Estudo do Tratamento Tradicional e Alternativo do Esgoto Gerado pela Uniritter bem como seu Reuso

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1 Estudo do Tratamento Tradicional e Alternativo do Esgoto Gerado pela Uniritter bem como seu Reuso Ursula Bohlke Vasconcelos Doutora em Química ursula_vasconcelos@uniritter.edu.br Lúcio Renato de Fraga Brusch Mestre em Engenharia de Produção Lucio_brusch@uniritter.edu.br Marcio Ferreira Gomes Aluno de Graduação Engenharia Civil marcio_motf@hotmail.com Patricia Antunes Russo Aluna de Graduação Engenharia Ambiental e Sanitária patipaz@ig.com.br Eduarda Ludwig Aluna de Graduação Engenharia Química duda.ludwig@live.com Resumo: A disposição adequada dos esgotos é essencial à proteção da saúde pública e do meio ambiente. São inúmeras as doenças que podem ser transmitidas pela falta da disposição adequada de esgoto sanitário. Com esta ideia, o projeto realiza um estudo sobre uma situação sanitária que ocorre no entorno e internamente ao campus Orfanotrófio da Uniritter Porto Alegre. O mesmo tem como principal objetivo a realização de uma proposta em relação à estrutura das fossas e bueiros para drenagem da água da chuva, bem como do esgoto gerado pela instituição. O projeto visa uma interdisciplinaridade dos cursos de Engenharia Civil, Engenharia Ambiental e Sanitária e Engenharia Química. Fazendo uso de pesquisa bibliográfica o projeto visa montar um método mais eficaz e barato no tratamento de esgoto gerado pela população da instituição. Com um levantamento de informações arquitetônicas dos prédios bem como do uso hídrico-sanitário dos encanamentos do Campus serão gerados dados suficientes para a elaboração de um uso alternativo do resíduo gerado a fim de X Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-graduação SEPesq 20 a 24 de outubro de 2014

2 melhorar as condições de uma permanência mais sustentável e assim mostrar à cidade métodos eficazes de baixo custo para o tratamento do esgoto e ainda por cima facilitar a possibilidade de limpeza do Lago Guaíba. 1 Introdução A oferta de saneamento básico é fundamental em termos de qualidade de vida, pois sua ausência acarreta poluição dos recursos hídricos, trazendo prejuízo à saúde da população, principalmente o aumento da mortalidade infantil. Segundo a Pesquisa Nacional de Saneamento - PNSB 2008, pouco mais da metade dos municípios brasileiros (55,2%) tinham serviço de esgotamento sanitário por rede coletora, que é o sistema apropriado, marca pouco superior à observada na pesquisa anterior, realizada em 2000, que registrava 52,2%. Já o censo de 2010 verificou, também, a existência de esgoto a céu aberto (11,0%) e depósitos de lixo nos logradouros (5,0%) do entorno dos domicílios. Diante destes números, aliado ao quadro epidemiológico e ao perfil sócioeconômico das comunidades brasileiras, constata-se a necessidade por sistemas simplificados de tratamento dos esgotos. O esgoto doméstico é aquele que provem principalmente de residências, estabelecimentos comerciais, instituições ou quaisquer edificações que dispõe de instalações de banheiros, lavanderias e cozinhas. Compõem-se essencialmente da água de banho, excretas, papel higiênico, restos de comida, sabão, detergentes e águas de lavagem. Estes sistemas devem conjugar os seguintes requisitos principais: baixo custo de implantação; elevada sustentabilidade do sistema, relacionada à pouca dependência de fornecimento de energia, de peças e equipamentos de reposição etc; simplicidade operacional, de manutenção e de controle (pouca dependência de operadores e engenheiros altamente especializados); baixos custos operacionais; adequada eficiência na remoção das diversas categorias de poluentes (matéria orgânica biodegradável, sólidos suspensos, nutrientes e patogênicos); pouco ou nenhum problema com a disposição do lodo gerado na estação; baixos requisitos de área; existência de flexibilidade em relação às expansões futuras e ao aumento de eficiência; possibilidade de aplicação em pequena escala (sistemas descentralizados), com pouca dependência da existência de grandes interceptores; fluxograma simplificado de tratamento (poucas unidades integrando a estação); elevada vida útil;

3 ausência de problemas que causem transtorno à população vizinha; possibilidade de recuperação de subprodutos úteis, visando sua aplicação na irrigação e na fertilização de culturas agrícolas; existência de experiência prática. Embora não exista uma solução que atenda integralmente a todos estes requisitos, existem várias alternativas que atendem, em maior ou menor grau, aos principais requisitos que devem ser observados num estudo técnicoeconômico de escolha de alternativas. 2 Objetivos 2.1 Objetivo Geral Avaliar e diagnosticar o sistema de tratamento e disposição final do esgoto gerado no campus de Porto Alegre da Uniritter e assim fornecer parâmetros iniciais para o desenvolvimento do projeto de uma estação de tratamento de esgoto compacta, aplicável ao estudo de caso. 2.2 Objetivos Específicos Para se alcançar este objetivo será necessário, através de referencial teórico e levantamento de dados reais a definição dos seguintes objetivos específicos: 1. Estimar a população usuária do Campus Porto Alegre da Uniritter, atual e futura; 2. Levantamento da situação atual da disposição do esgoto e resíduos hídricos gerados na instituição; 3. Avaliação e caracterização da tipologia do esgoto gerado pelo campus em estudo da Uniritter; 4. Verificação de possíveis tipos de estações de tratamento de esgoto aplicada às instituições de ensino superior, envolvendo a eficiência, a relação custo/benefício e a minimização dos impactos ambientais que estão sendo gerados. 3 Metodologia e Equipamentos 3.1 Parte Teórica e Levantamento de Dados No primeiro momento da pesquisa, deve-se realizar, através do levantamento de dados reais, um diagnóstico inicial, conhecer a situação atual de destinação dos efluentes gerados no Campus Porto Alegre da Uniritter, junto aos setores envolvidos na administração do objeto em estudo 2. No segundo momento a

4 realização de uma pesquisa bibliográfica em publicações nacionais e internacionais que abordem as formas normais e alternativas de tratamento de esgoto de instituições de ensino superior, bem como seus benefícios. 3.2 Coleta e conservação do efluente líquido para os testes O efluente da Uniritter deve ser coletado em recipientes previamente esterilizados e de forma que suas características físico-químicas sejam inalteradas. 3.3 Ensaios de Tratamento Físico-químico Procedimento para identificação do ponto de coagulação Coloca-se 1 (um) litro do efluente a ser testado nos jarros de um Jar Test, e realiza-se dosagens crescentes do coagulante teste para obter-se, através de uma análise visual, a dosagem ótima para coagulação. Em seguida, repete-se sob a melhor dosagem de coagulante, a adição de uma dosagem crescente de auxiliar de coagulante (floculante) teste e novamente observa-se a melhor dosagem de floculante, sendo as dosagens de coagulante e floculante que apresentam as melhores eficiências de remoção de turbidez e cor, as dosagens ótimas para os ensaios de decantação / flotação. 3.4 Métodos analíticos As análises físico-químicas do efluente coletado será realizado em laboratório externo de análises de águas num custo total de R$ 300,00 (trezentos reais). Orçamento realizado em dezembro de Análises via espectrofotômetro óptico Para as análises físico-químicas de turbidez e cor, utiliza-se um espectrofotômetro. Os reagentes para as determinações devem obedecer às orientações do Standard Methods For the Examinat ion of Water and Wastewater Análises de ph Para as medições de ph, utiliza-se um ph-metro Digital, com calibração Análises de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) A demanda bioquímica de oxigênio do efluente tratado e in natura é determinada usando o método de diluição de acordo com a metodologia padrão descrita no Standard Methods For the Examinat ion of Water and Wastewater.

5 3.4.4 Análises de Demanda Química de Oxigênio (DQO) A demanda química de oxigênio do efluente deve ser medida pelo Método Padrão Colorimétrico de Refluxo Fechado, com K 2 Cr 2 O 7 em meio ácido, contendo Ag 2 SO 4 como catalisador e HgSO 4 para eliminar a interferência de cloretos presentes na amostra. As amostras precisam ser diluídas adequadamente, preparadas e digeridas a 150ºC por 2h. Resfriados os tubos, a leitura realiza-se diretamente em espectrofotômetro. Uma curva de calibração preparada utilizando biftalato de potássio como substância padrão é necessário Análises de Óleos e Graxas (OG) O teor de óleos e graxas no efluente é determinado por extração em Sohxlet com hexano como solvente segundo procedimento padrão do Standard Methods For the Examinat ion of Water and Wastewater Análises de Sólidos Totais (ST) O teor de sólidos totais deve ser medido através da evaporação de um determinado volume de lodo formado do efluente tratado, cuidadosamente homogeneizado e colocado em uma cápsula de porcelana, previamente calcinada em mufla à 550ºC por no mínimo 1h, e em seguida, levada à estufa a ºC por no mínimo 2h, e/ou até peso constante, segundo Standard Methods For the Examinat ion of Water and Wastewater. 4 Resultados e Discussões O projeto conta com uma equipe multidisciplinar de alunos dos cursos de engenharia civil, engenharia ambiental e sanitária e engenharia química. Cada um dos bolsista é responsável por uma ou várias etapas do projeto conforme segue: - Engenharia Civil: análise e/ou proposta de infraestrutura necessária para coleta e tratamento do esgoto de forma tradicional e alternativa. - Engenharia Ambiental e Sanitária: levantamento populacional do campus bem como investigação de tratamentos alternativos e sustentáveis possíveis de ser aplicado. - Engenharia Química: Análise e caracterização do esgoto gerado pela instituição bem como pesquisa de tratamento de esgoto e seu reuso. O estudo realizado até agora constatou que houve um crescimento populacional do campus do Orfanotrófio nos últimos 4 anos em alguns dias a

6 comunidade em geral tem reclamado do cheiro de esgoto oriundos de alguns pontos da instituição. Entretanto, já foi verificado que há casos em que esse mal cheiro vem da comunidade em redor, provavelmente devido à forma errônea da ligação do sistema cloacal ao sistema pluvial, gerando todo um problema de mal destino dos resíduos gerados. Para o levantamento da população do campus, foi solicitado ao departamento de Recursos Humanos uma estimativa de funcionários da instituição, bem como à Prograd dados de alunos e professores que convivem ao mesmo tempo no local. Para a análise da infraestrutura predial do campus, estamos em contato com o setor de arquitetura da instituição para a elaboração da análise e sugestão de um projeto de tratamento de esgoto tradicional x alternativo. Análises de caracterização do esgoto gerado será realizado nos próximos meses bem como levantamento de tratamento de esgotos alternativos possíveis de serem implementados de acordo com a realidade populacional. 5 Conclusão Mesmo com o trabalho tendo começado com dois meses de atraso, o trabalho realizado pelos alunos juntamente com diversos setores da instituição tem gerado dados suficientes para o bom andamento do projeto. Através de análises preliminares foi constatado um crescimento muito rápido da instituição e que possivelmente melhorias na sua geração de resíduos sejam necessários. Entretanto, constatou-se que alguns problemas podem ser oriundos pelo mal uso do sistema sanitário da comunidade entorno da instituição. Referências APHA, Standard Methods for Examination of Water and Wastewater, 19 ed. American Public Health Association, Washington, D., CYBIS, Luiz Fernando de Abreu; SANTOS, Altemar Vilar dos and GEHLING, Gino Roberto. Eficiência do reator seqüencial em batelada (RSB) na remoção de nitrogênio no tratamento de esgoto doméstico com DQO baixa. Associação Brasileira de Engenharia sanitária (ABES), v. 9, n. 3, p , Jul/Set, 2004.

7 JORDÃO, Eduardo.P.; PESSÔA, Constantino.A. Tratamento de esgotos domésticos. 3 ed. Rio de Janeiro/RJ: ABES, páginas. ROJAS, Jairo Alberto Romero. Tratamiento de aguas residuales: Teoria y princípios de disenõ. Bogotá/Colômbia: Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería, páginas. SHREVE, Norris R.; BRINK Joseph R, J.A. Indústria de processos químicos. 4 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, páginas. VON SPERLING, Marcos. Princípios básicos do tratamento de esgotos: Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 2 ed. Belo Horizonte. Departamento Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA) v. 2, 211 páginas.