Produção real e estimativas teóricas de lodo de esgoto no Estado do Paraná. 1

Transcrição

1 Produção real e estimativas teóricas de lodo de esgoto no Estado do Paraná. 1 ANDREOLI, C. V.; FERREIRA, A C; BONNET, B R P LARA, A I; PEGORINI, E.S. Produção real e estimativas teóricas de lodo de esgoto no Estado do Paraná. In: I Seminário sobre Gerenciamento de Biossólidos do Mercosul, Curitiba, dez 1-4, Cleverson V. Andreoli, Engº Agrônomo, MSc Ciências do Solo, professor da Universidade Federal do Paraná, Coordenador Técnico do Programa da Reciclagem Agrícola do Lodo de Esgoto da SANEPAR. Andréia C. Ferreira, Engª Agrônoma - Bolsista de Aperfeiçoamento do CNPq, atua na SANEPAR junto ao projeto PROSAB. Bárbara R. P. Bonnet, Bióloga, especialista em análise ambiental, pesquisadora bolsista do programa RHAE junto à SANEPAR. Fernando Fernandes, Engº Civil, doutor pelo Instituto Nacional Politécnico de Toulouse, professor adjunto da Universidade Estadual de Londrina. Aderlene I. Lara, Bióloga, MSc Zoologia, pesquisadora bolsista do programa RHAE junto à SANEPAR. Eduardo S. Pegorini, Engº Agrônomo - Bolsista da SANEPAR. Endereço Comercial: 1 Companhia de Saneamento do Paraná - SANEPAR/GECIP - R. Engenheiro Rebouças, 1376 Curitiba - Paraná Tel.: ( 041 ) Fax: ( 041) c.andreoli@sanepar.pr.gov.br Resumo. O estudo foi realizado em 66 dos 118 municípios com coleta e tratamento de esgoto atendidos pela Sanepar no Estado do Paraná. A metodologia consistiu na elaboração de um formulário enviado aos responsáveis das Estações de Tratamento, visando quantificar a produção de lodo no Estado e compará-la com resultados estimados através do cálculo de balanço de massa para reatores anaeróbios de fluxo ascendente, tipo RALF, obtendo uma produção de lodo seco de 15g/hab./dia e para aeração prolongada uma produção de 45g/hab./dia de lodo aeróbio digerido. Considerando o atendimento total de toda a população residente nos 66 municípios com esgoto coletado, a produção potencial de lodo é de ,2 t/ano, o que poderia ser utilizado em cerca de 5,78 % da área plantada hoje, com a cultura do milho. Os resultados demostram que existe uma maior disponibilidade de área apta ao recebimento do lodo para a cultura do milho, em relação a quantidade de lodo produzido. A quantificação da produção de lodo de esgoto foi realizada em 34 dos 66 municípios estudados, gerando uma produção real de 873,72t/mês e a calculada em 839,01t/mês, apontando uma diferença de 3,97%. Nos demais, os sistemas ainda não foram operados em função de estarem em fase inicial de operação, pois foram recentemente construídos, em outros casos, refletem dificuldades operacionais. Os casos onde a produção real é maior que a produção estimada podem ser explicados pelas ligações clandestinas que não foram consideradas para efeito do cálculo de balanço de massa, ou ainda em função do super dimensionamento de alguns RALFs em relação a atual extensão da rede coletora. Palavras-chave: lodo de esgoto; produção de lodo; esgoto doméstico. 1 Trabalho desenvolvido no âmbito do Programa de Pesquisa em Saneamento Básico - PROSAB- Tema 4, Edital 01/96.

2 I - INTRODUÇÃO O tratamento do esgoto gera um produto denominado lodo de esgoto, cuja disposição final adequada, efetiva os benefícios do processo de tratamento de esgotos, evitando problemas sanitários e ambientais e contribuindo à boa qualidade das águas dos mananciais de abastecimento, bem como a menores custos de captação e tratamento de água bruta. Dentre as diversas alternativas de disposição final do lodo, as vias de reciclagem tem se mostrado preferenciais diante das modernas demandas de sustentabilidade ambiental. Assim, no Paraná, a reciclagem agrícola do lodo de esgoto vem sendo afirmada como a opção preferencial de disposição do lodo produzido. O potencial do lodo de esgoto como fertilizante e corretivo de solos, corroborada por dez anos de pesquisas no Paraná, aponta à implementação de sua reciclagem em escala real ainda em 1998, o que implica no conhecimento da oferta de lodos produzidos no Estado e sua caracterização com relação a qualidade agronômica e teor de metais pesados, para que se compatibilizem a oferta do produto com a demanda agrícola. No Estado do Paraná a Sanepar é a maior operadora de serviços de saneamento, distribuindo água a 342 municípios e realizando coleta de esgoto em 118 municípios. Existe grande demanda de coleta e tratamento de esgotos no Estado, e portanto há a necessidade de construção de novas ETEs ou de ampliações das já existentes. No Paraná este trabalho vem sendo realizado através de diversas linhas de financiamento, que geraram o aumento da população beneficiada com serviços de coleta e tratamento de esgoto. O presente trabalho objetiva quantificar e dimensionar a situação do Estado em relação à produção efetiva de lodo de esgoto aeróbio e anaeróbio em municípios paranaenses e compará-la com as estimativas teóricas, baseada no balanço de massa, tendo em vista as ETEs já estabelecidas e aquelas com entrada em operação recente. II - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A efetivação e ampliação dos serviços de tratamento de esgotos urbanos é uma atividade prioritária ao setor de saneamento, que busca resgatar parte da dívida social e ambiental gerada por políticas reducionistas, que dissociaram o saneamento em atividades não integradas, gerando dificuldades que resultam no lançamento diário de cerca de 10 bilhões de litros de esgotos coletados e não tratados, nos corpos d água brasileiros (BRASIL, 1991). No Estado do Paraná segue-se a linha estabelecida para o saneamento nacional. Na maior parte das localidades, onde há um expressivo número de habitantes, os serviços são prestados pela Sanepar, ficando a cargo dos municípios nas localidades menores, com exceção de alguns sistemas de sedes municipais (SANEPAR, 1997a). De acordo com dados operacionais, da população urbana total dos municípios onde a Sanepar atua ( habitantes), apenas 26,78% tem serviços de coleta de esgoto ( hab.), e pouco mais da metade dispõe de tratamento ( hab.), gerando um remanescente potencial de esgoto a ser tratado de uma população de habitantes (Dados operacionais). Dentro de um programa de expansão dos serviços de coleta e tratamento de esgoto, diversas novas ETEs estão em operação na Região Metropolitana de Curitiba. No município de São José dos Pinhais, a ETE Martinópolis atende uma população de pessoas, com vazão de 50 l/s. Em Campo Largo, a ETE Cambuí tem capacidade de 200 l/s

3 - atingindo 100% do esgoto tratado no município. Em Curitiba, duas ETEs anaeróbias com capacidade de até 279 mil pessoas foram construídas: a ETE Barigüi Norte e a Atuba Sul. Na região norte do Estado, duas novas ETEs foram construídas - a Rosário do Ivaí, com capacidade de atendimento de 10 l/s de esgoto, e a ETE Cambé, com capacidade de 70 l/s. Estas ampliações no volume de esgoto tratado irão se refletir num expressivo aumento do lodo a destinar corretamente. Nos locais onde não existe coleta, várias disposições são dadas ao esgoto gerado - desde as mais apropriadas, como a infiltração em solos com alta capacidade de percolação através de fossas sépticas e sumidouros (caso não haja risco de contaminação do aqüífero subterrâneo), até às mais danosas à saúde e ao meio ambiente, como o simples lançamento do esgoto nos rios a céu aberto. No entanto, um problema generalizado em todo o Estado são as chamadas ligações clandestinas, onde verifica-se o lançamento do esgoto em galerias de águas pluviais, o que causa graves problemas de poluição, ou a disposição das águas pluviais nas redes de esgoto, o que dificultam e até mesmo inviabilizam o seu tratamento em dias chuvosos, devido à extrema diluição. Como exemplo, a vazão dos esgotos recebidos pela ETE Belém, uma grande ETE aeróbia de Curitiba, chega a duplicar em dias de intensa precipitação (SANEPAR, 1997a). A preocupação da Sanepar com a quantificação do lodo produzido foi estabelecida em função da decisão pela valorização agrícola do produto. Recentemente, a quantidade de lodo produzido vem sendo também um potencial referencial da eficiência de operação dos sistemas. Uma primeira tentativa de quantificação no Estado do Paraná, ainda que de forma genérica, foi realizada por BONNET (1995), com base na produção teórica de lodo para cada tipo de tratamento e na população-equivalente atendida pelos maiores sistemas, chegou a uma produção de 18,86 t lodo/dia em base seca. No mesmo trabalho, com base no aumento de população atendida por obras de expansão planejadas, estimou para o ano 2000 uma produção diária de 43,58 t de lodo. III - METODOLOGIA A quantidade e qualidade do lodo produzido por uma ETE depende da vazão de esgoto tratado, das características do esgoto, do tipo de tratamento e da operação da ETE. Para dimensionar a situação do Estado em relação a produção efetiva de lodo nas Estações de Tratamento e fazer uma previsão do potencial das ETEs quanto à produções estimadas para os próximos anos, foi realizado um levantamento, cuja metodologia consistiu na elaboração de um formulário, aplicado aos 118 municípios operados pela Sanepar com coleta e tratamento de esgoto. No formulário, foram abordadas questões relacionadas à população dos municípios atendidos com coleta e tratamento de esgoto, incluindo a produção estimada e real de lodo e tipo de tratamento dado ao efluente. A estimativa teórica foi feita baseada no balanço de massa para reatores anaeróbios de fluxo ascendente, tipo RALF (Reator anaeróbio de lodo fluidizado). O balanço de massa teórico de um reator desse tipo, em regime de operação leva a uma produção de lodo de 15g/hab./dia em base seca (THE WORLD BANK,1993). Já para as ETEs com aeração prolongada, o balanço de massa teórico leva a uma produção de 45g/hab./dia em base seca (MARTEL,1996).

4 Para a obtenção dos resultados, o cálculo foi realizado da seguinte maneira: 1 - Produção Real Medido no leito de secagem 2 - Produção Estimada para Reatores A2naeróbios (Equação 1) P.E. = Nº habitantes com coleta e tratamento X 15 g/hab./dia * 3 - Produção Estimada para Aeração Prolongada (Equação 2) P.E. = Nº habitantes com coleta e tratamento X 45g/hab./dia ** * produção por habitante/dia, segundo tratamento anaeróbio. ** produção por habitante/dia, segundo tratamento aeróbio. Com base nesse levantamento, foram realizados os seguintes estudos para a quantificação da produção do lodo: 1 - População total dos municípios e população atendida com a coleta e tratamento de esgoto; 2 - Produção de lodo informada de cada município, de acordo com o tratamento utilizado; 3 - Produção de lodo estimada de cada município comparando-a com a informada; 4 - Proposição de disposição do lodo produzido na cultura do milho em todo o Estado do Paraná. IV - RESULTADOS E DISCUSSÕES O Estado do Paraná apresenta 399 municípios, sendo que, 85,7% (342 municípios) são beneficiados com algum tipo de serviço em saneamento pela Sanepar, destes, apenas 118 recebem atendimento com coleta e tratamento de esgoto. Outros 57 municípios são atendidos por outras unidades prestadoras de serviço. Portanto, do total de 399 municípios do Estado, apenas 43,9% são atendidos com serviços de coleta e tratamento de esgoto. A tabela 1 demonstra a divisão administrativa do Estado adotada pela Sanepar, com seu respectivo número de municípios atendidos com coleta e tratamento de esgoto, totalizando a população para os 118 municípios. TABELA 1 - Total de habitantes dos municípios atendidos com coleta e tratamento de esgoto para as quatro regiões do Estado do Paraná Número de municípios Total de habitantes SUDESTE NORDESTE NOROESTE SUDOESTE TOTAL Dos 118 municípios atendidos, 66 retornaram com respostas referenciais à produção de lodo de esgoto. A tabela 2 mostra os resultados desses municípios em estudo, informando sua população e atendimento com coleta e tratamento de esgoto.

5 TABELA 2 - População com coleta e tratamento de esgoto em 66 municípios do Estado do Paraná Número de Pop. Total Pop. Coletada municípios Número % Pop. Tratada Número % SUDESTE , ,44 NORDESTE , ,53 NOROESTE , ,98 SUDOESTE , ,15 TOTAL , ,95 Como pode ser verificado na tabela acima, 82,95% de todo efluente doméstico coletado nos municípios atendidos recebem tratamento, porém, ainda há uma discrepância muito grande entre população total dos municípios e quantidade de pessoas atendidas com a coleta do esgoto urbano, pois, cruzando os dados, concluiu-se que cerca de 60% dos habitantes não recebem atendimento, denunciando a urgente necessidade de ampliação das redes coletoras do efluente doméstico. Comparando os dados da tabela 1 e 2 relativos à população total, verificou-se que a população dos 66 municípios levantados representam 77,4% da população total dos 118 municípios com coleta e tratamento de esgoto, identificando uma concentração na produção do resíduo na capital e nos grandes pólos do Estado. Este dado torna-se importante para o gerenciamento do lodo, já que sua concentração ocorre em poucas regiões do Estado e, para sua utilização na agricultura, deve-se considerar a vocação agrícola regional em relação as culturas aptas ao recebimento do lodo. A produção informada dos relatórios foi comparada com a produção estimada, sendo esta calculada através do balanço de massa. Os resultados estão expressos na tabela 3, contabilizados por região, considerando os dados de produção de lodo de apenas 34 municípios. Esta diferença se dá em função da ausência de dados para as demais localidades, uma vez que os 32 municípios restantes relataram a não descarga de lodo dos RALFs e Lagoas de Estabilização. A comparação entre os valores demonstra uma diferença entre os dois resultados, sendo considerado para efeito de validade dos dados informados, uma diferença de até 30% entre as duas produções. A maior produção informada pode ser atribuída às ligações clandestinas que não foram considerados para efeito do cálculo de balanço de massa e/ou em função do super dimensionamento de alguns RALFs em relação a atual extensão da rede coletora, ou ainda a dificuldades operacionais. TABELA 3 - Produção informada e estimada de lodo de esgoto para o Estado do Paraná PRODUÇÃO PRODUÇÃO % DIFERENCIAL INFORMADA ESTIMADA SUDESTE 543,24 583,87 6,95 NORDESTE 252,80 190,27 24,7 NOROESTE 75,21 62,87 16,4 SUDOESTE 2,47 2,0 19,0 TOTAL 873,72 839,01 3,97

6 A tabela 4 faz uma previsão da produção de lodo considerando a situação atual de tratamento nas ETEs, e uma estimativa do tratamento de todo o esgoto coletado e ainda da população total do município, calculada segundo a metodologia do balanço de massa (Equação 1 e 2), sendo a segunda equação utilizada apenas para o município de Curitiba na região Sudeste do Estado. TABELA 4 - Estimativa teórica da produção de lodo para as quatro regiões do Paraná Produção lodo para os 66 municípios (t/mês base seca) Produção lodo com 100% de tratamento (t/mês base seca) Produção lodo com 100% da população tratada (t/mês base seca) SUDESTE 997, , ,2 NORDESTE 186,8 199,7 433,2 NOROESTE 94,1 125,8 372,5 SUDOESTE 37,1 66,1 419,1 TOTAL 1.315, , ,0 A tabela acima mostra o potencial produtivo de lodo de esgoto para o Estado, decorrente de uma ampliação de todo seu sistema de atendimento. A produção total viabilizaria a utilização do lodo no setor agrícola das quatro regiões para o cultivo do milho, como mostra a tabela 5. TABELA 5 - Estimativa de área hipoteticamente suprida com lodo de esgoto produzido em 66 municípios (1997) em relação a área de cultivo de milho no Estado do Paraná. Quantidade de lodo produzido (t/ano) Área com cultura do milho (ha)* Área necessária para distribuição do lodo produzido ** % de área de plantio de milho necessária para o uso do lodo SUDESTE , ,2 5,30 NORDESTE 2.241, ,6 0,26 NOROESTE 1.129, ,2 0,19 SUDOESTE 445, ,2 0,03 TOTAL , ,2 5,78 * FONTE : SEAB ** cálculo considerando a aplicação de 6 toneladas de lodo por hectare Como base para cálculo, a área referiu-se ao plantio da cultura do milho em cada região e tomou como base a produção de lodo dos 66 municípios com informações reais de tratamento de esgoto. De acordo com (SANEPAR, 1997b), foi utilizada a dosagem mínima recomendada para a cultura do milho que é de 6t/ha. Considerando esta dosagem, a tabela demonstra que para a destino de todo o lodo produzido seria necessária apenas uma parte da área de cultivo do milho. Tomando como exemplo a região Sudeste do Estado, tem-se uma produção de lodo de ,2 t/ano para suprir uma área de 1.994,32 ha, ou seja, todo o lodo produzido necessita de apenas 5,3% do total plantado com a cultura do milho na região. Significa, portanto, uma distribuição passível de ser realizada em todas as regiões desde que cada uma se responsabilize pela sua produção. Estes resultados, mesmo que

7 teóricos, indicam uma disposição final adequada totalizando toda sua distribuição no setor agrícola. Considerando hipoteticamente que, 100% da população do Paraná ( de habitantes) recebesse tratamento do esgoto coletado, a produção de lodo supriria 2,0% de toda a área cultivada com a cultura do milho, tendo como base de aplicação a dosagem mínima de 6,0t/ha distribuídos nos 66 municípios em estudo. V - CONCLUSÕES Com os resultados obtidos através do estudo da produção de lodo de esgoto em 66 municípios do Estado do Paraná conclui-se que: grande parcela da população não dispõe de serviços de coleta e tratamento de esgoto; ausência de descarga de lodo em 32 dos 66 municípios estudados, representando 48,5% dos sistemas; produção estimada de 1.315,1 t/mês de matéria seca, considerando uma frequência ideal de descarga em todos os municípios; produção real informada de 873,72 t/mês de lodo seco, considerando 34 municípios do Estado que realizam descarga de lodo; apenas 5,78% da área destinada para o cultivo do milho seria necessária para o aplicação de 100% do lodo produzido; considerando a coleta e tratamento de esgoto em 100% da população do estado do Paraná, a produção teórica de lodo poderia ser distribuída em apenas 2% da área atualmente cultivada com milho nos 66 municípios considerados neste estudo. V - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA ANDREOLI, C.V.; BARRETO, C.L.G. et al. Tratamento e Disposição do Lodo de Esgoto no Paraná. Curitiba. Sanare, v.1, n.1, ANDREOLI, C.V. ; FERNANDES, F. Reciclagem Agrícola do lodo de Esgoto. FRANÇA...FLASH meio Ambiente. São Paulo: Cendotec, n.4, jul./set., 1995 BONNET,B.R.P. Diagnóstico de situação e proposição de sistema de monitoramento dos impactos ambientais causados pela reciclagem agrícola do lodo de esgotos. Curitiba, Monografia (especialização em Análise Ambiental) Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná p. BRASIL - ORGANIZAÇÃO PANAMERICANA DA SAÚDE & ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DA SAÚDE. Análise setorial de abastecimento de água e esgotamento sanitário. Paraná, BRASIL - SECRETARIA NACIONAL DE SANEAMENTO. Plano de ação imediata de saneamento. Brasília : SNS, COMPANHIA DE SANEAMENTO DO PARANÁ - SANEPAR. Reciclagem Agrícola do Lodo de Esgoto - Estudo preliminar para a definição de critérios para uso agronômico e de parâmetros para normatização ambiental e sanitária. ANDREOLI, C.V.; FERNANDES, F. & DOMASZAK, S.C. (Coords.).SANEPAR, Curitiba. 1997a. 84p. COMPANHIA DE SANEAMENTO DO PARANÁ - SANEPAR. Manual Técnico para Utilização do Lodo de Esgoto no Paraná. ANDREOLI, C.V. & FERNANDES, F. (Coords.). SANEPAR, Curitiba. 1997b. 96 p.

8 COMPANHIA DE SANEAMENTO BÁSICO DO ESTADO DE SÃO PAULO. Planos de ação intermediário e de longo prazo para a disposição final e/ou aproveitamento dos lodos das Estações de Barueri, Suzano, ABC, Parque Novo Mundo e São Miguel. São Paulo, DINIZ, L. C.; ANJOS Jr., A.H.; TORRES, O. A. et al. Análise setorial de abastecimento de água e esgotamento sanitário no Paraná, Brasil. S.1. : OMS/OPS, mar./abr p. LUDUVICE, M.L. Uso e disposição final de lodos orgânicos - Biossólidos. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO DE ESGOTOS SANITÁRIOS. (1996:Brasília) Anais... Brasília. CAESB. P MARTEL, J.L. Le recyclage agricole des boues en agriculture: comment mettre en place une filieré d epandage perene. Agro - development. Paris, 30p THE WORLD BANK - Workshop on YESB Technology for sewage treatment. Economic feasibility on the UASB Technology: a comparative study on cofts. Washington