I SIMULAÇÃO DA DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS DE ETAs EM ETEs - REMOÇÃO DE SÓLIDOS E DE OVOS E LARVAS DE HELMINTOS

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1 I SIMULAÇÃO DA DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS DE ETAs EM ETEs - REMOÇÃO DE SÓLIDOS E DE OVOS E LARVAS DE HELMINTOS Paulo Sérgio Scalize Graduado em Ciências Biológicas Modalidade Médica pela Faculdade Barão de Mauá - FOTO Ribeirão Preto. Doutorando em Hidráulica e Saneamento na Escola de Engenharia de São NÃO Carlos da Universidade de São Paulo. Luiz Di Bernardo () DISPONÍVEL Professor Titular da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo Antônio Sergio Spanò Seixas Professor Adjunto nível II - Departamento de Ciências da Saúde - Universidade Federal de São Carlos. Graduado na Faculdade de Farmácia e Odontologia - USP - Ribeirão Preto. Mestre em Educação pela Universidade Federal de São Carlos. Doutor em Ciências (Microbiologia Aplicada) pela UNESP - Rio Claro. Endereço () : Av. Trabalhador São-Carlense, São Carlos - SP - CEP Brasil - Tel.: XX Fax: XX bernardo@sc.usp.br RESUMO A crescente procura por formas alternativas para disposição de resíduos de Estações de Tratamento de água (ETAs), tem incentivado a realização de estudos sobre a sua disposição direta ou indireta nas Estações de Tratamento de Esgoto-ETEs. No presente trabalho foram estudados, em escala piloto por batelada, os efeitos que seriam produzidos nos sobrenadantes provenientes dos decantadores primários de uma ETE que recebessem resíduos de ETAs, do de vista físico - remoção de Sólidos Suspensos Totais (SST), e biológico - remoção de ovos e larvas de helmintos. Os resultados mostraram que ocorreu diminuição da concentração desses parâmetros no sobrenadante, sendo observado que a maior remoção de sólidos bem como de ovos e larvas de helmintos ocorreu naquelas colunas de sedimentação que receberam os resíduos de ETA com maior concentração de SST. PALAVRAS-CHAVE: Resíduo de Estação de Tratamento de Água, Disposição de resíduos, Helmintos, Parasitas. INTRODUÇÃO As ETAs podem ser consideradas como indústrias, devendo os resíduos decorrentes da lavagem de filtros, limpeza de decantadores e de tanques de preparação de soluções e suspensões de produtos químicos, etc., serem devidamente tratados, uma vez que apresentam substâncias prejudiciais ao meio ambiente. Os resíduos gerados com as descargas dos decantadores representam uma parcela relativamente pequena do volume de água tratada, com quantidade elevada de sólidos e materiais indesejáveis, e devem ser tratados e dispostos convenientemente. Nos tanques de preparação e armazenamento de produtos químicos, os resíduos são produzidos por ocasião das lavagens em volumes não significativos. Já os resíduos provenientes das lavagens dos filtros representam de a 5% do volume de água tratada, diariamente, sendo viável a recuperação destas águas, pois contribuirá de alguma forma para o atendimento da crescente demanda de água. Historicamente, a prática mais comum tem sido o lançamento dos resíduos diretamente nos cursos de água mais próximos ou, indiretamente, utilizando-se a rede de águas pluviais. No entanto, devido as suas características, os resíduos gerados nas ETAs aumentam o grau de poluição e de contaminação dos corpos receptores, contribuindo para a crescente degradação do meio ambiente e perda da qualidade de vida das populações existentes a jusante desses lançamentos. Tal prática tem sido bastante questionada por causa dos possíveis riscos à saúde pública e à vida aquática. Por outro lado, os sistemas de tratamento convencionais utilizados para os resíduos estão tornando-se complexos e onerosos, visto que os padrões de lançamento em cursos de água e disposição final em aterros sanitários têm se tornado cada vez mais rígidos.

2 No Brasil, um dos aspectos que vem dificultando o emprego de sistemas de tratamento dos resíduos nas ETAs são os custos envolvidos no processo e o conhecimento pouco profundo das técnicas empregadas. Um método de disposição alternativo que tem sido observado em alguns países da Europa e nos Estados Unidos, é o lançamento dos resíduos de ETAs em ETEs, via rede coletora de esgoto ou transporte. Tal procedimento surge como uma proposta atraente, visto que elimina a implantação de sistemas de tratamento de resíduos nas ETAs. Entretanto, algumas interferências podem ocorrer nas unidades da ETE, de maneira que tal procedimento deve ser criteriosamente analisado. Dentre essas unidades, destacam-se os digestores anaeróbios e aeróbios de lodo e os decantadores primários, já que, devido às características físicas dos resíduos da ETA, irão receber a maior parte das impurezas contidas nesses resíduos (CORNWELL & KOPPERS, 990). No Brasil, DI BERNARDO et al. (999), simulando, em coluna de sedimentação, a disposição de resíduos de uma ETA que utiliza sulfato de alumínio como coagulante primário, em decantadores primários de uma ETE, concluiu que possivelmente não ocorreriam interferências significativas no desempenho dos digestores de lodo devido a pequena influência observada na atividade metanogênica dos sedimentos resultantes dos ensaios de sedimentação, a menos dos aspectos relacionados ao maior volume de lodo. CARVALHO (999), menciona que a eficiência de sedimentação dos decantadores primários pode ser aumentada, uma vez que em seus ensaios de sedimentação, houve incremento na remoção de SST e de turbidez, quando a relação volumétrica entre os resíduos de ETA e do esgoto sanitário aumentou. MATERIAIS E MÉTODOS Os resíduos utilizados na pesquisa foram obtidos na ETA de São Carlos (ETA-SC), cuja tecnologia de tratamento é a de ciclo completo e utiliza sulfato de alumínio como coagulante primário. Possui três decantadores convencionais de escoamento horizontal, cuja limpeza é realizada, alternadamente, a aproximadamente, cada meses. A filtração é realizada em 7 unidades filtrantes com meio filtrante constituído unicamente de areia convencional, sendo a lavagem realizada apenas com água no sentido ascensional. Atualmente, os resíduos provenientes da limpeza dos decantadores e da lavagem dos filtros são lançados na galeria de águas pluviais. A proporção entre o volume de resíduos gerados na ETA-SC e o volume de esgoto foi estimada considerando-se a vazão média diária tratada e que 80 % daquele volume retornaria na forma de esgoto sanitário. Próximo ao campus da USP em São Carlos, existe uma derivação da rede de esgoto sanitário, por meio da qual uma parcela de esgoto é gradeada e encaminhada a um tanque de armazenamento, do qual foi bombeado o volume necessário para um tanque de equalização provido de agitador. Em função do levantamento dos dados operacionais da ETA-SC durante o ano de 999, foi estimado o volume médio mensal de água produzido (5,9m /mês), bem como o volume médio mensal de resíduos gerados durante a limpeza dos decantadores, (75,00m /mês) e de lavagem dos filtros (56076,m /mês). O volume de esgoto gerado foi considerado igual a 80% do volume de água produzido (8977,84m /mês). Em função dos dados levantados por CORDEIRO (99), foi assumido um teor de sólidos suspensos totais de 075 g/m nos resíduos gerados na ETA-SC, originando uma massa total de sólidos de 468, Kg/mês. Tendo em vista a necessidade do tratamento desses resíduos, a ETA-SC deverá, futuramente, contar com dispositivo de extração semi-contínua de lodo dos decantadores e de tanque de equalização para receber essas descargas e aquela decorrentes da lavagem dos filtros. O teor de sólidos suspensos totais das descargas dos decantadores foi assumido igual a,0 g/l e o volume de resíduo gerado pelas descargas semi-contínuas, de aproximadamente 876 m /mês (,4% do total de água produzido). Nos ensaios realizados, foram estudados teores de sólidos suspensos totais no resíduo da limpeza do decantador de, e 5 g/l.

3 DESCRIÇÃO DAS COLUNAS DE SEDIMENTAÇÃO As colunas de sedimentação foram construídas em acrílico com 00 mm de diâmetro externo e, m de altura, resultando volume útil de aproximadamente 0 L; a extremidade inferior apresentava formato tronco-cônico com altura de 0, m para adensar e facilitar a retirada do lodo; s de tomadas de amostras foram localizados ao longo da altura, distantes 0,7 m entre si. Por meio de um agitador contínuo, contendo diversas paletas fixadas no eixo vertical, foi proporcionada a mistura do esgoto sanitário com as amostras de resíduos da ETA-SC. Na foto da figura são mostradas as colunas utilizadas nos ensaios. Figura : Foto ilustrando as colunas de sedimentação EFEITOS DA SIMULAÇÃO DA DISPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS DA ETA NOS DECANTADORES PRIMÁRIOS DE UMA ETE A simulação dos efeitos produzidos em um decantador primário de uma ETE foram avaliados com a realização de ensaio em colunas de sedimentação, tendo sido utilizado esgoto sanitário e resíduos da ETA-SC com diferentes concentrações, provenientes da limpeza do decantador e da lavagem dos filtros. O volume do resíduo da limpeza do decantador e o volume e concentração de SST da água de lavagem de filtros foram mantidos constantes nas três colunas de sedimentação, sendo 5,8 % (em volume) da água de lavagem de filtro com teor de SST de 0 mg/l e,44 % (em volume) da limpeza de decantador com teor de SST de, e 5 g/l. Os dois resíduos combinados (descarga de decantadores + água de lavagem de filtros) que foram misturados com esgoto sanitário nas colunas, e, tinham volume correspondente a 7,4 % do volume útil da coluna e teores de SST de 65, 75 e 045 mg/l, respectivamente. A quarta coluna recebeu somente esgoto sanitário, usada como controle. O tempo de mistura adotado foi de 0 minutos com gradiente de velocidade da ordem de 00 s -. Após os agitadores terem sido desligados, foi considerado um tempo de sedimentação de horas. Durante esse período de tempo, foram coletadas, nos três s de amostragem das colunas, amostras em intervalos de 0 min para medição de sólidos suspensos totais (SST). No final, foram coletadas amostras dos sobrenadantes e efetuada pesquisa parasitológica através do método desenvolvido por BAILENGER (979), modificado por AYRES & MARA em 996.

4 QUANTIFICAÇÃO DE OVOS E LARVAS DE HELMINTOS Foi utilizado o método desenvolvido por BAILENGER (979), modificado por AYRES & MARA em 996, atualmente recomendado pela OMS para a quantificação de ovos de helmintos em águas residuárias brutas e tratadas. Este método foi escolhido em função de sua simplicidade, do baixo custo dos reagentes utilizados e de propiciar recuperação de uma ampla faixa de helmintos. O procedimento é o seguinte: a) coletar amostras do despejo bruto ou parcialmente tratado (volume da ordem de L) e do efluente final (cerca de 0 L); b) deixar sedimentar por a h, dependendo do tamanho do recipiente, pois os ovos apresentam diferentes velocidades de sedimentação; c) remover 90 % do sobrenadante através de sifonamento e transferir o restante (0 %) para um ou mais tubos e centrifugar a 000 g por 5 min. Enxaguar o frasco com a solução de detergente; d) remover o sobrenadante e, se houver mais de um tubo na centrífuga, transferir o material sedimentado para um único tubo, não se esquecendo de enxaguar com solução detergente, centrifugar em 000 g por 5 minutos; e) descartar o sobrenadante e ressuspender o sedimento com igual volume de solução tampão aceto-acética, ph = 4,5. Se o volume do concentrado for inferior a ml, colocar solução tampão até resultar 4 ml para facilitar o descarte do sobrenadante, após extração com éter (passos g e h), deixando volume de tampão suficiente acima do concentrado para permitir uma camada de éter para ser descartado; g) adicionar um volume de éter correspondente a duas vezes o volume do sedimento e homogeneizar a amostra utilizando equipamento tipo vórtex e submeter a agitação. A amostra pode ser misturada manualmente; h) centrifugar a amostra a 000 g por 5 min. A amostra atual será separada em três fases distintas. O que não for gorduroso (material pesado, incluindo ovos de helmintos, larvas e protozoários) irá para a camada do fundo. Acima deste estará o tampão, sendo claro (transparente). O material gorduroso e outros materiais, juntamente com o éter formarão uma camada espessa e de cor escura; i) anotar o volume do sedimento que contém os ovos, e desprezar o restante do sobrenadante com um único movimento firme e rápido. Se for necessário para soltar o tampão presente na superfície, primeiro perfurar suavemente ao redor do tubo da centrífuga com uma agulha fina; j) ressuspender o sedimento com 5 volumes de solução de sulfato de zinco. Anotar o volume final do produto (XmL). Misturar a amostra completamente, preferencialmente usando o vórtex mixer. É necessário um volume mínimo de,5 ml para câmaras da lâmina McMaster; j) remover uma alíquota da amostra final com uma pipeta Pasteur e transferir para a lâmina McMaster para exame final; k) encher a lâmina McMaster e deixá-la em repouso em superfície plana por 5 min antes do exame, permitindo que os ovos desprendam-se para a superfície; l) examinar em microscópio com aumentos de 0 e 40 vezes. Contar todos os ovos presentes na placa McMaster. Para se ter exatidão, fazer a média de duas, ou preferencialmente três lâminas; m) calcular o número de ovos por litro utilizando a equação: N = A.X P.V em que: 4

5 N : número de ovos por litro de amostra; A : número de ovos contados na lâmina McMaster; X : volume final da amostra (ml); P : volume da câmara de McMaster. P= 0,5 ml por grelha; V : volume original da amostra (L). RESULTADOS As amostras utilizadas neste ensaio foram preparadas com volumes de resíduo de ETA constantes, contendo 80, % de água de lavagem dos filtros com concentração de SST = 0 mg/l e 9,9 % do resíduo da limpeza de decantador com concentrações de SST da ordem de, e 5 g/l. A relação entre essas porcentagens é aproximadamente igual à relação (5,80 %/,44 %), relativa à contribuição diária de resíduos de uma ETA que os descarregasse na ETE. Na TABELA encontram-se os volumes de esgoto sanitário, bem como de resíduo de ETA, utilizados no ensaio de sedimentação. Tabela : Volume do esgoto sanitário e da amostra de resíduo de ETA utilizados no ensaio de sedimentação RESÍDUO Controle Coluna Coluna Coluna Volume (%) Volume (%) Volume (%) Volume (%) Esgoto Sanitário 00 9,76 9,76 9,76 Amostra - resíduo de ETA 0 7,4 7,4 7,4 Teor de SST no resíduo de ETA (g/l) ,65 0,7,7 Durante o ensaio de sedimentação foram coletadas amostras em intervalos de 0 min, com as quais foram medidas as concentrações de SST, cujos resultados estão presentes na tabela. Tabela : Concentração de SST em mg/l, medidos nos s de coletas de cada coluna em intervalos de 0 minutos até 0 minutos de sedimentação. Tempo Coluna Controle Coluna Coluna Coluna (min.) Nas figuras, e 4 podem ser observados a variação do ter de SST presentes nas amostras coletadas nos s de coletas durante o ensaio de sedimentação na coluna controle e na coluna de controle. 5

6 Figura : Valores de SST obtidos nas amostras coletadas no de coleta em intervalos de 0 min, nas 4 colunas durante o ensaio de sedimentação, simulando um decantador primário de ETE. Sólidos Suspensos Totais (mg/l) coluna controle coluna coluna coluna Tempo (min.) Figura : SST - Valores de SST obtidos nas amostras coletadas no de coleta em intervalos de 0 min, nas 4 colunas durante o ensaio de sedimentação, simulando um decantador primário de ETE. 50 Sólidos Suspensos Totais (mg/l) coluna controle coluna coluna coluna Tempo (min.) 6

7 Figura 4: SST - Valores de SST obtidos nas amostras coletadas no de coleta em intervalos de 0 min, nas 4 colunas durante o ensaio de sedimentação, simulando um decantador primário de ETE. Sólidos Suspensos Totais (mg/l) coluna controle coluna coluna coluna Tempo (min.) Na tabela podem ser observado os valores de ovos e larvas de helmintos encontrados nos sobrenadantes provenientes dos ensaios em coluna de sedimentação, simulando um decantador primário de ETE. Tabela : Contagem de ovos e larvas de helmintos nos sobrenadantes obtidos após término do ensaio de sedimentação, simulando um decantador primário de uma ETE. Esgoto Sobrenadantes Parasita Sanitário Coluna Coluna teste Coluna teste Coluna teste Bruto controle Ovos de Ancilostomídeo 8 6 ND ND sp (ovos/l) Larvas de Strongiloides 4 ND ND ND sp (larvas/l) ND - não detectado. DISCUSSÃO E CONCLUSÕES Através dos dados contidos na tabela observa-se que as amostras coletadas no tempo inicial apresentaram concentrações de SST superiores à amostra coletada da coluna controle, sendo que a concentração aumentou proporcionalmente a concentração de SST no resíduo de ETA adicionado às colunas. Após 40 min. de sedimentação as amostras coletadas na coluna apresentaram, praticamente, a mesma concentração de SST que as amostras da coluna controle. Na coluna isto ocorreu após 60 min. e na coluna após 00 min., mostrando que, quanto maior a concentração de SST no resíduo de ETA, menor o tempo de sedimentação para obter amostras com concentração de SST menores que a coluna controle. Apesar do método de BAILENGER modificado ser indicado para pesquisa de ovos de helmintos em águas residuárias brutas e tratadas, no presente trabalho foi feita a contagem de larvas, pois estas estavam presentes no sobrenadante. Na tabela pode observado um número de ovos e larvas presentes no esgoto sanitário relativamente baixo, devido ao fato do esgoto sanitário ser proveniente da rede coletora de uma área com população de classe média alta. Com a realização do presente trabalho concluiu-se que: A remoção de SST foi maior nas colunas de sedimentação que receberam resíduo de ETA com maior teor de SST; 7

8 Os sobrenadantes das colunas que receberam resíduo de ETA, após ensaio de sedimentação, apresentaram pouco ou nenhum ovo de Ancilostomídeo sp; não foram detectadas larvas de Strongiloides sp, nestes sobrenadantes; A alternativa de disposição do resíduo de ETA em ETE pode ser atraente tanto do de vista parasitológico, pois observou-se que, nos sobrenadantes provenientes das colunas que receberam resíduo de ETA, em comparação com a coluna controle, esta apenas com esgoto sanitário, ocorreu maior remoção dos ovos e larvas após a sedimentação, como físico, pois houve diminuição do teor de SST no sobrenadante. É recomendável que sejam realizados ensaios utilizando esgoto sanitário de área com população de classe pobre, procurando-se desta forma encontrar maior quantidade e variedade de formas parasitárias, o que forneceria melhor visualização da remoção desses organismos se fosse adotada a alternativa de disposição estudada no presente trabalho. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. AYRES, R.M.; MARA, D.D. (996). Analysis of wastewater for use in agriculture. World Health Organization. Geneva, BAILENGER, J. (979). Mechanisms of parasitological concentration in coprology and their practical consequences. Journal of American medical technology, 4, pp. 65 7, apud AYRES, R & MARA, D (996). Analysis of wastewater for use in agriculture. A laboratory manual of parasitological and bacteriological techniques. WHO, Geneva.. CARVALHO, E.H.; DI BERNARDO, L. (999). Interferência dos despejos de estações de tratamento de água nas estações de tratamento de esgoto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 0, Rio de Janeiro. Anais eletrônicos II-07. Rio de Janeiro, ABES. P COELHO, W.M. (998). Incidência de helmintos e cistos de protozoários em águas de mananciais e hortaliças irrigadas - região metropolitana de goiânia. In: SIMPÓSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 8., João Pessoa, 998. Anais. Rio de Janeiro, ABES/APRH. v., p CORDEIRO, J. S. (99). O problema dos lodos gerados nos decantadores em estações de tratamento de água. São Carlos, 4p. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 6. CORNWELL, D.A.; KOPPERS, H.M.N. (990). Slib, schlamm, sludge. Amercian Water Works Association, Research Foundation, KIWA. Research Foundation, Denver. 7. DI BERNARDO, L. ; CARVALHO, E.H.; SCALIZE, P.S. (999). Disposição de resíduos líquidos de ETAs em ETEs. In: REALI, M.P., coord. Noções gerais de tratamento e disposição final de lodos de estações de tratamento de água. Rio de Janeiro, ABES. Cap. 8, p SCALIZE, P.S. (997). Caracterização e clarificação por sedimentação da água de lavagem de filtros rápidos de estações de tratamento de água que utilizam sulfato de alumínio como coagulante primário. São Carlos. 997, 0 p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. 8