II AVALIAÇÃO DO TRATAMENTO CONJUNTO DE LODO DE TANQUES SÉPTICOS E ESGOTOS DOMÉSTICOS EM UM RALF

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1 II 33 - VLIÇÃO DO TRTMNTO CONJUNTO D LODO D TNQUS SÉPTICOS SGOTOS DOMÉSTICOS M UM RLF Mário Tachini ngenheiro Sanitarista pela Universidade Federal de Santa Catarina, 1984, Professor do Departamento de ngenharia Civil da Universidade Regional de Blumenau e Mestrando em ngenharia mbiental pela FURB SC Paulo Belli Filho ngenheiro Sanitarista pela Universidade Federal de Santa Catarina, Doutor pela Universidade de Rennes França, Professor djunto da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC. dilson Pinheiro ngenheiro Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina; Mestre em ngenharia de Recursos Hídricos e Saneamento pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul; doutor em Física e Química do mbiente pelo Institut National Polytechnique de Toulouse (França); professorpesquisador da Universidade Regional de Blumenau. ndereço (1) : Rua ntonio da Veiga, 14, Caixa Postal 157.CP: Blumenau SC Fone: (47) , mtachini@furb.br RSUMO ste trabalho apresenta a caracterização físico-química dos esgotos sanitários e lodo de tanques sépticos, além de avaliar o tratamento integrado de esgotos sanitários e o lodo de tanques sépticos em um reator RLF, em Blumenau-SC. O sistema foi monitorado durante um período de quatro meses, analisando-se o afluente, o perfil do reator, o efluente e o lodo de tanques sépticos. Os parâmetros analisados foram: ph, alcalinidade de bicarbonato, DQO total e filtrada, DBO total e filtrada, sólidos totais, suspensos e voláteis, nitrogênio total Kjeldhal e amoniacal fósforo total. Verificou-se que a introdução de lodos de tanques sépticos provocou uma perturbação em termos de carga orgânica, pois houve um incremento significativo de biossólidos primários. ntretanto, percebeu-se que o reator respondeu bem a essas variações. PLVRS-CHV: sgotos domésticos, Lodos de Tanques Sépticos, RLF. INTRODUÇÃO Os sistemas de tratamento individualizado de esgotos domésticos estão presentes na maior parte dos municípios brasileiros em face da carência de sistemas coletivos. stes sistemas envolvem o tratamento do efluente liquido (NBR 7229/93 e NBR 13969/97) e do lodo gerado. O tratamento de lodos (ndreoli et al., 21) dos sistemas individuais é uma necessidade, de modo a controlar os impactos ambientais gerados pela sua disposição inadequada no solo ou o lançamento direto nos corpos de água. O tratamento em reator anaeróbio de leito fluidizado - RLF pode ser uma alternativa muito promissora (Tachini, 22). Neste contexto, foi realizados um do tratamento conjunto de esgotos domésticos e lodos de tanques sépticos. O foi desenvolvido em um reator de manta de lodo fluidizado RLF, em escala real, que recebe esgotos domésticos coletados na Bacia de sgotamento Sanitário, localizada no bairro Garcia, em Blumenau/SC. O sistema de tratamento de esgotos domésticos entrou em operação no início de 1998, atendendo a uma pequena parcela do que tinha sido previsto. previsão inicial era de tratar um volume médio da ordem de 4,7 L/s e no máximo 75 L/s. tualmente está recebendo uma contribuição da ordem de 13,16 L/s. m janeiro de 21 o reator começou a receber lodos de tanques sépticos. Vale ressaltar que na verdade são lodos trazidos pelos serviços de limpa-fossa, onde podem ter incluído lodos de limpeza de filtros anaeróbios. ste trabalho pretende avaliar o comportamento do reator anaeróbio de leito fluidizado, no tratamento de esgotos domésticos, integrados com lodos de tanques sépticos, óleos e gorduras. BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 1

2 s principais características da unidade de tratamento: População de projeto = 15. habitantes; Número de economias ligadas atualmente = 8 economias residenciais; Tanque RLF = diâmetro inferior de 9,74 m e diâmetro superior ao nível da água de 21,9 m e profundidade útil de 6,44 m, tempo de detenção médio adotado no projeto é de 8, horas (atualmente é da ordem de 28 horas). MONITORMNTO OPRÇÃO DO SISTM O esgoto afluente após sofrer previamente a retirada dos sólidos grosseiros e desarenação é encaminhado ao tratamento biológico. nterior ao período do, ou seja, entre 17/3/98 à 9/3/1, o monitoramento do processo de tratamento de esgotos era realizado com uma freqüência quinzenal e ou mensal, onde eram avaliados os seguintes parâmetros: ph, DQO, DBO, sólidos sedimentáveis, sólidos totais e suspensos, nitrogênio amoniacal e total, fósforo total, óleos e graxas e, detergentes, a partir de amostras compostas obtidas entre as 9 e às 13 horas, sendo analisados o afluente e o efluente do reator. O monitoramento do tratamento conjunto de esgoto doméstico e lodos de tanques sépticos foi realizado por um período entre os dias 3 de maio de 21 e 7 de agosto de 21 (o período não se estendeu em função da interrupção do ingresso de lodos ao reator). Foram avaliados os seguintes parâmetros: ph, alcalinidade, DQO total e filtrada, DBO total e filtrada, sólidos sedimentáveis, suspensos, totais, voláteis totais, nitrogênio e fósforo. s amostras foram coletadas do esgoto afluente, no interior de reator (três tomadas) e do esgoto efluente, além do lodo de tanques sépticos. Todas as análises foram realizadas de acordo com os métodos preconizados pelo Standard Methods for xamination of Water and Wastewater, 17 a e 2 a edições, da PH, WW e WPCF. freqüência de análises variou de 1 a 2 vezes por semana, exceto as do perfil do reator que foi de 1 vez por mês, sendo a amostragem semi-composta (7 às 11 horas) para os esgotos afluentes, efluentes e perfil do reator. Já para os demais pontos de coleta as amostragens foram aleatórias. RSULTDOS DISCUSSÃO O início das descargas de lodo de tanques sépticos ocorreu em 4 de janeiro de 21 prolongando até 9 de agosto de 21, totalizando 217 dias. s descargas de lodos de tanques sépticos junto a T tinham uma freqüência mais sistematizada, exceto em finais de semana e feriados. Porém, ao longo do tempo sofreu algumas interrupções de chegada de lodos. ssim, no período de 217 dias chegaram a T 1 cargas de caminhões com volumes variáveis. O volume médio de descargas foi de 8,75 m 3 /dia. presentam-se na Tabela 1 os parâmetros analisados e os resultados do reator RLF, no período que antecedeu o e, na Tabela 2 os parâmetros analisados e os resultados dos lodos de tanques sépticos, perfil do reator e do reator RLF, no período do. Também nas Figuras 1 à 11 são mostrados os resultados dos principais parâmetros. O valor determinado por Chernicharo (1997) evidencia uma operação estável do reator. O ph ótimo depende dos microrganismos envolvidos na digestão, bem como do tipo de substrato. Na faixa de ph entre 6, e 7,5 a capacidade de tamponamento do sistema anaeróbio é quase completamente dependente do sistema gás carbônico/alcalinidade. BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 2

3 Tabela 1 Resultados de valores extremos e médios dos parâmetros físico-químicos em período de 17/3/98 e 9/3/1 Parâmetros RLF fluente fluente ph 6,14 7,48 6,33 7,5 DQO total (mg/l) DBO total (mg/l) 6,89 6, ,65 151, ,87 66,56 Sólidos totais (mg/l) , 278,67 Sól. suspensos (mg/l) , 155,67 Sol. voláteis (mg/l) , 123, NTK (mg/l) 44,-76,79 3,76-74,19 53,81 52, Fósforo total (mg/l) 2,58 8,3 1,77 7,48 5,88 5,34 Fonte: Tachini (22) Tabela 2 Resultados de valores extremos e médios dos parâmetros físico-químicos no período de 3/5/1 à 7/8/1 Parâmetros Lodo Perfil do Reator RLF T1 T2 T3 ph 5,77-8,71 6,88-7, 6,74-6,9 6,65-6,85 7, - 7,58 6,83-7,39 lcalinidade bicarbon.(1) DQO total (mg/l) DBO total (mg/l) 6,81 6,95 6,84 6,77 7,29 7,7 263, ,5 25,7 5,2 398, ,6 541,-5.388,7 78,1 32,3 156,4-316,2 1.14,6 326,2 1.16, ,4 211,8 239, ,6 161, ,6 2.97, , 7.34,6 299, 66,1 DBO Filtrada (mg/l) 63, , ,5 13, ,3 54,3 72,5 89,8 3,8 DQO Filtrada (mg/l) , ,2-23 8, , , ,9 Sólidos totais (mg/l) , , , , 1.934, 935 Sól. suspensos (mg/l) ,9 173, , ,3 595,45 212,73 Sol. voláteis (mg/l) , 44, , , 822, 652, NTK (mg/l) 56, , ,2 97,5 41,2 71,2 244, , 1.631,2 55,2 51,2 Fósforo total (mg/l) 2 8,7 4,5 9,5 5,5 12,5,2 9,3,2 1,25 6,2 6,9 9,8 6,4 5,8 Fonte: Tachini (22) (1) mg de CaCO 3 /L T1 = tomada a 1, m T2 = tomada a 3, m T3 = tomada a 6,44 m = esgoto afluente = esgoto efluente BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 3

4 Figura 1 Resultados de ph do reator anaeróbio ph /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 Figura 2 Resultados da alcalinidade de bicarbonatos do reator anaeróbio lcalinidade Bicarbonato (mg CaCO3/L) /4/1 4/5/1 19/5/1 3/6/1 18/6/1 3/7/1 18/7/1 2/8/1 17/8/1 Figura 3 - Resultados da DQO total afluente e efluente no reator anaeróbio 3 25 DQO (mg/l) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 4

5 Figura 4 - Resultados da eficiência da remoção da DQO total afluente e efluente no reator anaeróbio ) iência de Remoção de DQO (% fic /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 Figura 5 - Resultados da DBO total afluente e efluente no reator anaeróbio 2 15 Período do DBO (mg/ L) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 Figura 6- Resultados da eficiência da remoção da DBO total afluente e efluente no reator anaeróbio ficiência de Remoção de DBO (% ) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 5

6 Figura 7 Resultados de sólidos totais do reator anaeróbio Sólidos Totais (ml/l) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 Figura 8 Resultados de sólidos totais fixos do reator anaeróbio Sólidos Totais Fixos (mg/l) /3/98 3/1/98 21/4/99 7/11/99 25/5/ 11/12/ 29/6/1 15/1/2 3/8/2 Figura 9 Resultados de sólidos totais voláteis do reator anaeróbio Sólidos Totais Voláteis (mg/l) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 6

7 Figura 1 Resultados de nitrogênio total do reator anaeróbio Nitrogênio Total Kjeldhal (mg/l) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 Figura 11 Resultados de fósforo total do reator anaeróbio Fósforo Total (mg/l) /3/98 13/1/98 11/5/99 7/12/99 4/7/ 3/1/1 28/8/1 26/3/2 Os resultados alcançados com o tratamento conjunto de esgotos domésticos e lodos de tanque sépticos são os seguintes: ph: m termos de ph os valores observados estão dentro de uma faixa ótima para o crescimento dos microrganismos. Remoção da Matéria Carbonácea: pesar da grande variação da DBO no afluente entre 5 à 1.6 mg/l, principalmente no lodo de tanques sépticos entre 23 à 47.2 mg/l, a DQO do afluente variou entre 185 à 1835 mg/l, no lodo de tanques sépticos entre 474 à 42.8 mg/l. O reator RLF apresentou eficiência muito boa em termos de remoção de DBO total, superior a 64,7 %, para o período anterior à adição de lodo de tanques sépticos. No período do houve um pequeno acréscimo na eficiência de remoção, sendo de 66,3% de DBO e de 65,93% de DQO, demonstrando uma boa estabilidade BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 7

8 de operação durante esta fase. De acordo com Campos (1999) a remoção de DBO em reator USB situa-se na faixa de 55 a 75%. Sólidos: o reator promoveu uma redução de sólidos com a seguinte intensidade: na fase anterior à descarga de lodo de tanques sépticos a eficiência era de 26,3% na redução de sólidos totais, 6% de sólidos totais fixos e 42% de sólidos totais voláteis. Isto mostra que há uma significativa retenção dos materiais inertes no desarenador. No período de a redução foi bem superior, chegando a uma eficiência de 51,6% para os sólidos totais, 64,3% para os sólidos totais fixos e de apenas 2,7% para os sólidos totais voláteis. Como a descarga de lodos de tanque sépticos ocorre imediatamente a sua chegada, sem uma equalização, a vazão aumenta muito no canal desarenador, não promovendo uma sedimentação eficiente de material inerte, portanto sendo dirigido inadequadamente ao reator. CONSIDRÇÕS FINIS Verifica-se que no período do houve uma perturbação em termos de carga orgânica, pois houve um incremento de biossólidos primários. ntretanto, percebe-se que a eficiência de remoção da carga orgânica melhorou atingindo índices similares para a fase anterior e durante o período de, havendo baixíssima deterioração da qualidade do efluente. eficiência de remoção média de matéria orgânica apresentou valores da ordem de 66,3% de DQO, ligeiramente superior ao período sem a introdução de lodo de limpa-fossa. Isto demonstra que a biomassa responde bem a essas variações, o que pode ser decorrente da baixa contribuição de esgotos sanitários. Um aspecto importante é o incremento dos sólidos, caracterizando um afluente ligeiramente mineralizado e parcialmente estabilizado. pesar de que no período que antecede o monitoramento deste haverem em cinco meses apenas seis análises, verificou-se pouca variação dos valores das amostras. Isto não ocorreu no período estudado, havendo muita variação dos valores amostrados, mostrando claramente a interferência dos lodos primários dos tanques sépticos. ssa alternativa pode ser viável, desde que seja implantada uma unidade de equalização para a recepção dos lodos de tanques sépticos com os esgotos domésticos. Há que ressaltar que a descarga de gorduras interfere significativamente no processo de tratamento e sobretudo na secagem do lodo, sendo portanto necessário a implantação de uma caixa retentora de gordura. RFRÊNCIS BIBLIOGRÁFICS 1. NDROLI, Cleverson V., VON SPRLING, Marcos, FRNNDS, Fernando (21). Lodo de esgotos: tratamento e disposição final. Belo Horizonte, DS/UFMG; SNPR, 484 p. 2. SSOCIÇÃO BRSILIR D NORMS TÉCNICS (1993). NBR 7229 Projeto, construção e operação de sistemas de tanques sépticos. Rio de Janeiro, 15 p. 3. SSOCIÇÃO BRSILIR D NORMS TÉCNICS (1997). NBR Tanques sépticosunidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos projeto, construção e operação. Rio de Janeiro, 6 p. 4. CHRNICHRO, Carlos ugusto de Lemos (1997), Reatores anaeróbios. Belo Horizonte, DS/UFMG, 246p. 5. CMPOS, José Roberto. autores (1999). Tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e disposição controlada no solo. Rio de Janeiro, BS. Projeto PROSB, 464 p. 6. TCHINI, Mário, 22, valiação de tratamento integrado de esgotos sanitários e de lodo de tanques sépticos em reator anaeróbio RLF, Dissertação do Programa de Pós-Graduação em ngenharia mbiental da Universidade Regional de Blumenau. BS - ssociação Brasileira de ngenharia Sanitária e mbiental 8