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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
RONALDO LIMA LACERDA JUNIOR
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO
DE ESGOTO CONDOMINIAL
Feira de Santana 2010
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RONALDO LIMA LACERDA JUNIOR
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO CONDOMINIAL
Monografia apresentada junto ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientação: Prof. Dr. Roque Angélico
Araujo
Feira de Santana 2010
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RONALDO LIMA LACERDA JUNIOR
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO CONDOMINIAL
Monografia apresentada junto ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientação: Prof. Dr. Roque Angélico Araujo
Feira de Santana-Ba, ____/____/______
____________________________________________ Orientador: Profº. Dr. Roque Angélico Araújo Universidade Estadual de Feira de Santana
____________________________________________ Avaliador: Profº. Me. Diogenes Oliveira Senna Universidade Estadual de Feira de Santana
____________________________________________ Avaliador: Profº. Me. Carlos Pereira Novaes Universidade Estadual de Feira de Santana
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Dedico este trabalho a todas as pessoas que lutam para garantir a preservação do Meio Ambiente.
5
AGRADECIMENTOS
A Deus por me dar força e perseverança na realização deste trabalho, me
guiando e me fortalecendo nas dificuldades.
A meus pais por toda ajuda, a minhas irmãs e a meu irmão pela confiança
em mim depositada na realização deste estudo.
A Manoela pela ajuda e dedicação na realização deste trabalho e pela
parceria em todos os momentos.
Ao professor Roque Angélico Araujo pela orientação desta monografia e
pela oportunidade de me aperfeiçoar sobre esse tema tão instigante.
A todos do laboratório de tecnologia da UEFS em especial a Adriano pela
calma e dedicação nos ensaios.
A José Mário, funcionário da EMBASA, pela ajuda na coleta das
amostras.
A todos os amigos da UEFS que também vivem essa experiência de fazer
brotar aos poucos esse estudo, em especial José Juvintino pela parceria.
Enfim, a todos que participaram de forma direta ou indiretamente desse
processo de construção.
6
"A vida da terra depende da vontade humana. A terra será o que os homens nela farão.
Nós vivemos, desde agora, este momento histórico decisivo da evolução terrestre".
Rudolf Steiner, fundador da Antroposofia
7
RESUMO O presente trabalho tem como objetivo avaliar o tratamento do esgoto doméstico em
uma localidade (Condomínio residencial) com população estimada de 788
habitantes. Para avaliar a eficiência do sistema de tratamento implantado foram
feitas coletas de amostras de efluente bruto e tratado ao final de cada etapa do
processo de tratamento e análises em laboratório, em seguida fez-se a tabulação
dos resultados obtidos nas diferentes etapas e avaliação juntamente com dados da
Resolução 357 do CONAMA. Os resultados indicam que a Estação de Tratamento
de Esgoto submetida à análise tem uma eficiência quanto à remoção da DBO de
95,20%, quanto à remoção da DQO de 85,17%, e em relação a coliformes
termotolerantes mostrou-se reduzir de ≥ 2,3x109 para 8,0x10³.
PALAVRAS-CHAVE: Esgoto doméstico; Tratamento de esgoto; Eficiência de Tratamento.
8
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 13
1.1 OBJETIVOS 14
1.1.1 Objetivo Geral 14
1.1.2 Objetivo Específico 14
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 15
2.1 O SANEAMENTO BÁSICO 15
2.2 O TRATAMENTO DOS ESGOTOS 16
2.3 A EFICIÊNCIA DE UMA ESTAÇÃO NO TRATAMENTO DOS
ESGOTOS DOMÉSTICOS
18
2.4 CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES E OS PARÂMETROS
PARA O TRATAMENTO NA ESTAÇÃO
20
2.4.1 Características Físicas 20
2.4.2 Características Químicas 21
2.4.3 Características Biológicas 27
2.5 PARÂMETROS LEGAIS PARA DESPEJO DE EFLUENTES EM
CORPOS RECEPTORES
27
2.6 ASPECTOS GERAIS DA ETE EM ESTUDO 29
3 MATERIAL E MÉTODOS 37
3.1 COLETA, ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DAS AMOSTRAS 37
3.2 PROCEDIMENTOS REALIZADOS NO LABORATÓRIO 40
3.2.1 Análises Físico-Químicas 40
3.2.2 Análises Bacteriológicas 41
3.3 ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS
41
9
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 43
4.1 ESGOTO BRUTO 43
4.2 ESGOTO SUBMETIDO AO TRATAMENTO APENAS PELO DAFA 44
4.3 ESGOTO SUBMETIDO AO TRATAMENTO DO DAFA + WETLAND 44
4.4 ESGOTO SUBMETIDO AO TRATAMENTO DO DAFA + WETLAND
+ DESINFECÇÃO
45
4.5 A EFICIÊNCIA DA ETE E OS PARÂMETROS EXIGIDOS PELO
CONAMA
46
5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES 50
REFERÊNCIAS 51
ANEXOS 53
10
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
DAFA – Digestor Anaeróbio de Fluxo Ascendente
DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio
DQO – Demanda Química de Oxigênio
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
PNAD – Pesquisa Nacional Por amostragem de Domicílios
PNSB – Pesquisa Nacional de Saneamento Básico
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LISTA DE FIGURAS
Figura 01: Sedimentador da ETE
Figura 02: DAFA da ETE
Figura 03: Wetland com recirculação da ETE
Figura 04: Tanque de contato (desinfecção) e bomba dosadora da ETE
Figura 05: ETE composta por todos os sistemas unitários
FIGURA 06: a - Entrada de efluente bruto; b - Efluente depois de submetido ao
tratamento no DAFA; c - Efluente depois de submetido ao tratamento no Wetland; d -
Efluente depois de submetido à desinfecção.
Figura 07: Amostra de Efluentes coletados
Figura 08: Amostra de efluentes para análise bacteriológica
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LISTA DE TABELAS
Tabela 01: procedimentos realizados no laboratório
Tabela 02: procedimentos realizados no laboratório relativo à análise bacteriológica
Tabela 03: Resultados das amostras do esgoto bruto da ETE
Tabela 04: Resultados das amostras após o primeiro processo do tratamento (DAFA)
da ETE
Tabela 05: Resultados das amostras após o segundo processo do tratamento
(Wetland) da ETE
Tabela 06: Resultados das amostras no ultimo processo do tratamento
Tabela 07: Resultados das amostras do efluente tratado
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1 INTRODUÇÃO
A água é um dos mais importantes recursos ambientais, sem ela não
haveria vida na Terra, no entanto, este recurso escasso vem sendo agredido pelo
homem, por isso, toda a sociedade deve buscar soluções para preservá-lo.
É nesse contexto que surgem as formas de tratamento de efluentes, para
tentar impedir, ou ao menos minimizar, o impacto ambiental que os dejetos humanos
causam ao serem descartados no meio ambiente (corpo receptor) sem tratamento
adequado.
A solução sustentável mais comumente aplicada é a utilização de rede de
esgoto coletivo municipal, onde a agua residuária é encaminhada para uma estação
de tratamento e posteriormente despejada no corpo receptor, com impacto mínimo
ao meio ambiente.
O Brasil possui um déficit no setor de saneamento. De acordo com a
Pesquisa Nacional de Saneamento Básico - PNSB realizada em 2008, 45,7% das
residências brasileiras são atendidas por serviço público de coleta de esgotos, os
demais domicílios, 54,3%, recorrem à fossas sépticas, ou meios menos eficientes,
como fossas secas, valas a céu aberto, ou lançamento direto em curso d’ água. Do
esgoto coletado, 68,8% passa por algum tipo de tratamento (IBGE, 2008).
Em decorrência do baixo índice de redes coletoras de esgoto são graves
os problemas relacionados com a saúde pública e com a degradação ambiental,
pois a maior parte dos efluentes não encontra destinação adequada, sendo
despejado nos rios, lagos, lagoas e no solo sem qualquer tratamento prévio
(ANDRADE NETO, 1997).
Com o objetivo de minimizar o impacto causado ao meio ambiente,
condomínios residenciais em localidades onde inexiste rede municipal coletora de
esgoto, geralmente em locais mais afastados dos centros urbanos, estão tendo que
construir Estação de Tratamento de Esgoto para atender unicamente as unidades
habitacionais do empreendimento.
A região onde está localizado o referido empreendimento não conta com
rede de esgoto fornecida pelo Município ou pelo Estado, por isso, foi instalada uma
rede de esgoto e tratamento no próprio condomínio, com posterior lançamento do
efluente da ETE do conjunto habitacional em corpo d’água.
14
A presente monografia visa, justamente, avaliar a eficiência de uma
Estação de Tratamento implantada em um conjunto habitacional, com 197 casas de
43,2m², com estimativa de 4 moradores por unidade habitacional, totalizando uma
população de 788 habitantes, localizada no Bairro Parque Ipê, no Município de Feira
de Santana-BA, composta por um sistema híbrido de tratamento com as seguintes
unidades de tratamento: Sedimentador, tratamento anaeróbio do tipo DAFA,
posteriormente, wetland com recirculação, através de leitos percolantes cultivados
recirculantes, e por fim, desinfecção.
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 Geral
Verificar ao final de cada etapa individual e global, a eficiência da Estação
de Tratamento do Esgoto, implantada em um Condomínio Residencial.
1.1.2 Específico
Analisar se as unidades em estudo efetivamente são eficientes e
atendem as exigências de qualidade estabelecidas nas leis que
regulam as concentrações máximas permitidas dos agentes poluidores
nos corpos receptores.
15
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 O SANEAMENTO BÁSICO
De acordo com WHO, a Organização Mundial de Saúde define o
saneamento como sendo o “controle de todos os fatores do meio físico do homem
que exercem ou podem exercer efeito deletério sobre o bem-estar físico mental ou
social”. (WHO, 1989).
A mesma instituição (WHO) simplifica tal conceito, definindo o
saneamento como o “conjunto de medidas visando preservar ou modificar o meio
ambiente, com a finalidade de prevenir doenças e promover a saúde”.
Continua a WHO aduzindo que são inúmeros os benefícios oriundos do
saneamento básico, dentre eles, maior rendimento no trabalho, mudanças no humor,
benefícios econômicos com a diminuição dos custos com internações hospitalares,
sem falar nos benefícios ambientais.
A história do saneamento remonta a muitos séculos antes da Era Cristã.
Com efeito, como o processo de formação das cidades ocorreu na presença de
cursos d’água, eram necessárias medidas para a preservação da saúde das
pessoas (CNS, 1999).
No Brasil, a história do saneamento também se confunde com o processo
de surgimento e formação das cidades. Nos povoados formados na era colonial, o
abastecimento de água era feito através de bicas e fontes, de forma rudimentar e
precária. A implantação de uma infraestrutura mínima se deu com a chegada da
Família Real, notadamente no Rio de Janeiro. Ainda no século XIX verifica-se o
crescimento das cidades e elevado fluxo migratório em direção a estas, o que
impulsionou o agravamento dos problemas de saneamento básico, como as
epidemias, por exemplo (CNS, 1999).
Embora se tenha registro da coleta de esgotos desde a Roma Antiga, o
seu tratamento faz parte da história recente do homem.
De acordo com Andrade Neto, o tratamento dos esgotos no Brasil, até os
anos de 1970, se preocupava apenas com a retirada dos sólidos e do material
flutuante de matéria orgânica e de patogênicos. A partir de 1970, se passou a dar
atenção aos aspectos estéticos, aos interesses ambientais e à remoção de
16
nutrientes como nitrogênio e fósforo. Foi somente a partir de 1980 que foram
incluídos dentre os objetivos do tratamento dos esgotos a remoção de compostos
tóxicos, de metais pesados e de compostos recalcitrantes (de difícil biodegradação).
Com efeito, por conta do grande crescimento populacional e industrial
vivido na sociedade moderna, aumenta a demanda por água, consequentemente,
também é ascendente a quantidade de esgoto gerado, podendo este ser definido
como todo “líquido que contém resíduo da atividade humana” seja ele doméstico ou
industrial (NBR 7.229/1993).
Para se garantir a preservação da saúde, do meio ambiente e o
crescimento sustentável, efetivando-se o saneamento se faz necessário tratar os
esgotos oriundos das mais diversas atividades humanas.
Ao longo da evolução histórica, a análise da cobertura dos serviços de
saneamento no Brasil revela que houve melhorias perceptíveis no atendimento às
populações, sobretudo urbanas. Por outro lado, em que pese as melhorias, os
déficits são significativos e refletem o padrão desigual do crescimento econômico
vislumbrado pelo país nas últimas décadas.
A Pesquisa Nacional por Amostragem de Domicílios – PNAD, de autoria
do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, feita por amostra em
domicílios brasileiros, investiga diversas características socioeconômicas da
sociedade, como população, educação, trabalho, rendimento, habitação, previdência
social, saúde, nutrição e etc., nesse contexto, 45,7% das residências brasileiras são
atendidas por serviço público de coleta de esgotos, os demais domicílios, 54,3%,
recorrem à fossas sépticas, ou meios menos eficientes, como fossas secas, valas a
céu aberto, ou lançamento direto em curso d’ água. Do esgoto coletado, 68,8%
passa por algum tipo de tratamento (IBGE, 2008).
Além disso, a referida pesquisa também constatou que 55,2% dos
municípios são servidos por alguma rede de coleta de esgotos (IBGE, 2008).
2.2 O TRATAMENTO DOS ESGOTOS
De acordo com o que foi visto acima, constata-se que o Brasil é um país
deficiente no que tange ao tratamento de esgotos. Por isso há necessidade de se
buscar formas simplificadas para esse tratamento.
17
Dessa maneira, algumas soluções se apresentam para que nas
localidades onde não haja coleta municipal de esgotos os efluentes possam ser
submetidos a tratamento.
De acordo com Santos (2007), os esgotos domésticos são compostos
basicamente de água, cerca de 99,9%, e o restante, cerca de 0,1%, é composto de
matéria orgânica, sabões, alvejantes, papel, plástico, detergentes, desinfetantes, etc.
Tais substancias são originárias das fezes, urina, e das diversas atividades
humanas.
Para sistemas individuais de tratamento de esgoto sanitário, ou seja,
tratamento realizado em residência, por exemplo, as soluções mais utilizadas no
Brasil são: “fossa seca nas suas diversas modalidades; tanque séptico + infiltração
no solo; tanque séptico + filtro anaeróbico” (CHERNICHARO, 1997).
Para sistemas condominiais de coleta de esgotos, também denominados
de sistemas coletivos, Chernicharo (1997) traz as seguintes possibilidades
comumente utilizadas no Brasil: “lagoa de estabilização; aplicação no solo; tanque
séptico + filtro anaeróbico; reator anaeróbico de manta de lodo; filtro biológico
percolador”.
Importante destacar que, segundo Sperling (1996), no que tange aos
sistemas coletivos de tratamento de esgotos, embora existam outras tecnologias
passíveis de utilização, entende-se que, no Brasil, entre as décadas de 1940 e 1990,
as últimas cinco relacionadas anteriormente encontram uma maior aplicabilidade.
Para ele, os sistemas acima apontados são os que mais satisfatoriamente
atendem aos requisitos que merecem destaques, quais sejam:
Baixo custo de implantação;
Elevada sustentabilidade do sistema, relacionada a pouca
dependência de fornecimento de energia, de peças, de
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, patógenos);
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Pouco ou nenhum problema com a disposição do lodo gerado
na estação;
Baixos requisitos de área;
Existência de flexibilidade em relação às extensões futuras e
ao aumento da 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;
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.
Ainda de acordo com Chernicharo (1997), as peculiaridades de cada caso
devem ser observadas no momento da escolha de um projeto de estação de
tratamento de esgoto através de relatório preliminar seguido de projeto básico, onde
devem ser coletados os seguintes dados: a população a ser atendida, estimação do
coeficiente de retorno, vazão da infiltração, área que poderá ser destinada a
implantação da Estação, local de descarte do efluente tratado e do lodo produzido,
existência de energia elétrica e água, e mais, definição do nível de tratamento do
esgoto a ser processado, sempre levando em consideração o enquadramento nas
normas vigentes.
2.3 EFICIÊNCIA DE UMA ESTAÇÃO NO TRATAMENTO DOS ESGOTOS
DOMÉSTICOS
A avaliação da eficiência de uma Estação de Tratamento é definida
através da porcentagem de remoção dos poluentes, como matéria orgânica,
nutrientes, agentes patogênicos, através do cálculo realizado com a seguinte
fórmula (fórmula nº. 01):
19
Fórmula nº. 01:
E = Ca - Ce x 100 Ca Onde:
E = eficiência do sistema (%)
Ca = concentração afluente do poluente (mg/L)
Ce = concentração efluente do poluente (mg/L)
A partir da fórmula nº. 01 e dados de monitoramento da Estação de
Tratamento de Esgotos em cada etapa do tratamento, verifica se o esgoto tratado
encontra-se dentro dos limites de descarte regulamentados pelas normas
ambientais.
O esgoto tratado poderá atingir três níveis de eficiência, quais sejam,
primário, secundário e terciário, quanto mais alto o nível atingido maior será a
eficiência do tratamento.
Normalmente, o nível primário é atingido com os processos físicos de
tratamento dos esgotos.
Para se atingir o nível secundário de tratamento, usualmente, precisa-se
adicionar aos processos primários algum processo biológico, como lagoas de
estabilização, ou lodos ativados, reatores anaeróbios, eliminando-se os compostos
carbonáceos.
Por fim, o tratamento terciário visa à redução das concentrações de
Nitrogênio e Fósforo, que é usualmente feito através de processos biológicos de
nitrificação e desnitrificação. A remoção de fósforo também pode ser efetuada
através de tratamento químico, com sulfato de alumínio, por exemplo. No tratamento
terciário faz-se também a remoção de organismos patogênicos, através da
desinfecção ou do tempo de detenção prolongado.
O quadro nº. 01 a seguir demonstra os principais poluentes dos esgotos
domésticos e a sua respectiva forma de remoção:
20
QUADRO Nº. 01
Poluentes Forma de remoção na ETE
Sólidos grosseiros em suspensão Crivos, grades ou peneiras
Sólidos sedimentáveis Caixas de areia, centrifugadores, decantadores, flotadores, etc.
Óleos, graxas e sólidos flutuantes Tanques de retenção de gordura, flotadores, decantadores com removedores de escuma
Matéria orgânica biodegradável Lagoas de estabilização, lodos ativados, filtros biológicos, tratamento anaeróbio, disposição no solo, etc.
Patogênicos Lagoas de maturação, disposição no solo, técnicas artificiais de desinfecção
Nitrogênio Nitrificação e desnitrificação biológica, disposição no solo, processos físico-químicos
Fósforo e compostos orgânicos voláteis Remoção biológica, processos físico-químicos, gás stripping, adsorção em carvão, oxidação avançada, etc.
Odor gás stripping, adsorção em carvão, biofiltros etc.
(SANTOS, 2007)
2.4 CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES E OS PARÂMETROS PARA O
TRATAMENTO
Para se determinar a qualidade da água, deve-se ter em conta as suas
características físicas, químicas e biológicas.
2.4.1 Características Físicas
Fisicamente são observadas a presença de sólidos em suspensão, a
temperatura da água tratada, a cor e a turbidez.
a) Sólidos em suspensão
Os sólidos são matérias que permanecem como resíduo após a
temperatura ser elevada entre 103 e 105º C, e podem estar dissolvidos ou em
21
suspensão. Serão dissolvidos quando forem oriundos de moléculas orgânicas e
inorgânicas que não podem ser retidos em membrana de porosidade determinada,
serão suspensos quando membrana de porosidade determinada puder retê-los
(CHERNICHARO, 1997).
A divisão dos sólidos totais de um efluente entre sólidos dissolvidos totais
e sólidos suspensos totais é essencial, uma vez que a maioria dos processos de
tratamento é efetiva somente sobre um desses dois tipos.
Os sólidos dissolvidos totais caracterizam a porção de sólidos filtráveis
enquanto que os sólidos suspensos totais constituem a porção não filtrável, ou seja,
a porção que permanece no filtro após a filtração (CASSINI, 2008).
b) Temperatura
A temperatura, por sua vez, afeta diretamente a eficiência de uma estação
de tratamento e influi na manutenção da vida aquática, nas reações químicas e na
dissolução do oxigênio da água.
A temperatura pode afetar a eficiência do sistema de remoção de
sólidos, pois a diminuição da temperatura gera o aumento da viscosidade do líquido,
o que diminui a eficiência da sedimentação dos sólidos presentes. E mais, a
temperatura também afeta o desenvolvimento dos microorganismos presentes no
efluente (CASSINI, 2008).
c) Cor e turbidez
A cor e a turbidez demonstram a existência de compostos orgânicos e
inorgânicos dissolvidos na água, e podem indicar poluição.
Assim, observar as características físicas da água é essencial em uma
estação de tratamento de esgoto, para fazer com que a água fique o mais
transparente e inodora possível, sinais estes de água tratada.
2.4.2 Características Químicas
a) Presença de matéria orgânica
22
No que diz respeito aos aspectos químicos, segundo Chernicharo (1997)
as águas provenientes de esgotos possuem grande quantidade de compostos
orgânicos suspensos e dissolvidos, os quais são constituídos por matéria orgânica
carbonácea e microorganismos vivos e mortos.
CASSINI (2008) acrescenta ainda que os efluentes de média carga
orgânica contêm cerca de 75% de sólidos em suspensão, e, desses, 40% são
constituídos de sólidos orgânicos. Se essa matéria não for degradada antes de o
efluente ser lançado no corpo receptor, as bactérias ali constantes irão iniciar o
processo de degradação e, durante o processo, consumirão o oxigênio que se
encontra dissolvido no corpo receptor, o que ocasionará a diminuição drástica dos
níveis de oxigênio dissolvido, exterminando os peixes e a vida aquática em geral.
Continua CASSINI (2008) aduzindo que os principais materiais orgânicos
biodegradáveis presentes no efluente são proteínas, carboidratos e lipídios.
Ademais, os esgotos podem conter ainda pequenas quantidades de diferentes
moléculas orgânicas sintéticas cuja decomposição é muito lenta, ou mesmo, não
biodegradáveis biologicamente, sendo esta a principal causa de dificuldades
existente nos sistemas de tratamento de efluentes.
As proteínas são um dos principais compostos presentes nos animais.
Elas são formadas por aminoácidos e apresentam uma estrutura química complexa
e instável, estando, portanto, suscetíveis a muitas formas de decomposição. Além
disso, algumas proteínas apresentam solubilidade em água, enquanto outras não.
As moléculas de proteína são formadas por átomos de carbono, oxigênio
e hidrogênio, além de conter um elevado teor de nitrogênio, cerca de 16%, sendo
esse o fator que a diferencia dos demais compostos orgânicos.
Registre-se ainda que a decomposição de proteínas ocasiona odores
desagradáveis nos efluentes;
Os carboidratos, por sua vez, são compostos largamente distribuídos na
natureza, incluindo entre eles os açúcares, o amido e a celulose. Como as proteínas,
as moléculas de carboidrato são formadas por carbono, oxigênio e hidrogênio.
Dentre os carboidratos presentes nos efluentes, a celulose é o mais resistente à
decomposição;
Os lipídios também são compostos cujas moléculas são formadas por
carbono, hidrogênio e oxigênio e formam uma variedade de substãncias orgânicas,
23
dentre elas, as gorduras, os óleos e as graxas. Esssa forma de matéria orgânica é
uma das de mais difícil degradação por bactérias.
As bactérias se utilizam dessas matérias orgânicas para a realização de
seus metabolismos, razão pela qual, elas podem ser usadas para a eliminação do
material orgânico, na forma do quadro nº. 02 de reações químicas a seguir:
QUADRO Nº. 2
Matéria
Orgânica
+ O2 + Bactérias
aeróbias ->
CO2 +
H2O +
Energia +
Novas
Células
+produtos
mineralizados
+ NO3 +
Bactérias
anaeróbias
(desnitrificantes)
-> CO2
+N2 +
+ SO4-2 +
Bactérias
anaeróbias
(redutoras de
sulfato)
-> CO2 +
H2S +
+
Microorganismos
anaeróbios
(bactérias e
archaea
metanogênicas)
-> CO2 +
CH4 +
(SANTOS, 2007)
A partir do conhecimento dos parâmetros químicos de qualidade da água
e das reações acima referidas é possível escolher o processo que será usado para
tratar o esgoto no que diz respeito às matérias orgânicas.
Como o material orgânico é vastíssimo em águas residuárias domésticas,
é muito difícil identificar individualmente cada uma de suas espécies. Por isso,
divide-se o material orgânico a ser tratado em dois grupos: o que pode ser oxidado e
o que contém carbono orgânico. Tal medição é feita através de um método indireto
de cálculo do consumo de oxigênio presente na amostra, para se concluir a
quantidade de material orgânico que ali existe .
24
Os métodos usados que se baseiam na oxidação do material orgânico
são: Demanda Biológica de Oxigênio (DBO) e Demanda Química de Oxigênio
(DQO).
A DBO é a medida a quantidade de matéria orgânica biodegradável
através da aferição da quantidade de oxigênio dissolvido (OD) necessária para
estabilizar bioquimicamente a matéria orgânica através da ação de bactérias
aeróbicas. Usualmente é medida em mgO2/L. Importante destacar ainda que quanto
maior o DBO, maior será o consumo de oxigênio nos corpos d’água e,
consequentemente, maiores os danos ao meio ambiente (SANTOS, 2007).
A análise da DBO, portanto, pode ser usada para quantificar o teor e a
concentração de substâncias consumidoras de oxigênio presentes no efluente. As
substâncias que consomem oxigênio são compostas por porções carbonáceas, que
se referem ao teor de carbono do efluente, assim, o carbono reagirá com o oxigênio
dissolvido presente no efluente produzindo CO2 e nitrógenos (CASSINI, 2008).
Para se estimar a DBO, incuba-se uma amostra por 5 dias sob a temperatura
de 20o C e mede-se a quantidade de oxigênio consumida nesse tempo, esse é o
valor da DBO, medido em DBO520 (CASSINI, 2008).
De acordo com Santos (2007) a DQO mede o oxigênio equivalente ao
conteúdo de matéria orgânica de uma amostra que pode ser oxidada por um forte
oxidante químico em meio ácido. No teste do DQO, uma amostra de água residuária
é a uma mistura de dicromato de potássio e ácido sulfúrico, um forte oxidante. A
mistura é aquecida até seu ponto de ebulição e, a oxidação das substâncias
orgânicas estará praticamente completa (mais de 95%) A DQO é expressa em
mgO2/L.
Assim como na aferição da DBO, quanto maior a DQO em um dado
efluente, maior sua poluição. Além disso, o valor estimado de DQO de um efluente
fornece uma boa idéia da quantidade total de matéria orgânica presente, pois o
método consegue uma oxigenação bastante eficiente de toda a matéria orgânica e,
inclusive, de alguns constituintes inorgânicos, como NO2-, S2
-, FE2+, SO3
2-.
(CASSINI, 2008)
As análises de DBO e de DQO conduzem a diferentes resultados, sendo
o valor do primeiro maior que o do segundo tendo em vista que a oxidação
microbiológica envolve a parcela biodegradável e a parcela não biodegradável da
amostra. Além disso, via de regra, a realização de uma das análises acima referida
25
exclui a realização da outra, pois, o valor da DQO pode ser estimado empiricamente
através de relação com o valor da DBO (CASSINI, 2008).
A análise da quantidade de nitrogênio, segundo Santos (2007), também é
de fundamental importância para a aferição da qualidade da água. É importante
destacar que tal composto é natural de vários compostos biológicos, como as
proteínas, as clorofilas, etc. e é indispensável para o crescimento de
microorganismos responsáveis pela depuração biológica.
Conforme Santos (2007), este componente causa o desenvolvimento de
algas e plantas aquáticas (eutrofização) e subsequente comprometimento da
qualidade dos corpos receptores.
A proteína contém cerca de 16% de nitrogênio, sendo este denominado
de nitrgênio orgânico. Analisando-se o teor de nitrogênio orgânico presente na
amostra, chega-se à quantidade de proteína (CASSINI, 2008).
Quando a matéria orgânica é degradada pelos microorganismos, ocorre a
hidrólise da proteína a um tipo de amônia, denominada de amônia livre (CASSINI,
2008).
CASSINI (2008) aduz ainda que a amônia livre pode ser hidrolisada
produzindo o íon amônio, nos termos da reação a seguir (equação nº. 01):
Equação nº. 01:
NH3 + H2O NH4+ + OH-
e que quando o pH do meio for inferior a 7, o equilíbibrio da reação se
desloca para a direita e a espécie de nitrogênio predominante é NH4+. Se o pH do
meio for superior a 7, o equilíbrio da reação se desloca para a esquerda e a espécie
predominante de oxigênio é a amônia, sendo a forma não ionizada a mais letal para
a vida na água.
Por conseguinte, para se tratar o efluente poluído com alguma das citadas
formas do nitrogênio é necessário um processo denominado de nitrificação, que
consiste na oxidação da amônia, realizado por bactérias autotróficas, formando o
nitrito, na presença de O2. Em outro processo denominado de desnitrificação,
realizado por bactérias heterotróficas, o nitrito formado é convertido em gás
nitrogênio, na ausência de O2 (SANTOS, 2007).
26
Conforme CASSINI (2008), quando a amônia é oxidada em reações com
a presença das bactérias nitrossomonas, resulta o nitrito. Quando a amônia é
oxidada com a presença das bactérias nitrobacters, resulta o nitrato.
CASSINI (2008), afirma que somando as porções de nitrogênio orgânico,
amônia livre, nitrito e nitrato tem-se o nitrogênio total. Cada uma dessas formas de
nitrogênio é importante para a manutenção da vida aquática saudável, no entanto,
devem estar presentes apenas em doses adequadas, por isso a necessidade de um
eficiente tratamento.
Ademais, o nitrogênio na forma de nitrito é bastante instável, sendo
facilmente oxidado em nitrato. Já o nitrato é a forma mais oxidada do nitrogênio
presente no efluente, sendo considerado um importante parâmetro a ser controlado.
(CASSINI, 2008).
Observa-se que a retirada do nitrogênio dos efluentes para o seu
tratamento é um processo que demanda muito controle, o qual exige também uma
rigorosa observância das taxas de oxigênio, o pH, a alcalinidade.
De acordo com Santos (2007), assim como o nitrogênio, o fósforo é um
nutriente essencial para os microorganismos decompositores da matéria orgânica e
também é um dos responsáveis pela eutrofização causada pelo crescimento das
algas e que, nos esgotos sanitários, o fósforo é oriundo, principalmente, do uso de
detergentes.
Ainda no âmbito das características químicas da água tratada, deve-se
observar o pH e a alcalinidade. O controle do pH no tratamento das águas
residuárias é de fundamental importância para o desenvolvimento das reações
químicas e bioquímicas do processo.
De acordo com CASSINI (2008), o pH das soluções aquosas exerce
influência direta nas principais características desta solução, como qual substância
se dissolve em determinado efluente. Além disso, o pH influencia no potencial
corrosivo do efluente.
Ainda de acordo com a mesma autora, o controle do pH é determinante
no tratamento biológico dos efluentes, pois, a depender da faixa em que ele se
encontre, serão permitidas ou não a ação de bactérias.
27
2.4.3 Características Biológicas
Por fim, no tratamento dos esgotos ainda deve ter em conta as
características biológicas da água, controlando os microorganismos nela presentes
para um efetivo tratamento. Existem microorganismos que são utilizados para
estabilizar a matéria orgânica, outro grupo é usado para eliminar o nitrogênio, outro
para eliminar o fósforo, e assim por diante. Destaque-se ainda que existem micro-
organismos que somente desempenham suas funções catabólicas1 e anabólicas2 na
presença do oxigênio, são os aeróbicos e outros, desempenha suas funções na
ausência de oxigênio, são os anaeróbicos.
2.5 PARÂMETROS LEGAIS PARA DESPEJO DE EFLUENTES EM CORPOS
RECEPTORES
De acordo com Sperling, compete ao Conselho Nacional do Meio
Ambiente (CONAMA) estabelecer os padrões para lançamento de efluentes. Tais
parâmetros foram estabelecidos através da Resolução n°. 357/2005 do Conselho
Nacional do Meio Ambiente - CONAMA (SPERLING, 1996).
A referida Resolução determina que “efluentes de qualquer fonte
poluidora somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de
água, após o devido tratamento a fim de garantir a saúde pública e a preservação
ambiental”.
Como ainda não existe o enquadramento do corpo receptor dos efluentes
tratados na ETE em estudo com relação à classe a que este pertence, o art. 42 da
Resolução 357/2005 do CONAMA determina que o mesmo deve ser considerado de
classe 2.
Como dito na introdução, devida às limitações técnicas, foram escolhidos
os seguintes parâmetros para análise: DBO5, DQO, Nitrito, Nitrato, Sólidos em
Suspensão, Coliformes Termotolerantes, Turbidez, pH, cor e nitrogênio amoniacal.
1 De acordo com o Dicionário Aurélio (1986) as funções catabólicas são os processos metabólicos
onde há "quebra" de substâncias complexas em substâncias mais simples. A "quebra" das proteínas do tecido muscular para obter energia é um exemplo de catabolismo. 2 De acordo com o Dicionário Aurélio (1986) as funções anabólicas são os processos metabólicos que
constroem moléculas maiores a partir de outras menores.
28
Quanto aos parâmetros acima referidos a Resolução 357/2005 do CONAMA define
em seu artigo 15, combinado com o art. 14 quais são os limites permitidos:
a) para DBO: 5 dias a 20°C até 5 mg/L O2;
b) Nitrito: 1,0 mg/LN;
c) Nitrato: 10,0 mg/LN;
d) Sólidos em suspensão: 100 mg/L;
e)Coliformes termotolerantes: não deverá ser excedido um limite de 1.000
coliformes termotolerantes por 100 mililitros
em 80% ou mais de pelo menos 6 (seis)
amostras coletadas durante o período de
um ano, com freqüência bimestral. A E. coli
poderá ser determinada em substituição ao
parâmetro coliformes termotolerantes de
acordo com limites estabelecidos pelo
órgão ambiental competente;
f) Turbidez: até 100 UNT;
g) Cor: até 75 mg Pt/L;
h) Nitrogênio amoniacal total: 3,7 mg/LN, para pH ≤ 7,5;
2,0 mg/LN, para 7,5 <pH ≤ 8,0;
1,0 mg/LN, para 8,0 <pH ≤ 8,5;
0,5 mg/LN, para pH > 8,5.
i) pH: 6,0 a 9,0;
Em relação ao parâmetro DQO, embora a resolução do CONAMA
357/2005 não faça referência no lançamento de efluentes líquidos, algumas
legislações ambientais estaduais estabelecem limites máximos.
No caso em estudo o órgão responsável por estabelecer limites máximos
de DQO é o Instituto de Gestão de Águas e Clima (INGÁ), que se posicionou
baseado na concentração máxima de DBO5 fixando esse critério em 5,20 vezes a
concentração máxima de DBO, o que significa 26,0 mg/L O2.
A ETE em estudo precisa atender aos parâmetros acima para uma
tranquilidade técnica e preservação ambiental ou reuso da água. Somente se a ETE
29
estiver em consonância com as normas ambientais que tratam da matéria é que
podemos dizer que ela é eficiente.
2.6 ASPECTOS GERAIS DA ETE EM ESTUDO
A região onde está localizado o referido empreendimento não conta com
rede de esgoto fornecida pelo Município ou pelo Estado, por isso, foi instalada uma
rede de esgoto e tratamento no próprio condomínio, com posterior lançamento do
efluente da ETE do conjunto habitacional em corpo d’água.
Foi escolhido um sistema
híbrido de tratamento composto por
Sedimentador, tratamento anaeróbio do
tipo DAFA, posteriormente, wetland
com recirculação, através de leitos
percolantes cultivados recirculantes, e
por fim, desinfecção.
Preliminarmente ocorre o
processo de Sedimentação, tal
processo consiste em uma preparação
dos esgotos para o tratamento
posterior, evitando obstruções, danos
em equipamentos eletromecânicos,
redução do volume útil do reator
biológico ocupado com biomassa e
consequentemente, problemas no
tratamento. A figura 01 se refere ao
projeto do sedimentador em estudo e
ilustra cada etapa do processo.
Este tratamento inicial é constituído
de gradeamento e desarenação. O
gradeamento tem como objetivo a remoção dos sólidos grosseiros e usa como
dispositivo de remoção barras de ferro ou aço paralelas posicionadas
transversalmente ao canal de chegada dos esgotos. As grades devem permitir o
FIGURA 01: Sedimentador da ETE
30
escoamento dos efluentes sem produzir grandes perdas de cargas, além de resistir
aos esforços nela empregados durante sua operação.
Já a desarenação ou caixa de retenção de areia, processo posterior ao
gradeamento, consiste na remoção de sólidos com características de sedimentação
semelhantes as da areia, os quais se introduzem no sistema principalmente devido à
infiltração da água na rede coletora de esgotos.
Ultrapassada a fase preliminar, os esgotos seguem para tratamento no
DAFA. De acordo com Andrade Neto (1997), o sistema DAFA foi originariamente
desenvolvido para tratar águas residuárias industriais de alta concentração, mas, por
possuir como característica o separador de fases, a partir de 1980, passou a ser
utilizado no tratamento de esgoto.
O reator anaeróbio de fluxo ascendente através do leito de lodo é, basicamente, um tanque no qual os esgotos são introduzidos na parte inferior (fundo) e saem na parte superior, estabelecendo um fluxo ascendente. A principal característica funcional do DAFA é o fluxo através do leito de lodo. A camada de lodo, pouco expandida, constitui um leito filtrante, porém biologicamente ativo,que retém o lodo em altas concentrações. E se o leito é de lodo, está implícito que não há suporte (evidente que não é um reator de biomassa
aderida e muito menos fixa). (ANDRADE NETO, 1997)
Ainda segundo Andrade Neto (1997), o sistema de tratamento de
efluentes DAFA é feito em três estágios: primário, secundário e terciário.
A figura 02 se refere ao projeto do DAFA na Estação de Tratamento em
análise.
31
FIGURA 02: DAFA da ETE
No tratamento secundário, após a remoção de sólidos grosseiros na fase
preliminar, o esgoto bruto sofrerá processos físicos e biológicos anaeróbios em um
DAFA, A unidade de pré-tratamento consiste em um tanque no qual se acumulam os
sólidos em suspensão, havendo hidrólise e metanogênese parcial.
No DAFA ocorre um processo biológico natural, a digestão anaeróbia, que
leva à degradação de material orgânico através de sua conversão em metano. No
reator, o processo natural é acelerado muitas vezes, pois, são mantidas grandes
quantidades de bactérias anaeróbias e assegura-se um contato intensivo entre o
material orgânico presente na água residuária que entra no DAFA e as bactérias ali
presentes.
Depois os efluentes processados no DAFA são conduzidos ao Wetland,
um sistema de leitos cultivados recirculantes, que associa um processo hidropônico,
com a oxidação biológica em meios filtrantes.
Esse sistema de leitos percolantes cultivados conhecidos como Reed
Beds ou Constructed Wetlands consiste em
Lagoas ou canais rasos, que abrigam plantas aquáticas.
Mecanismos biológicos, químicos e físicos no sistema de raiz-solo
atuam no tratamento dos esgotos. Esse sistema é mais apropriado
32
para pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, tendo em
vista o seu baixo potencial de geração de maus odores e de
aparecimento de mosquitos e ratos. (CHERNICHARO, 1997)
Ainda segundo Chernicharo (1997), os leitos percolantes adotados são
preenchidos com brita “1” e cultivados com papiros ("Cyperus papyrus"), uma planta
perene da família das ciperáceas.
A função da espécie da planta é remover os coliformes fecais, a Demanda
Química de Oxigênio (D.Q.O.) e a Demanda Bioquímica de Oxigênio (D.B.O.)
(CHERNICHARO, 1997).
O supracitado Autor afirma ainda que, os filtros biológicos recirculantes,
utilizam meios percolantes variados desde cascalho, brita graduada ou coquilhos
vegetais para promover tratamento final de águas residuais. Eles consistem de um
reservatório impermeável de alvenaria ou de manta em PVC, preenchido por meio
filtrante assentado sobre um sistema de drenagem de fundo. As águas residuais são
aplicadas sobre a superfície do filtro através de uma rede de distribuição para
permitir a percolação através do meio filtrante para o sistema de drenagem no fundo
do filtro.
A figura 03 abaixo se refere ao projeto do Wetland em estudo, ilustrando
cada um de seus componentes.
33
FIGURA 03: Wetland com recirculação da ETE
O sistema de drenagem de fundo recolhe e recicla o efluente contido para
posterior reprocessamento. Outros mecanismos de tratamentos ocorrem no filtro
incluindo processos físicos, tais como sedimentação na remoção de sólidos
suspensos. Além disso, pode ocorrer de forma limitada a absorção de poluentes nas
superfícies do meio filtrante (CHERNICHARO, 1997).
34
Os microorganismos que se desenvolvem na forma de biofilmes sobre as
superfícies do meio filtrante são capazes de absorver material solúvel e resíduos
coloidais na água, que percolem sobre a superfície filtrante. Os materiais são
absorvidos e incorporados à massa celular ou degradados em condições aeróbias
na forma de dióxido de carbono e água (CHERNICHARO, 1997).
Em suma, o sistema de wetland com recirculação, que ocorre depois do
DAFA, tem seu funcionamento assim assegurado:
1- Os rizomas ou raízes da tábua crescem verticalmente e
horizontalmente garantindo a capacidade do leito e percolação do esgoto em
tratamento sem inundação superficial;
2- O ambiente subsuperficial em torno do sistema radicular sustenta uma
grande biomassa de bactérias aeróbias, que recebem oxigênio transferido a partir
das folhas de papiros, promovendo a metabolização do esgoto;
3- Por via anóxica e anaeróbia o esgoto é metabolizado na camada
inferior do leito, mais afastada dos rizomas.
No presente caso o wetland é composto de duas unidades.
É importante destacar que, consoante aponta Chernicharo (1997), ao
Associar o sistema DAFA e o Sistema Wetland a matéria orgânica (DBO) se
estabiliza e microorganismos nitrificadores serão capazes de se desenvolver nas
camadas mais profundas, onde a nitrificação irá ocorrer, para em seguida
desnitrificar em contacto com o efluente pré-tratado no DAFA na medida em que
este aflue ao corpo do leito percolante cultivado, com o objetivo de aumentar a
eficiência no tratamento do esgoto.
Por fim, a última fase do tratamento do esgoto sanitário é a desinfecção.
Essa fase tem por objetivo destruir os agentes patogênicos presentes nos efluentes
tratados e será realizada, no caso em análise, através de cloração.
Uma bomba dosadora garante a inserção do cloro, nesse caso,
hipoclorito, em períodos pré-estabelecidos, garantindo a concentração desejada.
A figura 04 se refere ao projeto em estudo e ilustra as etapas do processo
de desinfecção.
35
FIGURA 04: Tanque de contato (desinfecção) e bomba dosadora da ETE
36
A Figura 5 ilustra toda a ETE, com todas as unidades acima descritas:
FIGURA 05: ETE composta por todos os sistemas unitários
3 MATERIAL E MÉTODOS
37
Este estudo, de natureza quantitativa e analítica, foi desenvolvido em uma
Estação de Tratamento de Esgoto de um condomínio residencial localizado no Bairro
Parque Ipê, no Município de Feira de Santana-BA, com 197 casas, com estimativa
de 4 moradores por unidade habitacional, totalizando uma população de 788
habitantes.
Foi utilizado para aferir a eficiência da Estação de Tratamento em estudo,
os parâmetros físico-químicos e biológicos dos efluentes tratados na estação,
mediante coleta e análise de amostras retiradas ao final de cada etapa do
tratamento.
Foram realizadas duas coletas de amostras, uma no dia 17 de novembro
de 2010 e a outra no dia 29 de novembro de 2010, ambas as 10:00h. Em cada ponto
foram extraídas amostras suficientes para a realização de três análises
concomitantes em laboratório, totalizando seis leituras diferentes de cada parâmetro.
Por impossibilidades técnicas do laboratório responsável por fazer a
análise das amostras, nem todos os parâmetros de qualidade do efluente sob
tratamento previstos na Resolução 357/2005 do CONAMA foram observados, tendo
o presente trabalho se detido aos seguintes: DBO, DQO, nitrogênio, nitrito, nitrato,
sólidos em suspensão, coliformes termotolerantes, turbidez, pH e nitrogênio
amoniacal.
Quanto a análise de coliformes termotolerantes foi realizada somente no
primeiro e no ultimo ponto, tendo sido feita uma leitura por ponto coletado.
3.1 COLETA, ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE DAS AMOSTRAS
Nos pontos de coleta as amostras foram retiradas com o auxílio de um
balde e em seguida transportadas para os vasilhames apropriados para serem
encaminhados ao laboratório, conforme figura nº. 06 a seguir, (consubstanciada nas
fotos a, b, c e d):
38
FIGURA 06: a - Entrada de efluente bruto; b - Efluente depois de submetido ao tratamento no DAFA; c - Efluente depois de submetido ao tratamento no Wetland; d - Efluente depois de submetido à desinfecção.
As amostras para análise dos parâmetros físico-químicos do esgoto
tratado na estação em estudo foram acondicionadas em garrafas de polietileno com
capacidade de 2L coletadas nos seguintes pontos:
a) Entrada de efluente bruto;
b) Efluente depois de submetido ao tratamento no DAFA;
c) Efluente depois de submetido ao tratamento no Wetland;
d) Efluente depois de submetido à desinfecção.
A figura 07 demonstra as amostra de efluente coletados nos pontos
citados acima.
39
FIGURA 07: Amostra de efluentes coletadas
Já as amostras para análise dos parâmetros biológicos do esgoto tratado,
Figura 08, na estação em estudo foram acondicionadas em recipientes de vidro
esterilizados com capacidade de 100mL as quais se realizaram nos seguintes
pontos:
a) Entrada de efluente bruto;
b) Efluente depois de submetido à desinfecção.
.
FIGURA 08: Amostras de efluentes para análise bacteriológica
40
As amostras foram devidamente identificadas e acondicionadas em um
recipiente térmico não havendo necessidade de conservação com gelo, pois o
tempo gasto com a coleta das amostras e o transporte até o laboratório foi de
aproximadamente quarenta minutos, em seguida as amostras foram armazenadas
em caixas térmicas e posteriormente encaminhadas ao Laboratório de Saneamento
do Departamento de Tecnologia da Universidade Estadual de Feira de Santana.
3.2 PROCEDIMENTOS REALIZADOS NO LABORATÓRIO
3.2.1 Análise Físico-Químicas
pH – a determinação do potencial hidrogeniônico foi realizada utilizando
um pH-metro de bancada da marca Quimis modelo Q.400 A e calibrado com
soluções tampões de pH 4,2 e 6,86 antes de realizar a leitura das amostras.
Turbidez – foi realizada por meio de um turbidímetro da marca Micronal
modelo B250.
Cor – foi determinada utilizando-se um colorímetro visual da marca DEL
Lab modelo DLNH 100.
Nitrito e Nitrato – as análises foram realizadas através do Kit da marca
Hach Modelo NI – 12 Nitriver/Nitraver.
DBO – foi determinada através do método respirométrico utilizando a
estufa de DBO da marca OXITOP, modelo WTW.
DQO – sua determinação se deu através do método do refluxo fechado
utilizando o Espectrofotometro da marca PROCYON, modelo SC 90.
Nitrogênio amoniacal – sua análise foi realizada através do método de
Kjeldahl utilizando o destilador de nitrogênio da marca TECNAL, modelo TE - 0363.
Sólidos em suspensão – o ensaio foi realizado pela norma de
determinação de resíduos em águas através do método gravimétrico.
41
Tabela 01: procedimentos realizados no laboratório
Parâmetro Unidade Metodologia Analítica Norma
Ph - Eletrométrico NBR 14339/1999
Turbidez uT Turbidimétrico MB 3227/1990
Cor uH Colorimétrico NBR 13798/1997
Nitrito/Nitrato mg/L NO3/NO2 Colorimétrico Test Kit Hach
DBO mg/L O2 Respirométrico
Standard Methods –
20ª Ed
DQO mg/L DQO Refluxo fechado NBR 10357/1988
Nitrogênio
Amoniacal
mg/L Método de Kjeldahl NBR 12621/1992
Sólidos em
suspensão
mg/L Gravimétrico NBR 12620/1992
3.2.2 Análises Bacteriológicas
As análises bacteriológicas dos efluentes para determinação do teor de
coliformes totais termotolerantes foi realizada através do método do substrato
cromogênico da marca Colilert que é regulamentada pelo Standard Methods 20ª Ed.
Tabela 02: procedimentos realizados no laboratório relativo à análise bacteriológica
Parâmetros Unidades Metodologia
Analítica Normas
Coliformes Totais
Termotolerantes NMP/100mL
Substrato
Cromogênico Colilert
Standard Methods –
20ª Ed
3.3 ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS
Para a avaliação da eficiência da estação de tratamento em estudo foi
feita uma comparação entre as médias das leituras feitas em laboratório em cada
ponto analisado com os valores máximos dos parâmetros previstos na Resolução
357/2005 do CONAMA estudados no capítulo anterior.
O calculo da eficiência teve como base a média de todos os valores
encontrados referente a cada parâmetro.
42
Também foi calculado o desvio padrão das amostras afim de demonstrar
a variação entre os resultados obtidos em laboratório e consequentemente a
confiabilidade entre eles.
A média das leituras foi calculada de acordo com a seguinte expressão
(equação nº. 02):
Equação nº. 02:
O desvio padrão das amostras foi calculado utilizando a expressão a
seguir (equação nº. 03):
Equação nº. 03:
43
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A seguir será tabelado todos os dados coletados em laboratório dos
parâmetros submetidos a análise, tendo a representação das respectivas médias e
desvio padrão destes em cada ponto de coleta.
4.1 ESGOTO BRUTO
O esgoto bruto foi coletado na estação elevatória da ETE sendo que
este efluente passou anteriormente apenas por tratamento primário através de
gradeamento e caixa de areia para retirada de resíduos sólidos.
Seguem na Tabela 03, os dados referentes ao esgoto bruto, os quais são
indispensáveis para a avaliação da eficiência da estação, pois são estes os valores
iniciais a serem comparados com as próximas etapas de tratamento.
Tabela 03 - Resultados das amostras do esgoto bruto da ETE
** Amostra apresentou problema durante a leitura no laboratório, o que inviabilizou a sua utilização na análise dos dados.
44
4.2 ESGOTO SUBMETIDO AO TRATAMENTO APENAS PELO DAFA
A Tabela 04 contém os resultados das análises do efluente submetido
apenas ao tratamento pelo DAFA. Nessa tabela consta a eficiência que esta forma
de tratamento pode atingir analisando separadamente cada parâmetro.
Tabela 04 – Resultados das amostras após o primeiro processo de tratamento (DAFA) da ETE
** Amostra apresentou problema durante a leitura no laboratório, o que inviabilizou a sua utilização na análise dos dados.
O tratamento secundário realizado pelo DAFA demonstrou uma eficiência
de 68,73% para Demanda Bioquímica de Oxigênio e 71,19% para Demanda
Química de Oxigênio o que representa uma considerável redução na demanda de
Oxigênio. Este valor se encontra próximo ao previsto em projeto para ambos os
parâmetros, 70%.
4.3 ESGOTO SUBMETIDO AO TRATAMENTO DO DAFA + WETLAND
A Tabela 05 além de representar todos os valores encontrados nos
ensaios realizados, mostra também a eficiência do tratamento com o Wetland e a
eficiência do tratamento obtida com os dois processos de tratamento secundário:
DAFA + Wetland.
45
Tabela 05 – Resultados das amostras após o segundo processo de tratamento (Wetland) da ETE
** Amostra apresentou problema durante a leitura no laboratório, o que inviabilizou a sua utilização na análise dos dados.
As amostras analisadas representam eficiências de 72,6% na remoção de
DBO, 45,3% de DQO e 73,0% de Nitrogênio Amoniacal.
O presente estudo não teve possibilidades de demonstrar os valores
parciais de coliformes, porém o Wetland tem como uma de suas principais
características a redução de coliformes termotolerantes além de sua eficiência para
DBO e DQO.
4.4 ESGOTO SUBMETIDO AO TRATAMENTO NO DAFA + WETLAND +
DESINFECÇÃO
Os dados referentes ao tratamento completo, Tabela 06, representam a
eficiência geral da ETE em estudo
46
Tabela 06 – Resultados das amostras no ultimo processo de tratamento (Desinfecção)
** Amostra apresentou problema durante a leitura no laboratório, o que inviabilizou a sua utilização na análise dos dados.
Os resultados indicam eficiências do processo de desinfecção em
remoção de Cor de 25%, de DBO 44,05%, de DQO 5,9% de Nitrogênio Amoniacal
41,51%, porém houve um aumento considerável na Turbidez de 594,22%, que pode
estar relacionado com a coagulação de compostos orgânicos com a aplicação do
cloro, e leigeiro aumento do pH de 3,45%.
4.5 A EFICIÊNCIA DA ETE E OS PARÂMETROS EXIGIDOS PELO CONAMA
Para avaliação da eficiência de uma Estação de Tratamento de Esgoto a
comparação entre as concentrações máximas exigidas pela Resolução 357/2005 do
CONAMA deve ser feita com o esgoto tratado diluído no corpo receptor.
No caso em questão o corpo receptor não teve capacidade de diluição,
tendo em vista que se trata de um riacho intermitente, o qual estava desprovido de
qualquer líquido na época do desenvolvimento do presente estudo.
Logo a comparação pode ser feita com o efluente na fase final do
tratamento.
47
Na Tabela 07, estão relacionados as médias de cada parâmetro
escolhido para análise no início e final do tratamento, bem como os valores máximos
para os mesmos parâmetros recomendados pela Resolução 357 do CONAMA, a
eficiência obtida no tratamento e a situação em relação aos parâmetros da referida
Resolução.
Tabela 07 – Resultados das amostras do efluente tratado
** Amostra apresentou problema durante a leitura no laboratório, o que inviabilizou a sua utilização na análise dos dados.
A remoção de coliformes foi eficiente (99,999%) porém não atendeu a
Resolução do 357/2005 do CONAMA que exige um despejo máximo no corpo
receptor de 1000NMP/100mL e no caso em análise a concentração final foi de 8000
NMP/100mL, oito vezes maior.
Em relação a cor a Resolução do 357/2005 do CONAMA foi atendida,
pois o valor encontrado no efluente tratado foi igual ao limite estabelecido pela
mesma, que é de 75uH.
Apesar da redução da DBO5 ter sido de 95,20% não foi atendida a
Resolução 357/2005 do CONAMA.
Para que seja satisfeita a resolução é necessário que se atinja uma
demanda de 5,00 mg/L O2, diluido no corpo receptor e o que se conseguiu foi 39,17
mg/L O2.
48
Quanto à DQO a eficiência obtida foi de 85,17%, redução de 3.933,33
mg/L O2 para 583,33 mg/L O2. Porém, esse resultado é superior ao que estabelece a
Resolução 357/2005, que é uma concentração máxima de 26 mg/L O2, logo não
atende à mesma.
Em todos os pontos de coleta não se detectou a presença de Nitrito e/ou
Nitrato, nem mesmo no esgoto bruto. Tal fenômeno pode ter sido causado por erro
nas leituras em laboratório tendo em vista que a possibilidade de um esgoto
doméstico não apresentar esses compostos é muito remota. Até porque foi
constatada a presença de nitrogênio amoniacal nas amostras, o qual, quando
decomposto, dá origem ao nitrito e posteriormente em nitrato, formato
completamente oxidado do nitrogênio.
Por conseguinte, não se pôde aferir a eficiência da Estação em estudo
quanto ao nitrito e ao nitrato, nem se houve cumprimento das determinações
estabelecidas pela Resolução 357/2005 do CONAMA que determina uma
concentração máxima de 1,0 mg/LN para Nitrito e 10,0 mg/LN para Nitrato.
Se considerarmos o valor 0,0 (o qual esse pesquisador acredita que não
condiz com a realidade) a ETE em estudo, em tese, cumpriria as determinações do
CONAMA para o nitrito e para o nitrato, sendo, portanto, eficaz.
Em relação as concentrações referentes ao nitrogênio amoniacal a
pesquisa demonstrou uma eficiência de 89,12%, sendo lançado no corpo receptor
um efluente com um teor de 2,07 mg/LN. Para satisfazer as exigências requeridas
nesse estudo seria necessário um efluente com concentração de até 2,00 mg/LN,
consequentemente não atenderia as solicitações desejadas.
Porém foi verificado um resultado muito próximo do que se determina o
CONAMA, consequentemente uma eficiência satisfatória.
A verificação das concentrações de pH permaneceu em patamares
satisfatórios em todos os pontos analisados.
Os valores obtidos a partir das análises ficaram na faixa entre 6,0 e 9,0
que é o que determina a Resolução 357/2005 do CONAMA.
A Resolução 357/2005 do CONAMA determina que a concentração
máxima de sólidos suspensos para lançamento em corpos receptores seja de
100mg/L. A ETE em estudo nesse quesito satisfez as exigências, pois, as análises
laboratoriais apontam um efluente tratado com 21,5 mg/L de sólidos suspensos com
eficiência de 95,3%.
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Foi observado a partir das amostras submetidas a análise uma redução
da turbidez no tratamento secundário, porém houve um aumento significativo no
ultimo processo de tratamento, contribuindo para uma não conformidade em relação
aos parâmetros estabelecidos pela Resolução 357/2005 CONAMA.
De acordo com a referida Resolução, um corpo receptor não deve receber
um efluente com turbidez maior que 100uT e o presente estudo detectou turbidez de
348,5uT no efluente final da ETE, logo não atende portanto a exigência referente a
esse parâmetro.
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5 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES
Os efluentes da Estação de Tratamento de Esgoto Condominial em todos
os parâmetros analisados, reduziu consideravelmente o impacto ao meio ambiente
como: Coliformes Termotolerantes, DBO, DQO e Nitrogênio Amoniacal.
Assim, a ETE em estudo se mostrou eficiente, ou seja, quando se fala em
eficiência, trata-se de como fazer, de produtividade.
Entretanto, o tratamento analisado não satisfez às exigências ambientais
regulamentadas pela Resolução nº. 357/2005 do CONAMA, no que tange aos
principais parâmetros escolhidos para avaliar a ETE.
Com efeito, a eficácia é um grau no qual os resultados correspondem aos
parâmetros externos fixados. Cumpre trazer um exemplo: a eficiência estaria
consubstanciada ao se cavar, com perfeição técnica, um poço artesiano; e a eficácia
estaria garantida se fosse encontrada água. Assim sendo, "eficiência é fazer as
coisas de maneira correta, eficácia são as coisas certas” (DRUCKER, 1967).
Assim sendo, embora a ETE tenha sido eficiente, pois reduziu
consideravelmente os agentes poluidores, não foi eficaz, já que não atendeu aos
parâmetros previstos na Resolução nº. 357/2005 do CONAMA.
Em relação ao Nitrito e ao Nitrato foi percebida sua ausência em todos os
pontos coletados até mesmo no esgoto bruto, o que, muito provavelmente não
condiz com a realidade, tendo em vista que a possibilidade de um esgoto doméstico
não apresentar esses compostos é muito remota. Ademais, o nitrogênio amoniacal
foi encontrado, o qual se decompõe em nitrito e posteriormente em nitrato, o que
também corrobora com a assertiva de que muito provavelmente houve erro de
leitura.
Contudo, a ausência de nitrito e nitrato impossibilitou avaliar a eficiência
do tratamento em relação a esses compostos, já que era esperado que o Wetland
removesse um certo percentual através das superfícies de meios filtrantes (raiz).
Por fim, não basta apenas implantar uma estação de tratamento em um
conjunto habitacional, é necessário assegurar que ela seja eficiente e eficaz no que
diz respeito a Resolução 357/2005 do CONAMA.
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REFERÊNCIAS
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http://pt.wikipedia.org/wiki/PesquisaNacional _por_Amostra_de_Domic%C3%ADlio>.
Acesso em: 05 de novembro de 2010.
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ANEXO
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