MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA MEC UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ UFPI PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PRPPG Coordenadoria Geral de Pesquisa CGP Campus Universitário Ministro Petrônio Portela, Bloco 06 Bairro Ininga Cep: 64049-550 Teresina-PI Brasil Fone (86) 215-5564 Fone/Fax (86) 215-5560 E-mail: pesquisa@ufpi.edu.br INVENTÁRIO DO CICLO DE VIDA DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO. Yan Levy Lima Nunes (bolsista do PIBIC/CNPq 1 ), José Machado Moita Neto (Orientador, Depto de Química UFPI) 1 Ou bolsista PIBIC/UFPI, ou CNPq- AF ou UFPI- AF ou discente do Programa ICV.
1 INTRODUÇÃO Devido ao crescimento populacional e industrial detectados nas últimas décadas, verifica-se uma demanda cada vez maior por água. Como consequência, geram-se cada vez mais esgotos, os quais precisam ser tratados para garantir a preservação do meio ambiente e o desenvolvimento sustentável (DOS SANTOS, 2007). Segundo VON SPERLING (1996), lagoas de estabilização são a tecnologia de tratamento de esgoto que consiste na retenção do esgoto por um período de tempo longo o suficiente para que processos naturais de estabilização da matéria orgânica e remoção de patogênicos se desenvolvam. Uma estação de tratamento de esgoto pode ser comparada a uma indústria que, simplificadamente, podemos dizer que entra a matéria prima (esgoto bruto) e sai o produto (esgoto tratado). Nas entradas, pode-se listar, também, o consumo de energia elétrica, reagentes químicos, ar para aeração das lagoas e materiais de construção. Outras saídas são areia, sólidos e efluente gasoso. Esta contabilização completa de entradas e saídas caracteriza Inventário do Ciclo de Vida (ICV). Partindo disso, pensou-se utilizar o ICV para uma estação de tratamento de esgoto que utiliza lagoas de estabilização e relacionar os resultados com sua operação e eficiência, identificando os fluxos de materiais e energia durante as etapas de construção e operação. Como campo de trabalho foi selecionada a Estação de Tratamento de Esgoto Unidade Leste em Teresina. Além do inventário do ciclo de vida, fez-se análises laboratoriais do esgoto em cada etapa do tratamento. 2 METODOLOGIA A atividade foi conhecer como acontece o processo de tratamento de esgoto na estação escolhida. Foram realizadas visitas técnicas na ETE Leste observamdo as quantidades, disposição e tipos de lagoas existentes, além dos equipamentos empregados, como bombas e aeradores. A empresa forneceu o tempo de detenção nas lagoas, vazão de entrada e saída. Também foram feitas análises de DQO, ph, presença de nitrato, presença de coliformes e turbidez de amostras do esgoto a montante e a jusante de cada lagoa. Nos mesmos pontos foram medidos a concentração de oxigênio dissolvido e temperatura. Já para a montagem do ICV foi preciso de antemão determinar as fronteiras do estudo. Os limites considerados para avaliação são o ponto de entrada do esgoto na ETE e o ponto em que o efluente tratado é despejado no corpo coletor. O objetivo foi listar as matérias-primas utilizadas, equipamentos e produtos empregados, subprodutos do tratamento (areia, gases, lodo, etc) e respectivos destinos, além do consumo energético. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Caracterização da estação A ETE Leste possui cinco lagoas de estabilização. Uma facultativa aerada, duas facultativas convencionais (paralelas entre si) e duas de maturação (paralelas entre si) nesta sequência. Existe
também um tratamento preliminar composto por gradeamento, que intercepta a passagem de sólidos grosseiros, e um desarenador, que decanta parte da areia presente no esgoto. A vazão de esgoto que entra na ETE é de 417,6 m 3 /h. Esta é praticamente a mesma vazão de saída, ou seja, são tratados, aproximadamente, 10 milhões de litros de esgoto diariamente. A lagoa facultativa aerada tem tempo de detenção de dois dias. As facultativas convencionais e de maturação, esse tempo é de sete dias cada. Existem seis aeradores com 15 hp de potência na lagoa aerada. Há duas bombas com 115 kva de potência cada que levam esgoto ao tratamento preliminar. Análises laboratoriais Em amostras retiradas a montante e a jusante das cinco lagoas. A tabela 1 mostra o resultado dessas análises para os pontos adotados. Quanto à diluição, no teste de DQO a amostra foi diluída em cinco vezes, presença de nitrato em duas vezes e coliformes em cem vezes. Na análise da presença de nitrato no ponto a montante da lagoa de maturação esquerda o turbidímetro apresentou erro, mesmo efetuando novas leituras para o mesmo ponto. Tabela 1: Resultado das análises Facultativa Aerada Facultativa Convencional Maturação Ponto O 2 Temperatura (mg/l) ( C) Turbudez Nitrato DQO Coliformes ph (ntu) (mg/l) (mg/l) (10 5 NMP/100mL) Montante 3,7 32,0 7,5 182,25 0,24 481,63 >2419,6 Jusante 3,5 31,6 7,2 40,75 0,28 197,25 >2419,6 Direita 3,4 32,1 7,2 92,25 0,48 381,63 >2419,6 Montante Esquerda 5,0 31,9 7,2 87,0 0,29 331,63 >2419,6 Direita 2,6 31,7 7,4 39,75 0,18 147,25 960,6 Jusante Esquerda 2,9 31,6 7,5 67,5 0,25 119,13 >2419,6 Direita 2,6 31,7 7,4 63,5 0,28 116,0 1299,7 Montante Esquerda 2,9 31,6 7,3 34,25 erro 153,5 >2419,6 Direita 3,2 31,5 7,5 54,25 0,27 78,5 >2419,6 Jusante Esquerda 2,9 30,8 7,7 8,0 0,06 72,25 1299,7 Fonte: Autor. Dando um enfoque especial nos resultados de DQO, que representa a carga orgânica a ser removida, foi possível calcular o grau de remoção da ETE em porcentagem. Como a DQO de entrada na primeira lagoa é 481,63 mg/l e a saída 75,38 mg/l (média), foi calculada a remoção de 84,35%, valor aceito pela resolução 430 do CONAMA (2011). Logo, a princípio, a ETE/Leste está operando de maneira satisfatória, porém seriam necessárias mais análises laboratoriais para comprovar tal afirmação. Entradas e saídas Os fluxos de entrada e saída da estação podem ser divididos em duas etapas: construção e operação. As visitas à ETE permitiram a identificação mais direta dos fluxos. Porém as informações acerca da fase de construção não puderam ser determinadas com precisão, pois os projetos de
engenharia da estação não foram disponibilizados pela companhia responsável. Com base em estudos de FOLEY (2010) e AGUIAR, LOPES e QUEIROZ (2014), foi possível estimar esses fluxos a partir de uma comparação com a ETE/Leste. Na fase de construção, como entradas, são utilizados areia, brita, cimento e água na composição do concreto presente no revestimento de lagoas e abrigo das bombas e abrigo do tratamento preliminar. O aço também consiste em entrada divido à armação do concreto. Na composição de tubulações as entradas podem ser PVC, aço ou cobre. Como saídas, estima-se os resíduos de construção. É na fase de operação que é preciso dar maior enfoque, pois os fluxos atuam sobre o meio ambiente diariamente e não apenas durante um único intervalo de tempo. Como entrada, além da matéria prima (esgoto bruto) é possível citar a energia elétrica consumida em bombas e aeradores, o ar inserido mecanicamente na lagoa aerada e a energia solar requerida nas reações microbiológicas. Não há utilização de produtos químicos na desinfecção do esgoto. Já quanto às saídas, há a remoção de sólidos e areias na parte preliminar. Também, como saídas, existe a produção de gases e biossólidos (lodo) nas lagoas. O produto final do processo é o esgoto tratado. Quanto à disposição de sólidos retidos, areia e lodo, estes são levados a aterro controlado. 4 CONCLUSÕES Embora a lagoa, aparentemente, atenda aos parâmetros de projeto e ambientais, o impacto do lançamento destes 10 milhões de litros de esgoto tratado com uma carga orgânica contendo ainda 15% do valor inicial em um rio com vazão baixíssima, como o Poti, pode contribuir com sua eutrofização a jusante até próximo ao encontro do rio mais caudaloso (rio Parnaíba) situado a aproximadamente 11 quilômetros do lançamento de esgoto. Pode-se afirmar que os impactos ambientais não estão relacionados apenas com a descarga de efluente. O inventário do ciclo de vida tornou possível enxergar de maneira mais ampla todo o sistema da estação. Então foi constatado que, além das alterações no corpo coletor devido ao lançamento de esgoto tratado, outros impactos podem atuar no solo ou na atmosfera. Fazendo uma análise dentro da fronteira determinada, os sólidos retidos no gradeamento, areia, lodo, gases e consumo de energia elétrica são outros focos de impacto ambiental que merecem mais atenção. A aplicação do ICV na estação se mostrou de grande valia, pois este dá abertura para a posterior fase da Avaliação do Ciclo de Vida: A Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV). Além disso, a análise do inventário se mostra aplicável não só à ETE estudada, mas também aos demais setores do saneamento básico. Palavras-chave: Inventário do Ciclo de Vida. Estação de Tratamento de Esgoto. Lagoas de Estabilização.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGUIAR, D. L.; LOPES, T. A. S.; QUEIROZ, L. M. Inventário do Ciclo de Vida (ICV) de um Sistema de Desinfecção de uma Estação de Tratamento de Esgoto Doméstico In: SIMPÓSIO ÍTALO- BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 12., 2014, Natal. Anais... Natal: ABES, 2014. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS E TÉCNICAS. NBR ISO 14040:2009: Gestão ambiental - Avaliação do ciclo devida Princípios e Estrutura, Rio de Janeiro, 2009. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (Brasil). Resolução nº 430, de 13 de maio de 2011. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, 16 maio 2011. Seção 1, p. 89 91. COROMINAS, Ll. et al. Life cycle assessment applied to wastewater treatment: State of the art. Water Research. v. 47, n. 15, 5480 5492, out. 2013. DENNISON, F. J., AZAPAGIC, A., CLIFT, R., COLBOURNE, J. S. Assessing Management Opitions for Wastewater Treatment Works in the Context of Life Cycle Assessment. Water Science and Technology. v. 38, n. 11, 23 30, 1998. DOS SANTOS, A. B. Avaliação técnica de sistemas de tratamento de esgotos. Fortaleza: Banco do Nordeste do Brasil, 2007. 206 p. FOLEY, J. et al. Comprehensive life cycle inventories of alternative wastewater treatment systems. Water Research. v. 44, n. 5, 1654 1666, mar. 2010. MONTEIRO, C. A. B. Caracterização do esgotamento sanitário de Teresina: eficiência, restrições e aspectos condicionantes. 2004. 156 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) Programa de Desenvolvimento e Meio Ambiente, Universidade Federal do Piauí, Teresina. 2004. NUNES, J. A. Tratamento Biológico de Águas Residuárias. 2ª Edição. Aracaju: Editora J. Andrade, 2011. 273 p. UNITED STATES. Environmental Protection Agency. Primer for Municipal Wastewater Treatment Systems. Washington DC: Office of Water, Office of Wastewater Management, 2004. UNITED STATES. Environmental Protection Agency. Wastewater Technology Fact Sheet: Aerated, Partial Mix Lagoons. Washington DC: Office of Water, 2002. UNITED STATES. Environmental Protection Agency. Wastewater Technology Fact Sheet: Anaerobic Lagoons. Washington DC: Office of Water, 2002.
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