II REUSO DE ÁGUA NO ZOOLÓGICO DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO

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1 II REUSO DE ÁGUA NO ZOOLÓGICO DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO Gandhi Giordano (1) Engenheiro Químico (UERJ), D.Sc. Enga Metalúrgica e de Materiais (PUC-Rio). Diretor Técnico da Tecma - Tecnologia em Meio Ambiente Ltda e Prof. Adjunto do Departamento de Engenharia Sanitária e do Meio Ambiente da FEN/UERJ. Carmen Delorme Goiatá Lucariny Engenheira Civil (UFJF), Especialista em Enga Sanitária e Ambiental (UERJ), Coordenadora de Despoluição Ambiental da Secretaria de Meio Ambiente da Cidade do Rio de Janeiro (SMAC). Fernando Alves Moreira Engenheiro Mecânico (UGF), Especialista em Enga Sanitária e Ambiental (UERJ), Coordenador de Engenharia da Tecma - Tecnologia em Meio Ambiente Ltda. Endereço (1) : Rua Riviera 28 Rio de Janeiro RJ CEP: Tel: +55(XX21) Fax: +55(XX21) gandhi@tecma-tecnologia.com.br RESUMO Este trabalho tem como objetivo apresentar o projeto conceitual do Sistema de Reuso de Águas do Zoológico da Cidade do Rio de Janeiro, ora em fase final de implantação. A implantação do sistema de reuso teve por motivação a expressiva redução de custos nas contas d água do Zôo além da sua inserção no roteiro de visitação como elemento de educação ambiental, considerando que o Jardim Zoológico do Rio de Janeiro recebe cerca de de visitantes por ano. Foi realizado um levantamento de dados incluindo o funcionamento do Zoológico, o regime dos efluentes gerados, a qualidade dos efluentes incluindo também a qualidade requerida para as águas de reuso. O processo definido foi testado em escala piloto, sendo analisadas as águas tratadas obtidas para a finalidade de reuso. Os efluentes do Jardim Zoológico apresentaram grandes variações de vazão e das concentrações dos sólidos e da matéria orgânica dissolvida e em suspensão, o que influenciou na definição do processo de tratamento. O sistema tratará 600 m 3 /d de efluentes do Zoológico, tendo como objetivo a produção de 400 m 3 de água própria para reuso diariamente. PALAVRAS-CHAVE: Reuso de água; Tratamento de efluentes; Membranas; Zoológico; RioZôo. INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivo apresentar o projeto conceitual do Sistema de Reuso de Águas do Zoológico da Cidade do Rio de Janeiro, ora em fase final de implantação. A implantação do sistema de reuso teve por motivação a expressiva redução de custos nas contas d água do Zôo além da sua inserção no roteiro de visitação como elemento de educação ambiental, considerando que o Jardim Zoológico do Rio de Janeiro recebe cerca de de visitantes por ano. Foi realizado um levantamento de dados incluindo o funcionamento do Zoológico, o regime dos efluentes gerados, a qualidade dos efluentes incluindo também a qualidade requerida para as águas de reuso. O processo definido foi testado em escala piloto, sendo analisadas as águas tratadas obtidas para a finalidade de reuso. Os efluentes do Jardim Zoológico apresentaram grandes variações de vazão e das concentrações dos sólidos e da matéria orgânica dissolvida e em suspensão, o que influenciou na definição do processo de tratamento. O processo testado é composto das seguintes etapas: tratamento preliminar (grades e peneira estática); tratamento primário (equalização); tratamento secundário (lodos ativados na variante de aeração prolongada e tratamento de lodo por secagem mecânica); tratamento terciário (filtração em membranas e desinfecção). O sistema tratará 600 m 3 /d de efluentes do Zoológico, tendo como objetivo a produção de 400 m 3 de água própria para reuso diariamente. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 MATERIAIS E MÉTODOS A metodologia utilizada consistiu, inicialmente, no levantamento de dados de campo e coletas de amostras, tais como: Consumo de água; Diferentes utilizações da água consumida, tanto no que se refere a quantidade como qualidade; Levantamento da rede de adução de água e coletora de águas pluviais e de efluentes; Coletas de amostras. Para a elaboração do projeto executivo e implantação do sistema foram cumpridas as seguintes etapas: Analise das amostras dos efluentes líquidos do Zôo; Estabelecimento das características físico-químicas e microbiológicas para os efluentes que poderiam ser utilizados como água de reuso, após o tratamento; Realização, in loco o Estudo de tratabilidade em reator biológico aeróbio, em escala piloto, associado a sistema de filtração em membranas de ultrafiltração; Elaboração de Projeto executivo para a implantação do sistema de reuso. As coletas de amostras e os ensaios analíticos foram realizados conforme os procedimentos estabelecidos pelo Standard Methods for Water and Wastewater 20 a edição (APHA, 1998). Os testes prévios de tratabilidade foram empreendidos utilizando-se reator aeróbio por batelada com volume útil de 1000 L, acoplado a um tanque pulmão com volume de 250 L (efluente decantado) e a um sistema de ultrafiltração em escala piloto com vazão de 2000 L/ h. O reator biológico foi aerado pelo processo de difusão de ar, com microbolhas. A partida do reator biológico foi realizada utilizando-se uma mistura de lodos ativados, de uma indústria alimentícia. Foram utilizados 100 L desta mistura, completando-se o volume do reator com o próprio efluente bruto que será tratado, até 1000 L no fim de 24 horas. Após o desenvolvimento da mistura de lodos ativados, adaptada aos efluentes do Rio Zôo, foi mantido um programa de alimentação do reator. Foram utilizados para isso os efluentes brutos, coletados de forma simples na saída geral do Zoológico, diariamente, mantendo-se a relação Alimento/ Microrganismos na faixa inferior a 0,15 expressos em DBO/ SSV.d, neste caso a matéria orgânica indiretamente medida como DBO relacionada com a concentração de microrganismos (sólidos em suspensão voláteis) por unidade de tempo (dia). RESULTADOS OBTIDOS Os resultados preliminares foram obtidos ainda em período de testes e encontram-se na Tabela 1 a seguir, sendo expressos em faixas de concentrações. Tabela 1- Resultados obtidos no estudo de tratabilidade Parâmetros Efluente bruto Decantado Efluente da UF Qualidade estabelecida Alumínio, mg/l - - <0,1 <0,2 Cloretos, mg/l Condutividade, μs/cm Cor, mg Pt/L DBO, mg/l <6 8 DQO, mg/l <20 20 Ferro total, mg/l <0,3 ph 6,6-6,8 6,8-7,1 6,8-7,4 6,5-7,5 Sólidos dissolvidos, mg/l Sólidos em suspensão, mg/l <3 <5 Sulfato, mg/l Turbidez, ut - - 0,9-4,4 <2,0 Colimetria, NMP/100 ml ausente ausente ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Os efluentes brutos referem-se às amostras coletadas de formas simples ou compostas no local onde se concentram todos os efluentes do Zoológico. O decantado foi obtido após a biodegradação no reator de lodos ativados. O efluente decantado foi estocado no Tanque-pulmão e filtrado no sistema de filtração em membranas. Nesta etapa de testes, a desinfecção ainda não foi realizada. Na figura 1, apresentada a seguir pode-se verificar os aspectos das amostras do efluente do Jardim Zoológico, após o processo biológico de tratamento e após o processo de filtração em membranas, que se constitui na água de reuso propriamente dita. Pode ser observado que a amostra tratada se apresenta com as características apropriadas para desinfecção, ou seja: ausência de turbidez, indicando praticamente a ausência de sólidos em suspensão (RNFT). Figura 1- À esquerda amostra bruta, no centro amostra após tratamento biológico e à direita após o processo de filtração em membranas. Na figura 2 o gráfico apresenta a grande redução de matéria orgânica que ocorre ao longo do processo de tratamento, medida indiretamente através dos valores de DQO e DBO. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Figura 2. Redução da matéria orgânica ao longo do processo de tratamento. O sistema de tratamento em escala real tem capacidade de produção de 400 m 3 de água para reuso, diariamente e é constituído de: Sistema de coleta dos efluentes; Etapa preliminar (grades, peneiras, caixas de areia), com o objetivo de retirar folhas, galhos e resíduos de alimentação e fezes dos animais e areia; (tanque de equalização), que tem o objetivo de equalizar as vazões, que ocorrem em virtude das lavagens de tanques de grandes volumes, evitandose assim sobrecargas ao tanque de aeração e ao decantador; O sistema de desaguamento mecânico de lodo (decanter centrífuga) foi adotado pela exigüidade da área disponível para o tratamento e pela homogeneidade do desaguamento do lodo, além de sua característica de produção contínua; A etapa secundária é constituída de sistema de lodos ativados com tanque de aeração por ar difuso e decantador final; A etapa terciária é constituída de sistema de filtração em membrana, com pré-filtragem em filtro de areia e cartuchos; desinfecção; tanque de água de reuso; sistema de distribuição de água. Na Figura 3 está apresentado o fluxograma do processo de tratamento do Rio Zôo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 POLÍMERO EFLUENTE BRUTO Figura 3 - FLUXOGRAMA DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES TRATAMENTO TRATAMENTO SECUNDÁRIO SISTEMA PRELIMINAR E SECAGEM DO LODO DE REUSO RESÍDUOS PENEIRA ESTÁTICA TANQUE DE EQUALIZAÇÃO RETORNO DE LODO GRADE MANUAL SOPRADOR DE AR BOMBA HELICOIDAL TANQUE DE AERAÇÃO LODO LODO LODO DECANTADOR LODO ELEVATÓRIA DE EFLUENTE BRUTO TANQUE DE LODO DECANTER BAG LODO SECO ELEVATÓRIA DE LODO ATERRO SANITÁRIO OU COMPOSTAGEM EFLUENTE TRATADO CORPO RECEPTOR FILTRO DE AREIA RESERVATÓRIO DE EFLUENTE TRATADO UNID. DE UF PRÉ-FILTRO CLORADOR RESERV. DE ÁGUA RECUPERADA ÁGUA RECUP. TANQUE DE POLÍMERO ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 CONCLUSÕES Pelos resultados obtidos pode-se concluir que o sistema de reuso de águas ora em implantação no Jardim Zoológico do Rio de Janeiro conseguirá atender aos objetivos propostos, garantindo-se água com preços inferiores a R$ 3,00/ m 3, incluindo-se nos custos a operação e manutenção do sistema inclusive a reposição da membrana a cada cinco anos. Nesse caso o prazo de retorno do investimento será inferior a três anos, incluindo-se os custos da rede coletora, da implantação da ETE e do sistema de polimento para reuso. No caso de ser considerado apenas o custo do sistema de reuso, já que a instalação da ETE é mandatória para atendimento à legislação ambiental, o prazo do retorno do investimento seria de 15 meses. As características dos efluentes brutos variam conforme as operações de limpeza realizadas nos diversos locais onde vivem os animais. Há também o uso contínuo da água tanto para a dessedentação e higiene dos animais como para o atendimento sanitário aos funcionários e visitantes do Jardim Zoológico. Isto implica em variações da carga orgânica e de sólidos nos efluentes, que serão absorvidas durante o tratamento biológico e pelo polimento. Para que o sistema cumpra papel esclarecedor no que se refere à educação ambiental, seu posicionamento foi estrategicamente estabelecido de forma a se integrar a outros atrativos que acolhem animais relacionados à água, como: Aquário Marinho, Viveiro de Aves Marinhas e Aquário detartarugas Marinhas, além de contar com programação visual esclarecedora do sistema de fácil compreensão, de forma que os conceitos ambientais sejam assimilados pelos visitantes de todas as idades e classes sociais. Foi observado especial interesse por parte dos visitantes já durante a operação da ETE-Piloto, o que leva a crer que será atendido este importante objetivo pretendido. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA), AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION, WATER ENVIRONMENT FEDERATION. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 20 ed. Washington, D.C.: APHA, AWWA, WEF, p. 2. METCALF & EDDY. Wastewater Engineering Treatment and Reuse. 4 ed./ Revisada. New York (NY).:McGraw-Hill, p. 3. SCHNEIDER, R.P., TSUTIYA, M. T. Membranas Filtrantes para o tratamento de água, esgoto e água de reúso. 1 ed. São Paulo (SP). Ed. ABES, p. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6