REUSO JANAUBA CONVENIO COPASA UNIMONTES AS DIRETRIZES SANITÁRIAS

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7 EXPERIENCIA DE REUSO EM NOVA MATRONA

8 OBJETIVO DO TRABALHO Verificar a aderência dos modelos teóricos de simulação aos dados obtidos a partir da comparação de resultados de eficiência de remoção de DBO e decaimento bacteriano, em escala real, em 26 ETEs do Estado de Minas Gerais que utilizam em seus processos de tratamento, lagoas de estabilização em seus diversos modelos, com os resultados de modelos de simulação teóricos conhecidos.

9 METODOLOGIA UTILIZADA Para alcançar o objetivo proposto neste trabalho, foram realizadas as seguintes atividades: Levantamento de dados junto às áreas responsáveis pela operação das ETEs; Revisão bibliográfica; Avaliação e contextualização dos dados obtidos.

10 METODOLOGIA UTILIZADA Foi elaborado o cadastro de dados e de monitoramento bimestral (analises compostas) de 26 ETEs de sistemas municipais que utilizam em seus processos, lagoas de estabilização em seus diversos modelos (anaeróbias, facultativas, e de maturação (profundas (1,20m), rasas (0,60m), chicaneadas), com todas condições de contorno, forma, dimensões, profundidades, TDH (Tempo de Detenção Hidráulica), região, temperaturas medias, resultados de E. coli, comparados com os resultados de modelos de simulação teóricos conhecidos para decaimento bacteriano.

11 LAGOAS FACULTATIVAS, MATURAÇÃO E POLIMENTO Coeficiente de decaimento (K b ) - fluxo disperso Kb (1/d) Lagoas rasas! 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 Kb disp (20o C) vs depth H K b = H H = pond depth (m) d = 1/(L/B) L = pond length (m) B = pond breadth (m) 1,E+10 1,E+08 Effluent coli estimated x observed 1,0 0,0 0,00 1,00 2,00 3,00 H (m) Estim 1,E+06 1,E+04 1,E+02 1,E+00 1,E+00 1,E+02 1,E+04 1,E+06 1,E+08 1,E+10 Obs

12 REATOR UASB - LAGOA DE POLIMENTO TIPO MATURAÇÃO CePTS UFMG/COPASA 250 hab

13 RESULTADOS REMOÇÃO DE ORGANISMOS PATOGÊNICOS EM LAGOAS DE POLIMENTO 1e10 1e9 1e8 1e7 1e6 1e U FM G - A R R U D A S ( e s c a la de de mons t ra ç ã o) EB UASB L1 L2 L3 L4 Max Min 75% 25% Median

14 RESULTADOS LAGOAS FACULTATIVAS, MATURAÇÃO E POLIMENTO Eficiência de remoção de coliformes (unidades log) LOG UNITS REMOVED IN EACH POND OF THE SERIES 3,5 3,0 LOG UNITS REMOVED 2,5 2,0 1,5 1,0 186 lagoas no mundo 0,5 0,0 PRIM SEC MAT1 MAT2 MAT345 CATEGORY Median 25%-75% 5%-95%

15 Relação das ETEs avaliadas e suas características CIDADE PROCESSO N (MODELO) MEDIA GEOM. AVALIAÇÃO ALMENARA RAFA+LF 3,1E+05 4,3E+04 Bom BURITIS LAN+LF 5,0E+03 3,3E+05 Ruim CAMPINA VERDE RAFA+LF 2,0E+05 6,7E+07 Ruim CAXAMBU RAFA+LF+2LM 3,6E+03 2,5E+03 Bom CONFINS LF+LM 5,3E+02 2,0E+04 Ruim COR. DE JESUS RAFA+LF 1,5E+05 7,4E+05 Médio CORDISBURGO LF 2,7E+02 8,8E+04 Ruim CORINTO RAFA+LF+2LM 3,6E+03 1,5E+03 Bom DIVISOPOLIS RAFA+3LF 2,6E+04 4,9E+04 Ruim ENGO.NAVARRO RAFA+LM(CHIC) - 5,8E+05 - FRUTAL LAN+LF 5,6E+04 3,3E+04 Ruim GLAUCILANDIA RAFA+LF 5,4E+03 1,2E+06 Ruim GUARDA-MOR RAFA+LM(CHIC) 0,0E+00 3,8E+08 Ruim ITAOBIM RAFA+LF 3,2E+04 5,3E+04 Médio ITURAMA LAN+LM 5,2E+05 4,7E+04 Bom JANAUBA RAFA+LF+2LM 4,0E+01 2,1E+05 Ruim J.PINHEIRO/LUISLANDIA RAFA+LM(CHIC) 0,0E+00 1,0E+07 Ruim JURAMENTO RAFA+LF 7,0E+04 7,0E+05 Ruim LAGOA DOS PATOS RAFA+LF 7,0E+00 7,1E+05 Ruim LAVRAS (A.L.) RAFA+FA+LM 1,1E+04 1,4E+05 Ruim LAVRAS (R.V.) RAFA+FA+LM 8,7E+04 1,9E+05 Ruim MATOZINHOS LAN+ELF 3,7E+05 4,9E+04 Bom PARACATU LAN+LAer. 2,0E+05 1,3E+09 Ruim PORTEIRINHA RAFA+LF+2LM 3,0E+01 2,8E+04 Ruim S.FRANCISCO LF 8,9E+03 1,1E+05 Ruim SERRO RAFA+LF+LM 6,9E+02 4,6E+03 Ruim RAFA = Reator Anaeróbio, LF= Lagoa Facultativa, LM= Lagoa de Maturação, LAN = Lagoa Anaeróbia, LAer. = Lagoa Aerada, FA = Filtro Anaeróbio

16 Média de E. coli (NMP/100mL) RESULTADOS Valores médios de E. coli 1,0E+09 1,0E+08 N (MODELO) MEDIA ARITM.2013 MEDIA GEOM ,0E+07 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00

17 RESULTADOS Eficiência de remoção de DBO (unidades log) Projeto

18 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Lagoas de estabilização tem sido considerado o processo de tratamento natural de esgotos considerado mais eficaz para rebaixamento da contaminação bacteriológica nos efluentes de ETEs, mormente, com lagoas de maturação em série, e é recomendado pela OMS (1989), para tratamento prévio dos efluentes com o fim de se atingir condições sanitárias plenas para reuso agrícola. Apesar das condições favoráveis no Estado de Minas Gerais e de sistemas projetados nas condições consideradas ideais, a remoção bacteriológica não foi expressiva em 72% das ETEs investigadas.

19 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Nos dados comparados das diferentes ETEs nas diversas regiões do Estado de Minas Gerais, de um total de 26 unidades pesquisadas, 18 apresentam resultados classificados como ruins, 05 resultados classificados como bons e 02 resultados classificados como médios (na mesma ordem de grandeza). Mesmo nas ETEs com efluentes considerados bons, observa-se ocorrências temporais fora da curva que, às vezes, não dão a segurança absoluta para o Reuso Agrícola.

20 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Em suma, com os dados disponíveis, torna-se necessário mais estudos, com acompanhamento in loco, para compreender os fatores que levam os sistemas de lagoas de estabilização nas suas diferentes formas e modalidades a não atender em várias situações a finalidade de remoção de patogênicos (E. coli), embora em algumas vezes isso ocorra (em 20% dos casos).

21 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Compreender a dinâmica do funcionamento de lagoas de estabilização e os fatores de afetam sua eficiência é importante como uma análise crítica deste processo de tratamento de esgotos avaliando que numa amostragem considerável (26 ETEs num total de 35 cidades da COPASA com ETEs com lagoas em Minas Gerais) é uma ferramenta para buscar melhores condições para aplicação desses sistemas de tratamento de esgoto, bem como buscar outras alternativas para situações onde o sistema não opera com a eficiência prevista. Dessa forma, poder-se-á aprimorar conceitos a fim de se obter melhores resultados de eficiência com o sistema de tratamento de esgoto empregado.

22 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES PROBLEMAS OPERACIONAIS POR CULPA DE PROJETOS/OBRAS: LAGOAS COM VERTEDOR FIXO (NÃO PERMITINDO FLEXIBILIZAÇAO DE NÍVEIS) PROBLEMAS OPERACIONAIS NÃO RELATADOS NA LITERATURA: OCORRÊNCIA DE CIANOBACTERIAS (PRINCIPALMENTE NA ESTAÇÃO QUENTE) OCORRÊNCIA DE LARVAS DE PERNILONGOS (INCLUSIVE O CULEX DA ELEFANTIASE - FILARIOSE)

23 TRATAMENTO DE ESGOTOS POR DISPOSIÇAO CONTROLADA NO SOLO

24 ETE DE JANUARIA: RAFAS + DISPOSIÇAO CONTROLADA NO SOLO ETE COMPOSTA DE REATORES ANAERÓBIOS SEGUIDOS POR 04 MÓDULOS DE DISPOSIÇÃO NO SOLO 04 MODULOS DE DISPOSIÇÃO NO SOLO COM 50M DA CALHA DE DISTRIBUIÇÃO POR 40 M DE COMPRIMENTO (SENTIDO DO FLUXO) PLANTADOS COM BRACHIARIA HUMIDICOLA (8 000 M²)

25 COMO ERA... FLUXO PREFERENCIAL NAS CAPINEIRAS E INVAZÃO DE PRAGAS NO MEIO DA VEGETAÇÃO.

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27 RETIRADA DE BRACHIARIA COMUM PARA REPLANTIO DE BRACHIARIA HUMIDICOLA

28 SITUAÇÃO ATUAL DAS CAPINEIRAS COM BRACHIARIA HUMIDICOLA.

29 FLUXO PERFEITO NO MODULO II EFLUENTE FINAL TRATADO, QUASE ÁGUA NA CALHA COLETORA MODULO I, COM DISTRIBUIÇÃO NÃO TÃO PERFEITA, PRECISA SER NIVELADO O FIO DA CALHA PARA SE OBTER FLUXO HOMOGÊNEO NA CAPINEIRA

30 PROGRAMA DE MONITORAMENTO - ETE'S CLASSES 1 E 3 ETE JANUÁRIA - Ano 2013 PARÂMETROS BIMESTRAIS DA ETE UNIDADE BIMESTRE 1º 2º 3º 4º 5º 6º CONDUTIVIDADE ELÉTRICA EFLUENTE US/CM 642,00 590,00 882, ,00 868, ,00 DBO AFLUENTE MG/L 91,50 83,00 124,00 182,00 244,00 303,00 DBO EFLUENTE MG/L 12,60 11,70 15,60 21,10 17,60 12,90 DQO AFLUENTE MG/L 274,00 196,00 171,00 432,00 610,00 565,00 DQO EFLUENTE MG/L 37,00 39,00 37,90 84,00 53,60 48,00 E COLI EFLUENTE FINAL NMP 1,0x10 6 8,1x10 6 2,0x10 5 1,0x10 5 1,0x10 5 1,0x10 5 PH EFLUENTE - 7,38 7,67 7,54 7,70 7,73 7,38 SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS AFLUENTE SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS EFLUENTE VAZÃO MÉDIA MENSAL AFLUENTE VAZÃO MÉDIA MENSAL EFLUENTE ML/L ML/L L/S L/S 11,00 1,20 8,90 19,00 18,00 90,00 0,40 < 0,1 < 1,0 0,70 0,10 0,60 8,38 7,42 7,68 7,81 8,19 9,35 6,70 5,94 6,52 6,63 6,97 7,94 AMOSTRA COLETADA EM: 28/01/ /03/ /05/ /07/ /09/ /11/2013 AAF Nº: Obtida em: 07/08/2012 Opera desde:01/06/2012 Contato: Jairo Soares Araújo jairo.araujo@copasa.com.br

31 BIMESTRE Media DBO afluente mg/l 91,50 83,00 124,00 182,00 244,00 303,00 171,25 DBO efluente mg/l 12,60 11,70 15,60 21,10 17,60 12,90 15,25 Eficiência Red. DBO (%) 86,23 85,90 87,42 88,40 92,79 95,74 91,09 DQO afluente mg/l 274,00 196,00 171,00 432,00 610,00 565,00 374,67 DQO efluente mg/l Eficiência Red. DQO (%) 37,00 39,00 37,90 84,00 53,60 48,00 49,92 86,50 80,10 77,84 80,55 91,21 91,50 86,68

32 DN COPAM 01/2008: Eficiência Redução DBO> 70% ou DBO< 60mg/l Eficiência Redução DQO> 65% ou DQO<180mg/l

33 AINDA, NOTA-SE UMA QUANTIDADE MUITO GRANDE DE INORGÂNICOS NO LODO DA ETE, REQUERENDO DESCARTES DE LODO MUITO FREQUENTES - PROVOCADO PELO EFLUENTE DA LAVAGEM DOS DECANTADORES E FILTROS DA ETA, QUER DIZER A ETE VEM FUNCIONANDO COMO UTR DO SAA DE JANUÁRIA, QUE A PRINCIPIO PARECE NÃO PREJUDICAR O PROCESSO MAS PERCEBE-SE EM DETERMINADO HORÁRIO DO DIA UM ARRASTE GRANDE DE SÓLIDOS NO RAFA SINCRONIZADO COM O DESCARTE DA ETA, GERANDO UM EFLUENTE LIQUIDO TURVO, ABSORVIDO É BEM VERDADE PELAS CAPINEIRAS, MAS É UM CASO A SE PENSAR ATÉ ONDE ISSO PREJUDICA, COM POSSÍVEL ACUMULAÇÃO DA LAMA INORGÂNICA NO FUNDO DOS RAFAS, QUE PODE COMPROMETÊ-LOS A MÉDIO PRAZO, COM PARALIZAÇÃO PARA REMOÇÃO DE SÓLIDOS NO FUNDO. QUANDO A ETE DE JANUÁRIA RECEBE OS DESCARTES DE FILTROS E DECANTADORES DA ETA, FUNCIONANDO ASSIM COMO UTR, ACUSA TEORES DE SOLIDOS SEDIMENTÁVEIS DE ATÉ 200 ML/L NA SAÍDA DOS RAFAS MAS ABSORVIDA PELAS CAPINEIRAS, QUE APRESENTAM EFLUENTE FINAL EM TODO TEMPO COM MENOS DE 0,1 ML/L DE SÓLIDOS DECANTADOS NO CONE IMHOFF, DEMONSTRANDO SUA CAPACIDADE-TAMPÃO.

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35 O DECAIMENTO BACTERIOLÓGICO NÃO É A PRINCIPAL VANTAGEM DO PROCESSO RAFA+SOLO MAS OBSERVA-SE UM DECAIMENTO DA ORDEM DE 2 CASAS DE POTENCIA, O QUE DEMONSTRA UM EFEITO COLATERAL POSITIVO. A MAIOR VANTAGEM DO PROCESSO SOB O PONTO DE VISTA BACTERIOLÓGICO É OBSERVADA NO EFLUENTE LÍMPIDO PRODUZIDO QUE PODE SER SUBMETIDO COM SUCESSO A UMA RADIAÇÃO DE ULTRA VIOLETA PARA DESINFECÇÃO FACE AO TEOR DE SÓLIDOS SUSPENSOS REDUZIDO OU EVENTUALMENTE A UMA CLORAÇÃO DO EFLUENTE FINAL, JÁ QUE A DBO REMANESCENTE (MATÉRIA ORGÂNICA) É MUITO BAIXA.

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38 OBRIGADO PELA ATENÇÃO! Anibal Oliveira Freire Analista Master de Saneamento - COPASA anibal.freire@copasa.com.br (31)