AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE SISTEMAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES DE MATADOURO TRATADOS POR LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO E PÓSTRATAMENTO EM BANHADOS ARTIFICIAIS DE LEITOS CULTIVADOS
Armando Garcia Arnal Barbedo1, Leila Marques Imolene, Carlos Nobuyoshi Ide, Kennedy Francis Roche, Jorge Gonda
Resumo - O presente trabalho avaliou a eficiência do tratamento de efluentes de um matadouro, localizado no município de Rochedo-MS, através do monitoramento de lagoas de estabilização constituído de um sistema de lagoas em série, sendo a primeira anaeróbia, as duas subseqüentes facultativas. Também foi realizada uma avaliação quantitativa e qualitativa dos lodos sedimentados nessas lagoas. Os resultados preliminares obtidos em um sistema de pós-tratamento, através de banhado artificial de fluxo subsuperficial com leito cultivado, utilizando gramímea (Tangola), também são apresentados. Observou-se, durante o período de monitoramento, um aumento significativo na concentração de sólidos totais, principalmente nos efluentes da lagoa anaeróbia. A batimetria realizada na lagoa anaeróbia, mostrou que o lodo ocupava cerca de 99% do volume, sendo transferido para a lagoa facultativa. As lagoas mostraram-se eficientes no tratamento de efluentes de matadouro. O banhado apresentou um grande desempenho nos três cortes realizados, evidenciando a capacidade de fertirrigação do esgoto de matadouro, além da obtenção de redução de DQO e DBO5,. Este fato é bastante importante, pois na nossa região, verifica-se períodos de estiagens que perduram por mais de três meses. A colheita de gramíneas poderia servir de alimentação para o gado, em sistema de semiconfinamento, após verificação da presença de contaminantes.
Abstract -The present study evaluated the efficiency of the treatment of abattoir effluent by a series of three waste stabilisation ponds, one anaerobic followed by two facultative. The sludge formed in the system was also analysed quantitatively and qualitatively. Preliminary data on the posttreatment efficiency of a subsurface flow cultivated bed artificial wetland of Tangola grass are also presented. During the study period, a significant increase in the concentration of total solids was observed, principally in the effluent leaving the anaerobic pond. Bathymetric analysis revealed that 1 Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), Centro de Ciências Exatas e Tecnologia (CCET), Departamento de Hidráulica e Transportes (DHT), Cidade Universitária, Caixa Postal 549, CEP 79070-900, Campo Grande - MS, Tel/Fax: 0xx67-7873311 R: 2215, E-mail:
[email protected]
sludge occupied about 99% of the volume of the latter pond. Nevertheless, overall treatment of the effluent by the pond system was efficient. Effluent DBO5 and DQO were reduced by the wetland. Plant production, as measured by harvesting on three occasions, was substantial, demonstrating the irrigation-fertilisation potential of the effluent leaving the pond system. In this region (Central-West Brazil), the dry period can last for more than three months: the grass harvested from such artificial wetlands, if found to be free of contamination, could, therefore, be an important source of fodder for cattle, in semi-confined systems.
Palavras-chave - banhados artificiais, lagoas de estabilização, lodo.
INTRODUÇÃO
Recentemente, no Estado de Mato Grosso do Sul, o desenvolvimento econômico no setor agro-industrial tem se mostrado bastante significativo. A base econômica da região, a atividade primária, tem sido um convite para a instalação de curtumes, destilarias de álcool, indústrias de laticínios, indústrias de esmagamento de grãos e matadouros que aqui buscam a proximidade à matéria-prima. A geração de resíduos, fator inerente a qualquer atividade, mostra-se expressiva, principalmente na atividade dos matadouros, uma vez que estes representam significativa parcela das agroindústrias instaladas e pelo volume de seus despejos. É necessária uma investigação detalhada no que diz respeito aos métodos de tratamento dos efluentes industriais, a qualidade do efluente tratado e o comportamento dos sistemas de tratamento frente, às condições climáticas regionais. Existem vários processos de tratamento de despejos industriais, entre eles a utilização de sistemas de lagoas de estabilização, que aqui no Estado, apresentam falhas de operação e concepção, gerando baixas eficiências na remoção de poluentes. Baseado em esforços para uma máxima remoção desses poluentes, que permitirá promover melhor controle de poluição dos recursos hídricos, resultou a opção pela combinação de sistemas de lagoas de estabilização com pós-tratamento em banhados artificiais de leitos cultivados, visto que a qualidade dos recursos hídricos, depende de um sistema de tratamento eficaz do esgoto. O sistema de tratamento adotado é constituído de um sistema de lagoas de estabilização em série, sendo a primeira anaeróbia, as duas subsequentes facultativas, e uma última lagoa sem grande relevância no processo de tratamento, e como sistema de pós-tratamento, utilizou-se banhados
artificiais com leitos cultivados. O sistema possui, ainda um canal de ligação de aproximadamente 5cm de brita no leito, interligando as duas lagoas facultativas. As lagoas de estabilização são um método difundido no tratamento de despejos domésticos ou industriais que apresentam, como característica, grande concentração de matéria orgânica. Já os banhados artificiais, apresentam como uma das mais importantes funções, a melhoria da qualidade de água. Os banhados são eficazes para tratamento de muitos tipos de poluição da água, podendo efetivamente remover ou converter grandes quantidades de poluentes, incluindo a matéria orgânica, sólidos suspensos, e excesso de nutrientes. Através da absorção e assimilação, espécies vegetais removem nutrientes para a produção de biomassa. Um importante subproduto do processo de crescimento da planta é o oxigênio, que aumenta o conteúdo de oxigênio dissolvido na água, e também no solo na vizinhança próxima de raízes de plantas, aumentando assim, a capacidade do sistema para a decomposição bacteriana aeróbia dos poluentes (Hammer e Bastian, 1991). O oxigênio transportado para os tecidos das plantas de banhado do solo, pode liberar-se das raízes e oxidar o substrato ao redor. A oxidação de substrato suporta populações microbianas na rizosfera que modificam nutrientes, íons metálicos e orgânicos traços (Gutenspergen et al.,1991). A decisão de se utilizar uma gramínea ao invés de macrófitas nessa região, deveu-se à grande quantidade de sementes produzidas por estas, e terem rápida dispersão pelo vento, podendo, com isto, atingir as propriedades vizinhas e ocasionar sérios problemas, caso se estabeleçam nessas propriedades, uma vez que algumas dessas espécies, tais como: Typha domingensis Pers, Cyperus digitatus Roxburgh, não foram encontradas nessa região. O aumento significativo de sólidos totais, constatados na saída de cada lagoa do sistema a partir de meados de 1998, levantou a suspeita de estar havendo excesso de lodo no sistema, provocando redução na sua eficiência. É necessário, portanto, a remoção deste lodo, de modo seguro. A utilização do lodo de estações de tratamento de efluentes domésticos e industriais, como fertilizante, contribui para fechar o ciclo ecológico dos nutrientes minerais, colocando à disposição do agricultor, um produto de baixo custo e excelentes qualidades agronômicas. Ao mesmo tempo, resolve de forma ambientalmente adequada e economicamente viável, o problema da disposição final deste resíduo. O lodo é uma importante fonte de matéria orgânica, micro e macronutrientes, conferindo ao solo maior capacidade de retenção de água, maior resistência à erosão, diminuição do uso de fertilizantes minerais, efeito residual utilizável para outras culturas, e possivelmente, propiciando maior resistência da planta ao fitopatógenos.
Existem poucos dados na literatura referentes às quantidades de lodo produzido nas lagoas de estabilização, bem como às suas características físicas, químicas e biológicas.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Os sistemas de lagoas de estabilização constituem-se na forma mais simples para o tratamento dos esgotos. Há diversas variantes dos sistemas de lagoas de estabilização, com diferentes níveis de simplicidade operacional e requisitos de área (Von Sperling, 1996). As lagoas facultativas são a variante mais simples dos sistemas de lagoas de estabilização. Basicamente, o processo consiste na retenção dos esgotos por um período de tempo longo, o suficiente para que os processos naturais de estabilização da matéria orgânica se desenvolvam. As principais vantagens e desvantagens das lagoas facultativas estão associadas, portanto, à predominância dos fenômenos naturais (Von Sperling, 1996). No Estado de Mato Grosso do Sul, evidencia-se claramente a opção por processos de tratamento, através de lagoas de estabilização, devido a grande maioria das agroindústrias estarem instaladas em zonas rurais ou pouco povoadas, o que elimina a principal desvantagem desse sistema de tratamento, que é a necessidade de grandes áreas. Uma característica das lagoas facultativas é a constância da eficiência durante o tempo de funcionamento, não havendo queda significativa da mesma em conseqüência de sobrecargas grandes, de duração de vários dias (CETESB, 1975). Embora, favorecendo um ou mais processos, as lagoas de estabilização, devido a falhas de processamento e construção, não vem atendendo, aqui no Estado, aos padrões de emissão (Ide et al., 1997). Dados colhidos em 1957/58, durante 13 meses consecutivos, nas lagoas facultativas de Fayette Missouri, indicaram uma remoção de DBO5 na faixa entre 72 e 96%, uma remoção de fósforo (orgânico e inorgânico) entre 33 e 98%, uma remoção de nitrogênio orgânico entre 75 e 95%, uma remoção de nitrogênio amoniacal entre 51 e 82%, e uma redução do NMP de coliformes entre 99,9902 e 99,9999%. A instalação a que se referem estes dados, consta de 6 lagoas, das quais as 5 menores, cobrem uma área de 0,3 ha cada uma, e a maior de 6 ha (CETESB, 1975). As lagoas anaeróbias constituem-se em uma forma alternativa de tratamento, onde a existência de condições estritamente anaeróbias, é essencial. Isso é obtido através do lançamento de uma grande carga de DBO5 por unidade de volume da lagoa, fazendo com que a taxa de consumo de oxigênio, a produção pela fotossíntese e pela reaeração atmosférica é, neste caso, desprezível (Von Sperling, 1996).
O efluente de uma lagoa anaeróbia não contém oxigênio livre, tem grande quantidade de gases dissolvidos, tem DBO mais ou menos elevada, apresenta freqüentemente turbidez, tem cor acinzentada, devendo por estes motivos sofrer tratamento posterior (CETESB, 1975). A eficiência esperada para um sistema de lagoas de lagoas anaeróbias, seguidas por lagoas facultativas, encontra-se na Tabela 1.
Tabela 1. Eficiência esperada para um sistema de lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas.
Parâmetros
DBO
Nitrogênio
Fósforo
Coliformes Totais
Eficiência (%)
70 – 90
30 – 50
20 – 60
60 – 99,9
Fonte: Von Sperling, 1996. De acordo com o artigo 12 do Decreto Nº 8468, o efluente final, mesmo que tratado, não pode alterar a qualidade das águas do corpo receptor de classe 3. Assim, admitindo-se que o efluente, tratado por um conjunto de lagoas de estabilização, não prejudique o corpo receptor hipotético, fixaram-se, como padrão de emissão para o efluente final do conjunto de lagoas, os itens estabelecidos pela resolução Nº 20 do CONAMA, de 18 de junho de 1986. Estes padrões encontram-se na Tabela 2.
Tabela 2. Padrões de emissão para efluentes. Parâmetros pH Temperatura Coliformes Fecais DBO5,20
Padrão de Emissão 5,0 – 9,0
