II DESINFECÇÃO DE EFLUENTES UTILIZANDO HIPOCLORITO GERADO IN-LOCO

Transcrição

1 II DESINFECÇÃO DE EFLUENTES UTILIZANDO HIPOCLORITO GERADO IN-LOCO Miguel Mansur Aisse (1) Engenheiro Civil pela UFPR (1976). Doutor em Engenharia Civil pela Escola Politécnica da USP. Professor da PUCPR desde Professor da UFPR desde Marllon Boamorte Lobato Engenheiro Civil pela PUCPR (1999). Mestrando em Construção Civil pela UFPR. Professor da PUCPR desde Décio Jürgensen Engenheiro Civil pela UFPR (1977).Engenheiro da Assessoria Técnica da Diretoria de Operações ATC/DO da SANEPAR Endereço (1) : Curso de Engenharia Ambiental Pontifícia Universidade Católica do Paraná; Rua Imaculada Conceição, 1155, Prado Velho; CEP , Curitiba PR; Tel: (41) ; miguel.aisse@pucpr.br. RESUMO Os fabricantes de geradores de misturas oxidantes in-loco, visando a desinfecção da água e de efluentes, têm apresentado equipamentos possíveis de serem utilizados em pequenas e médias comunidades, a partir do sal de cozinha (cloreto de sódio). Pesquisas destacam a presença preponderante do cloro livre na solução desinfetante. Este trabalho relata experimentos conduzidos em escala piloto, tratando esgoto sanitário secundário, oriundo de processos biológicos de alta taxa. Empregaram-se dosagens de cloro de 3,0 a 10,0 mg/l para se obter efluentes com concentração de Escherichia coli de 10 3 NMP/100mL, ou menos. A concentração de THM dos efluentes domésticos clorados, oriundos de processos biológicos secundários de alta taxa foi pouco significativa. PALAVRAS-CHAVE: Desinfecção; esgoto sanitário; geração in loco; hipoclorito de sódio; reatores pilotos. INTRODUÇÃO As Estações de Tratamento de Esgoto ETE s não são eficientes na remoção de coliformes, indicadores de doenças de veiculação hídrica. Os reatores anaeróbios tipo UASB, segundo Belli Filho e Foresti (1984) e Gomes e Aisse (1985), citados por AISSE (2000), apresentam informações da remoção de coliformes totais e fecais da ordem de 1 ciclo. Igualmente Vieira (1984), de um total de 34 determinações, obteve valores de remoção da ordem de 74 a 70%, respectivamente. Por sua vez, o pós tratamento destes reatores, geralmente aeróbios, pouco acrescenta a redução de valores, que no esgoto bruto podem ser da ordem de 10 7 NMP/100mL. Apesar do padrão de lançamento nos corpos d água não ser citado no artigo 21 do CONAMA 20/86, o padrão é apresentado para a classe do rio. Von Sperling, citado por AISSE (1997), destaca que são necessárias, para rios de Classe 2, diluições da ordem de 6, 2 e 999, respectivamente para DBO, OD e coliformes fecais. Segundo o CONAMA 20/86, o valor limite a ser encontrado nos rios de Classe 2 é de 5000 e 1000 NMP/100mL, para coliformes totais e fecais. Recentemente a Companhia de Saneamento do Paraná SANEPAR, atuando no saneamento de assentamentos urbanos localizados em áreas frágeis, como as bacias de múltiplo uso (irrigação, dessedentação de animais) e mananciais, vem especificando e construindo, em escala real, processos de pós tratamento e desinfecção de esgotos sanitários. Assim, o escopo desta pesquisa é o de monitorar processos de desinfecção existentes (dióxido de cloro), bem como adaptar tecnologia a partir de pilotos (U.V., misturas oxidantes e ozônio). No ano de 1987 a SANEPAR e o ISAM/PUCPR desenvolveram um trabalho de pesquisa, com o apoio OPAS Organização Pan-Americana da Saúde. O objetivo era avaliar e desenvolver um protótipo nacional do Moggod Mixed Oxidants Gases Generated on Situ, o qual pela eletrólise do cloreto de sódio (sal de ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 cozinha) formaria cloro, ozônio, oxigênio atômico, peróxido de hidrogênio e, como subproduto, o hidróxido de sódio. Decorrente deste trabalho surgiu o Hidrogerox, sistema contínuo de geração e dosagem de solução oxidante, aplicada na desinfecção da água. A SANEPAR, no tratamento de efluentes em Foz do Iguaçú PR, obteve resultados satisfatórios, com eliminação de toda a carga bacteriológica e trihalometanos (THM), com valor inferior a 5 ppb. Isto pode ser explicado pela presença de oxidantes que são mais velozes que o cloro, fazendo com que o mesmo fique residual. A fonte de corrente contínua, ligada na rede elétrica, desencadeia o processo de eletrólise, gerando Cl 2 no ânodo e H 2 no cátodo. No seio da solução ocorrem as reações: Cl 2 + H 2 O HOCl + H + + Cl - HOCl H+ + OCl - Os fabricantes afirmam que podem ser encontrados, ainda em solução, radicais livres de oxigênio, também reconhecidos como desinfetantes. PAIXÃO et al. (2000) citam o ozônio com cerca de 0,3% da concentração de cloro livre (7,5 V e 0,5 g/l de sal comercial) e o dióxido de cloro não detectado. DE LUCA e SANTANA (2000) alertaram que uma concentração de 80 g/l de NaCl na salmoura inicial corresponde à condição mais segura para geração do desinfetante (menor razão molar clorato/hipoclorito), produzindo uma concentração final de hipoclorito de sódio de 0,8% em 8 horas. MATERIAIS E MÉTODOS A pesquisa foi realizada na Instalação Piloto da PUC-PR, junto a ETE Belém (Curitiba-PR), da SANEPAR, para uma vazão de projeto de 250 L/h, ou seja para uma população equivalente de 44 habitantes. Fluxograma do tratamento: - UASB + FB (Filtro Biológico de Alta Taxa) + DS (variação de taxas e procedimentos operacionais) - UASB + FBAS (Filtro Biológico Aerado Submerso) + DS (variação de taxas e procedimentos operacionais) - UASB + TA + DS (Lodos Ativados de Alta Taxa) (variação de taxas e procedimentos operacionais) Gerador de cloro em regime descontínuo (batelada): utilizou-se de reator comercial (Ver Figura 1), com Reservatório (Câmara de recirculação) de 22,5 L. Empregou-se em cada batelada 1kg sal comercial para cada 10L de água. A geração de hipoclorito de sódio foi realizada no Laboratório de Análises Ambientais, durante 8 horas de funcionamento da fonte. A concentração inicial manteve-se em 0,8 %. Diluída em água deionizada, a solução foi aplicada por meio de bomba dosadora, em concentração de aproximadamente 1000 mg/l, no início do tanque de contato, tipo chicana, com volume de 170 L (Figura 2). As amostras para análise foram obtidas ao longo do tanque, caracterizando os pontos de coleta 1, 2 e 3 (efluente). Geração de cloro em regime contínuo: o mesmo fabricante forneceu equipamento para produção e aplicação de misturas oxidantes, a partir da salmoura. O reservatório de salmoura, com 150 L, era preparada com 1% de sal comercial. A transferência (bomba dosadora) para o reator eletrolítico foi efetuado com uma vazão de 6 L/h. Do reator (reservatório de desinfetante) ao tanque de contato a vazão era proporcional a dosagem estipulada previamente (Figura 3). O plano experimental previu o monitoramento dos efluentes e a avaliação da operação. Foram observados os seguintes parâmetros: a) Físicos: Q, T, turbidez do efluente; b) Químicos: DQO, DBO, sólidos, ph, cloro residual e THM; c) Microbiológicos: coliformes (coliforme total e Escherichia coli), colifagos e helmintos. d) Aspectos de projeto e operacionais: dosagem de cloro aplicado, TDH no tanque, concentração de cloro residual, consumo de sal, limpeza e vida útil dos eletrodos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Figura 1: Gerador de Hipoclorito Figura 2: Tanque de Contato Piloto As análises foram realizadas no Laboratório de Análises Ambientais da PUCPR e observaram o descrito no Standard Methods (APHA, 1998). A determinação de colifagos utilizou técnica citada no Standard Methods, mas utilizando hospedeiro EC C ATCC Nº Posteriormente, na fase V da avaliação do sistema UASB + FBAS, utilizou-se o hospedeiro Nº , como inicialmente recomendado, por ser menos seletivo. Para a identificação, enumeração de ovos de helmintos foi utilizada a metodologia citada por ZERBINI e CHERNICHARO (2001). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Figura 3: Instalação piloto para desinfecção de efluente sanitário utilizando geração de cloro in-loco no processo contínuo. RESULTADOS E DISCUSSÃO Hidrogerox Descontínuo Foram realizados primeiramente teste de jarros ( jar test ) visando uma aproximação da concentração de hipoclorito, a ser aplicado aos efluentes dos sistemas pilotos UASB + FBAS, UASB + FB e UASB + LA. As Figuras 4 e 5 representam os resultados dos ensaios realizados de jar-test, em termos de remoção de Escherichia coli. Os experimentos conduzidos na instalação piloto utilizaram concentração de hipoclorito de sódio de 4,8 e 10 mg/l, aplicados no tanque de contato para o efluente do sistema UASB + FBAS e de 4,0 e 6 mg/l para o sistema UASB + FB. A Tabela 1 e as Figuras 4 e 5 apresentam os resultados obtidos no sistema UASB + FBAS, a Tabela 2 e as Figuras 6 e 7 apresentam os resultados obtidos na desinfecção do sistema UASB + FB e a Tabela 3 e a Figura 8 os resultados obtidos no sistema UASB + LA. Tabela 1: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco. Resultados Médios das Análises Físico Químicas e Biológicas no Tanque de Contato (3) (4) Físico-Química Biológicas (5) (6) Operacional Análises DQOt ph Cl Res.Total (2) Cl Res.Livre (2) Cl Res.Comb. (2) ST STV SST SSV Turbidez CT EC Colifágos T (1) Dosagem TDH Fase Local mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l UNT NMP/100mL NMP/100mL UFP/100mL ºC mg/l min III Afluente 112,8 6,6-7,0 0,15 0,20 0,09 300,3 100,0 40,5 33,5 14,1 9,0E+05 1,9E III Pto 1 120,4 6,6-7,0 0,25 0,14 0,11 296,4 96,2 28,0 24,9 11,2 1,6E+06 2,5E III Pto 2 116,5 6,7-7,0 0,19 0,14 0,05 294,9 96,7 28,0 24,8 12,1 5,8E+05 1,4E III Saída 89,4 6,3-7,1 0,20 0,13 0,07 291,8 89,7 21,2 19,0 9,9 4,6E+05 1,3E IV Afluente 80,4 6,7-6,9 0,17 0,12 0,06 262,5 79,3 41,9 32,5 14,8 1,2E+06 1,5E IV Pto 1 108,4 6,2-7,0 0,18 0,13 0,05 237,0 60,4 20,8 17,9 8,3 1,1E+06 1,9E IV Pto 2 46,8 6,6-7,0 0,16 0,11 0,05 241,4 65,9 21,0 18,3 7,7 1,0E+06 1,5E IV Saída 42,2 6,6-6,9 0,17 0,11 0,06 238,6 64,4 14,5 12,9 6,6 1,3E+06 1,8E V Afluente 181,7 6,7-7,2 0,31 0,21 0,10 330,8 105,2 79,4 61,8 21,4 1,4E+06 1,0E V Pto 1 144,6 6,8-7,2 0,49 0,20 0,30 316,6 87,6 48,4 37,8 18,4 7,9E+03 3,4E V Pto 2 121,0 6,8-7,2 0,75 0,21 0,54 324,2 88,2 40,2 34,8 19,2 1,6E+03 5,8E V Saída 119,3 6,9-73 0,79 0,22 0,57 313,0 79,4 34,6 32,0 16,2 1,4E+03 4,7E OBS.(1) - Temperatura do RACS 3 (2) - Metodologia Spectroquant (Merck = 14828) Faixa: 0,05 a 10,0 mg/l; (3) - Efluente Sistema UASB+FBAS; (4) - Q SIST = 250 L/h; (5) - Média Geométrica usada em CT e EC; (6) - Colifagos: mudança de cepa a partir da Fase V. N 20 4, ,3 8, ,8 10, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Figura 4: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco : Jar-Test com Efluente do Sistema UASB + FBAS (ensaio 20/09/2001) 5 1,00E+07 Cloro Residual Total (mg/l) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 1,00E+06 1,00E+05 1,00E+04 1,00E+03 1,00E+02 1,00E+01 Cloro Residual Total EC 0 1 1, Cloro Aplicado (mg/l) 1,00E+00 Figura 5: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco : Resultados Médios da Remoção de EC no Tanque de Contato para Efluentes do Sistema UASB + FBAS 1,0E+07 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 Fase III Fase IV Fase V 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00 Afluente Pto 1 Pto 2 Saída Pontos de Coleta Para o primeiro sistema foram observados melhores resultados de remoção de Escherichia coli em dosagens próximas a 10 mg/l de cloro. Para o sistema com FB se observam eficiências de remoção semelhantes, tanto para a dosagem de 6 mg/l quanto à de 4 mg/l, remoção está que atingiu cinco ciclos logarítmicos para as duas dosagens. Deve-se atentar para o fato do efluente do FBAS ser de menor qualidade que o do FB, em termos de DQO e sólidos, para todas as fases. No sistema UASB + LA foram observados resultados ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 satisfatórios tanto para dosagem de 8,0 mg/l quanto para a dosagem de 6,0 mg/l, resultados estes sumarizados na Tabela 3 e Figura 8. Tabela 2: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco. Resultados Médios das Análises Físico Químicas e Biológicas no Tanque de Contato (3) (4) Físico-Química Biológicas (4) (5) Operacional Análises DQOt ph Cl Res.Total (2) Cl Res.Livre (2) Cl Res.Comb. (2) ST STV SST SSV Turbidez CT EC T Dosagem TDH Fase Local mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l UNT NMP/100mL NMP/100mL ºC mg/l min II Afluente 63,5 7,1-7,9 0,00 0,00 0, ,4 1,7E+06 3,7E+05 II Pto 1-7,3-7,9 0,64 0,16 0, ,7 1,2E+02 1,0E+00 II Pto 2-7,3-7,9 0,65 0,16 0, ,7 8,2E+01 5,9E+00 II Saída - 7,2-7,9 0,60 0,13 0, ,2 2,3E+01 4,2E+00 III Afluente 73,6 7,5-8,1 0,00 0,00 0, ,3 1,6E+06 1,9E+05 III Pto 1-7,6-8,1 0,35 0,17 0, ,8 2,4E+02 5,2E+00 III Pto 2-7,6-8,1 0,28 0,11 0, ,3 3,1E+02 2,1E+00 III Saída - 7,6-8,0 0,28 0,12 0, ,9 1,8E+02 1,0E+00 OBS.(1) - Temperatura do LA (2) - Metodologia Spectroquant (Merck = 14828) Faixa: 0,05 a 10,0 mg/l; (3) - Efluente Sistema UASB+FB (Q SIST =250 L/h); (4) - Média Geométrica usada em CT e EC; Figura 6: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco : Jar-Test com Efluente do Sistema UASB + FB (ensaio 12/11/2002) N 21 5, , ,00E ,00E+06 Cloro Residual Total (mg/l) ,00E+05 1,00E+04 1,00E+03 1,00E+02 1,00E , Cloro Aplicado (mg/l) 1,00E+00 Cloro Residual Total EC ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 Figura 7: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco : Resultados Médios da Remoção de EC no Tanque de Contato para Efluentes do Sistema UASB + FB 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00 Afluente Pto 1 Pto 2 Saída Pontos de Coleta Fase II FaseIII Tabela 3: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco. Resultados Médios das Análises Físico Químicas e Biológicas no Tanque de Contato (3) (4) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Figura 8: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco : Resultados Médios da Remoção de EC no Tanque de Contato para Efluentes do Sistema UASB + LA Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Gerador de Cloro " in-loco": Resultados Médios da Remoção de EC no Tanque de Contato para Efluentes do Sistema UASB + LA 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00 Afluente Pto 1 Pto 2 Saída Pontos de Coleta Fase I Fase III Fase V Hidrogerox Contínuo Procurando observar prováveis vantagens da aplicação de misturas oxidantes geradas in-loco, de maneira contínua, a partir da salmoura, foram realizados ensaios com os efluentes dos Sistemas UASB + FB. A Tabela 4 e a Figura 9 apresentam os valores obtidos, revelando que dosagens de 3,2 mg/l foram suficientes para produzir efluentes com 3,3 x 10 2 NMP/100 ml, medidos como Escherichia coli. Isto representou uma eficiência de remoção de 99,93%. Com esta dosagem e para o mesmo efluente sanitário, procurou-se comparar os sistemas contínuo e descontínuo obtendo-se as informações apresentadas nas Tabela 5 e Figura 10, ou seja, eficiência de remoção 99,95% e 99,89% para o sistema descontínuo (batelada) e contínuo. Deve-se destacar que os efluentes a serem desinfetados apresentam-se distintos, apesar da proximidade cronológica das análises. Este fato deveu-se a inadequada operação da remoção de lodo do reator UASB, o que ocasionou em alguns dias perda de sólidos, levados ao tanque de contato. Assim, mesmo sem uma validação estatística, o sistema de geração pareceu não influir decisivamente na eficiência do processo. Tabela 4: Desinfecção de efluentes utilizando geração de cloro "in-loco" (Hidrogerox Contínuo): Resultados médios das análises físico-químicas e biológicas no tanque de contato Físico-Química Biológicas (3) Operacional Análises DQOt ph Cl Res.Total (2) Cl Res.Livre (2) Cl Res.Comb. (2) ST STV SST SSV Turbidez CT EC T Dosagem TDH Fase Local mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l UNT NMP/100mL NMP/100mL ºC mg/l min II Afluente 119,9 7,5-7,9 0,00 0,00 0, ,3 2,5E+06 5,2E+05 II Pto 1-7,7-8,0 2,37 0,42 2, ,4E+00 1,3E+00 II Pto 2-7,7-8,0 2,69 0,51 2, ,5E+00 1,1E+00 II Saída - 7,6-8,0 2,68 0,49 2, ,4E+00 1,0E+00 III Afluente 168,6 6,4-7,7 0,00 0,00 0, ,6 2,9E+06 4,6E+05 III Pto 1-7,3-7,8 0,45 0,41 0, ,0E+05 1,3E+03 III Pto 2-7,4-7,8 0,42 0,40 0, ,7E+04 2,1E+02 III Saída - 7,5-7,8 0,39 0,37 0, ,1E+04 3,3E+02 OBS.: (1) - Efluente Sistema UASB+FB (Qsist = 250 L/h); (2) - Metodologia Spectroquant (Merck = 14828) Faixa: 0,05 a 10,0 mg/l; (3) - Média Geométrica usada em CT e EC; N 22 5, , ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8

9 Figura 9: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco no processo contínuo: Resultados Médios da Remoção de EC no Tanque de Contato para Efluentes do Sistema UASB + FB 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00 Afluente Pto 1 Pto 2 Saída Pontos de Coleta Fase II FaseIII Tabela 5: Desinfecção de efluentes utilizando geração de cloro "in-loco" (Hidrogerox Contínuo x Batelada): Resultados médios das análises físico-químicas e biológicas no tanque de contato (1) Físico-Química Biológicas (3) Operacional Análises DQOt ph Res.Total Res.Livre (Res.Comb. ST STV SST SSV Turbidez CT EC T Dosagem TDH N Fase Geração Local mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l UNT NMP/100mLNMP/100mL ºC mg/l min IV Afluente 109,8 7,6-7,8 0,00 0,00 0, ,1 9,6E+05 9,0E+04 IV Pto 1-7,6-7,8 0,27 0,24 0, ,3E+05 6,8E+02 Batelada IV Pto 2-7,6-7,8 0,27 0,23 0, ,6E+04 1,4E , IV Saída - 7,6-7,8 0,26 0,21 0, ,0E+04 4,3E+01 IV Afluente 186,0 6,4-7,7 0,00 0,00 0, ,0 3,1E+06 5,2E+05 IV Pto 1-7,5-7,8 0,54 0,50 0, ,2E+05 6,0E+02 Contínuo IV Pto 2-7,6-7,8 0,50 0,49 0, ,3E+05 2,0E , IV Saída - 7,5-7,7 0,47 0,46 0, ,1E+04 5,8E+02 OBS.: (1) - Efluente Sistema UASB+FB (Qsist = 250 L/h); (2) - Metodologia Spectroquant (Merck = 14828) Faixa: 0,05 a 10,0 mg/l; (3) - Média Geométrica usada em CT e EC; ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

10 Figura 10: Desinfecção de Efluentes Sanitários utilizando Geração de Cloro in loco no processo contínuo: Resultados Médios da Remoção de EC no Tanque de Contato para Efluentes do Sistema UASB + FB 1,0E+06 1,0E+05 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 1,0E+01 1,0E+00 Afluente Pto 1 Pto 2 Saída Pontos de Coleta Geração em Batelada Geração Contínua Helmintos Foi realizada apenas uma determinação da remoção de ovos de helmintos, no dia 02/12/02, para o efluente do Sistema UASB+FB, com dosagem de cloro produzido por batelada, de 4,0 mg/l. Observou-se uma redução de cerca de 50% na viabilidade dos ovos. Este fato comprova que os processos físicos (decantação, filtração) são os mais indicados para a remoção destes ovos. Trihalometanos A Tabela 6 apresenta os resultados obtidos nas análises do THM (Trihalometanos), um subproduto da desinfecção com o cloro, que tem como seu principal precursor os ácidos húmicos. Observa-se que para a desinfecção de efluentes sanitários, oriundos de processos secundários de alta taxa, a formação de THM foi pouco significativa, se comparado com o padrão de qualidade para a água de abastecimento que é de 100 μg/l. Avaliação de custos Na dificuldade de se elaborar um estudo de custos para o cloro gerado in-loco utilizou-se uma avaliação com o hipoclorito de sódio comercial. A Tabela 7 mostra os custos de implantação e operação para o processo desinfecção com hipoclorito de sódio comercial, para uma Q = 50 L/s. Os custos de operação, manutenção e energia elétrica foram atualizados para o horizonte de 20 anos, considerando-se uma taxa de atualização de 12% ao ano. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 10

11 Tabela 6: Tabela de resultados de THM da desinfecção com aplicação de cloro gerado in-loco Sistema de Tratamento Estação Desinfecção UASB + FB (Alta Taxa) UASB + LA (Alta Taxa) Instalação Piloto (1) Hipoclorito Gerado "in loco" ( Batelada) Dosagem (mg/l) Concentração (mg/l) THM (μg/l) Data DQO N ORGÂNICO N-NH 3 N-NO 2 N-NO 3 T (ºC) 17/9/2002 6,0 77 2,88 18,57 0,18 1,05 2, /9/2002 6,0 74 3,66 18,2 0,17 1,56 3, /9/2002 6,0 20 1,31 15,17 0,25 2,61 3,6 18 8/10/2002 5,9 66 2,82 25,58 0,02 0,49 2,2 26 6/3/2002 7, ,9 23 6/3/2002 7, , /4/2002 4,8 36 2,98 23,23 0,11 0,25 3, /4/2002 4,8 47 4,17 22,34 0,11 0,25 2,5 25 LA (Aeração Prolongada) UASB + FB (Alta Taxa) ETE Belém (Jar-Test) Instalação Piloto Hipoclorito Gerado "in loco" (Contínuo) 10/9/2002 4,0 19 1,83 1,04 0,14 13,00 4, /9/2002 5,0 19 1,83 1,04 0,14 13,00 7,4 20 1/10/2002 5,0 34 3,03 0,27 0,09 10,20 11,6 22 1/10/2002 6,0 34 3,03 0,27 0,09 10,20 16, /5/ , ,84 0,17 0,30 17, /5/ , ,84 0,17 0,30 19, /5/ , ,42 0,03 1,7 19, /5/ , ,83 0,04 1,3 0,0 16 Nota: (1) Instalação Piloto na ETE Belém da SANEPAR (Curitiba-PR). Tabela 7: Desinfecção de efluentes sanitários utilizando geração de cloro in loco : Custos (Q=50 L/s) (Continua) Sistema de dosagem (20l/h por 12ppm) R$ ,00 Sistema de controle de residual de cloro livre R$ 6.000,00 Tanque de Estocagem em PE - 10 m 3 (mensal) R$ 3.500,00 Custo de Implantação Instalação hidráulica R$ 2.000,00 Instalação elétrica R$ 2.000,00 Construção civil (casa + diques de contenção) R$ ,00 Não está inclusa a base dos tanques Custo Total de Implantação R$ ,00 Taxa de aplicação NaClO média 6 ppm Densidade do NaClO 10% 1,1 kg/l Custo Operacional e Manutenção Consumo de NaClO 10% 10,8 kg/h Preço do NaClO 12% no mercado R$/kg 0, Consumo mensal de NaClO kg Custo mensal com produtos químicos R$ 1.680,11 Custo mensal do operador (1 Custo Operacional e Manutenção hora/dia) R$/hora 4, Custo mensal de operação R$ 127,50 Custo mensal de operação e manutenção R$ 1.807,61 ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 11

12 Tabela 7: Desinfecção de efluentes sanitários utilizando geração de cloro in loco : Custos (Q=50 L/s) (Conclusão) Operação R$ ,22 Custo Total Acumulado Manutenção R$ ,57 Custo Total Acumulado R$ ,79 Implantação do hipoclorito de sódio R$ ,00 Operação e Manutenção R$ ,79 Custo Total de Investimento R$ ,79 Custo Total do habitantes R$/hab. 12,93 Investimento 4320 m³/dia R$/m³ 0,009 Nota: Os custos de operação, manutenção e energia elétrica foram atualizados para o horizonte de 20 anos, considerando-se uma taxa de atualização de 12 % ao ano; Valores de fevereiro de CONCLUSÕES A avaliação dos trabalhos indicou que a concentração de hipoclorito de sódio aplicado no tanque de contato foi superior a obtida no ensaio de jarros, para o efluente do sistema UASB + FBAS. Neste último a dosagem ótima de cloro seria de 4,5 mg/l enquanto que no tanque o valor seria de aproximadamente 10 mg/l, utilizando-se como indicador biológico a Escherichia coli. No sistema UASB + FB, ao contrário do que ocorreu no outro sistema, o jar-test mostrou-se mais conservador que a aplicação no tanque de contato, onde no primeiro a remoção de Escherichia coli atingiu 3 ciclos logarítmicos com uma dosagem de 5,0 mg/l, enquanto que a aplicação no tanque de contato, para as duas doses estudadas (5,9 e 4,0 mg/l), atingiu-se a remoção de cinco ciclos logarítmicos. Deve-se salientar que tanto em relação ao sistema UASB+FBAS, quanto ao jar-test do sistema UASB+FB, o afluente do sistema FB, na aplicação do desinfetante no tanque de contanto, apresentou resultados inferiores, no que diz respeito a DQO e sólidos. Para o sistema UASB + LA o efluente alcançou a remoção esperada de Escherichia coli, com a dosagem de 6,0 mg/l. Com um efluente com 100 mg/l de DQO foi possível remover quatro ciclos logarítmicos, resultando 6,3 x 10 1 NMP/100 ml, para um afluente com 1,5 x 10 5 NMP/100 ml, na Fase V. A concentração dos THM nos efluentes domésticos clorados, oriundos de processos secundários de alta taxa foi pouco significativa. Estes valores permitirão que os corpos d água receptores atendam ao solicitado na Resolução CONAMA 20/86 quanto ao atendimento dos coliformes. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a SANEPAR e o PROSAB 3, através da FINEP, CNPq e CEF, todo o apoio demonstrado ao longo do desenvolvimento dos trabalhos, desde a construção da instalação piloto, o acesso à ETE Belém e o financiamento da operação e monitoramento. À HIDROGERON do Brasil pela cessão do equipamento de geração de hipoclorito e auxílio na sua instalação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA; AWWA; WEF. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 20ª edição. Washington, D.C., APHA AISSE, M. M. Padrões de qualidade ambiental: discussão de alguns parâmetros relacionados ao lançamento de efluentes líquidos e a qualidade dos corpos d água receptores. In: SANARE. Curitiba, SANEPAR, 8 (8): Jul. a Dez AISSE, M. M. Sistemas Econômicos de Tratamento de Esgotos Sanitários. Rio de Janeiro, ABES p. 4. BOLLMANN, H. A. Avaliação de Desempenho do Equipamento de Desinfecção Moggod; 3º Relatório Parcial. Curitiba, ISAM/PUCPR. Maio p. Anexos. 5. DE LUCA, S. J.; SANTANA, M. A. Hipoclorito gerado eletroliticamente in loco: sub-produtos e avaliação de sua capacidade desinfetante no tratamento de águas. Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental, XXVII, Porto Alegre, Anais. Rio de Janeiro, ABES, 2000, 7p. (II-018). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 12

13 6. PAIXÃO, K. V.; DELFORGE, J. L.; BRANDÃO, C. C. S. Avaliação de um equipamento de geração de misturas oxidantes na inativação de patógenos, utilizando como indicadores coliformes e colifagos. Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental, XXVII, Porto Alegre, Anais. Rio de Janeiro, ABES, 2000, 7p. (II-018). 7. SANEPAR. Hidrogerox. Curitiba, SANEPAR s.d. 8. ZERBINI, A. M.; CHERNICHARO, C. A. L. Metodologia para Enumeração, Identificação e Análise de Viabilidade de Ovos de Helmintos em Águas Brutas e Tratadas. In: Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios, Aspectos Metodológicos. Carlos A. L. Chernicharo (coordenador). Belo Horizonte, p ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 13