ASOCIACIÓN INTERAMERICANA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL - AIDIS
USO DE LEITOS FILTRANTES COMO PRÉ-TRATAMENTO DE ESGOTOS DOMÉSTICOS BRUTO: ESTUDO EM ESCALA REAL EM ALAGOINHAS, BRASIL Maria das Graças de Castro Reis (1) Engenheira Sanitarista; Mestranda em Engenharia Ambiental Urbana (UFBA.); Diretora Geral do Serviço Autônomo de Água e Esgoto–SAAE de AlagoinhasBahia, Secretária da Regional I da ASSEMAE e Membro do Conselho Diretor Nacional da ASSEMAE. Aline Soares de Souza Bióloga, Auxiliar de Saneamento do Serviço Autônomo de Água e Esgoto – SAAE de Alagoinhas-Bahia. Sílvio Roberto Magalhães Orrico Engenheiro Civil; Doutor pela Faculdade de Saúde Pública da USP; Professor Adjunto do Departamento de Tecnologia da Universidade Estadual de Feira de Santana. Luiz Roberto Santos Moraes Engenheiro Civil e Sanitarista, M.Sc. em Engenharia Sanitária (IHE/Delft University of Technology, Holanda), Ph.D em Saúde Ambiental (LSHTM/University of London, Inglaterra), Professor Titular em Saneamento do Departamento de Engenharia Ambiental e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental Urbana da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia Endereço(1): Largo da Independência, s/n – Centro - Alagoinhas – Bahia – CEP. 48.000-000 – Brasil - Tel.: +55 (75) 3422-1046 - e-Mail:
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RESUMO O trabalho apresenta estudo realizado na cidade de Alagoinhas, Bahia, de um sistema de tratamento do tipo Leito Filtrante, implantado em escala real, que tem como afluente, o esgoto doméstico bruto de um bairro da cidade com população de 2.470 habitantes, tendo como objetivo avaliar as condições de operacionalidade de uma unidade Leito Filtrante e utilizada para o tratamento de esgoto doméstico in natura. A eficiência de remoção encontrada da matéria orgânica foi de, aproximadamente, de 60% de DBO 5. A remoção de sólidos suspensos e da turbidez foram, respectivamente, 71,8% em 54,7%, e a de Coliformes e Termotolerantes foi inferior a 50%. A operação desse sistema requereu apenas a limpeza semanal da área. A vazão média afluente à unidade de tratamento foi de 2,7L/s correspondendo a uma taxa de aplicação foi
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aproximadamente 0,9m 3/m2/dia. O custo de implantação desse sistema (não incluído a compra da área) foi de R$14.500,00 o que equivale a um custo per capita de R$5,9/hab. O emprego de sistemas semelhantes a este, em pontos de lançamento de esgoto doméstico em corpos d’água, quer sejam provenientes de rede do tipo separador absoluto ou de sistemas mistos (muito freqüente nas cidades do interior da Bahia), atenuaria significativamente seus impactos nos corpos hídricos melhorando a qualidade das suas águas, especialmente, no aspecto da promoção da vida aquática e da redução do processo de assoreamento a um custo inferior dos sistemas de tratamento usuais, configurando-se assim como uma gradualização das ações de saneamento. PALAVRAS-CHAVE: Sistema de Esgotamento Sanitário, Tratamento de Esgotos Domésticos, Qualidade de Corpos d’Água. INTRODUÇÃO Dentre as alternativas de tratamentos simplificados para redução da carga poluidora dos esgotos domésticos encaminhados pela rede de drenagem de águas pluviais, pesquisou-se a possibilidade do emprego de unidades de Leito Filtrante para tratar o esgoto in natura lançado pela rede de drenagem. O sistema de tratamento com Leito Filtrante tem sido utilizado na Europa (VYZAMAL et al., 1998) há mais de 15 anos, obtendo-se altas taxas de eficiências de remoção da matéria orgânica, Fósforo e Nitrogênio. Atualmente, a literatura técnica brasileira, embasada já em experimentos de campo tem proposto o tratamento do tipo Leito Filtrante com uma alternativa de pós-tratamento de reatores anaeróbios. Um estudo realizado por Sezerino e Philippi (2000), com um sistema de tratamento composto de Tanque Séptico seguido por Leito Filtrante, indica uma eficiência de remoção de 87% da matéria orgânica e de 99,96% de coliformes fecais (termotolerantes). Leito Filtrante como pós-tratamento de Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente - RAFA foi também verificado em estudos apresentados por Chernicharo (2001). Face à sua simplicidade construtiva e operacional essa unidade poderia ser também utilizada como tratamento primário tanto para esgotos provenientes de redes de esgotamento sanitário do tipo separador absoluto, reduzindo assim o investimento inicial de algumas estações de tratamento, bem como de sistemas de esgotamento sanitário do tipo misto (fato comum na maioria das cidades do nordeste) melhorando assim a qualidade do corpo d’água e postergando investimentos que poderiam ser utilizados em áreas com maior prioridade de implantação de infraestrutura sanitária. Assim, o presente trabalho tem como objetivo avaliar as condições de operacionalidade de uma unidade Leito Filtrante implantada em escala real e utilizada para o tratamento de esgoto doméstico in natura num bairro da cidade de Alagoinhas, Bahia.
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MATERIAIS E MÉTODOS O sistema de tratamento (leitos filtrantes) faz parte do conjunto de unidades de uma estação de tratamento de esgoto, composta de Caixa de Areia, DAFA– Digestor Anaeróbio de Fluxo Ascendente, Leitos Filtrantes e Leito de Secagem, destinada a atender a população de um bairro da cidade de Alagoinhas com uma população total de aproximadamente 5.000 habitantes. Na primeira fase de implantação da estação, quando o numero de ligações domiciliares ainda seria pequeno (menos de 50% do previsto em projeto), optou-se em construir apenas a Caixa de Areia e duas unidades de Leitos Filtrantes, cada uma com 25 metros de comprimento, 10 metros de largura e 90cm de profundidade. As valas são preenchidas com pedra de diâmetro variando entre 5 e 20cm e recebem (inicialmente) os esgotos domésticos brutos de uma população de 2.470 habitantes de 550 residências. Esta solução de escalonamento de implantação das unidades teve como objetivo escalonar aplicação dos investimentos e também estudar o funcionamento de leitos filtrantes (usualmente utilizadas como pós-tratamento) como tratamento primário. O custo de implantação desse sistema (não incluído a compra da área) foi de R$ 14.500,00, o que equivale a um custo per capita de R$5,9/hab. O sistema iniciou seu funcionamento com uma unidade em operação, e após um mês de funcionamento do sistema, iniciou-se a monitorização da eficiência de tratamento, bem como a sua operacionalidade, nos aspectos de custos e dificuldades de operação e de manutenção. A vazão de entrada foi calculada por meio dos dados de consumo de água das residências conectadas ao sistema de esgotamento sanitário, adotando um coeficiente de retorno de 0,8. As amostras foram coletadas na entrada e na saída do Leito Filtrante entre os meses de março e junho de 2003 e de setembro de 2004 a março de 2005. Os parâmetros analisados foram Coliformes Termotolerantes, DBO 5, pH, Sólidos Suspensos e Turbidez. A figura 1 a seguir apresenta uma vista do conjunto das duas unidades de leitos filtrantes, sendo a unidade em funcionamento, a situada no lado esquerdo.
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Figura 1: Vista geral das unidades de Leito Filtrante RESULTADOS A vazão média afluente à unidade de tratamento foi calculada em 2,7L/s correspondendo a uma taxa de aplicação de aproximadamente 0,9m 3/m2/dia Os valores e as eficiências de remoção de parâmetros físico-químicos e bacteriológicos da operação dos leitos filtrantes são apresentados nas tabelas 1 e 2. Tabela 1: Valores médios de Termotolerantes, Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Sólidos Suspensos (SS), e Turbidez no sistema de Leito Filtrante. Parâmetros
Entrada
Saída
Termotolerantes (NMP/100mL) DBO (mg/L) OD (mg/L) pH S. Suspensos (mg/L) Turbidez (UNT)
1,09x109
8,2x108
598,3 1,1 6,9 419,5 205,0
162,3 1,7 7,0 74,3 105,6
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Tabela 2: Eficiência média de remoção de Termotolerantes, Coliformes Totais, Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Sólidos Suspensos (SS) e Turbidez no sistema de Leito Filtrante. Parâmetros Termotolerantes DBO S. Suspensos Turbidez
Eficiência de Remoção (%) 40,1 72,9 60,5 48,4
As eficiências de remoção encontradas indicam que uma unidade de tratamento do tipo Leito Filtrante para esgotos in natura, apresentam uma baixa eficiência de remoção dos microrganismos patogênicos (inferior a 50%), porém a eficiências de remoção da matéria orgânica e dos sólidos suspensos, superiores a 60%, se equivalem às eficiências encontradas em unidades de tratamento primário. A eficiência remoção de sólidos suspensos e da turbidez, respectivamente em 60,5% e 48,4%, se equivalem também às de um tratamento primário. Os valores de DBO e de Coliformes na entrada do sistema situam-se acima dos valores médios (30mg/L e 10 7NMP/100mL) usualmente adotados como padrão. A maior concentração desses parâmetros deve ser conseqüência de um menor retorno para a rede esgoto da água consumida nos domicílios desse bairro, o qual possui uma urbanização planejada e com lotes superiores a 250m 2, o que possibilita o reuso das águas para rega de plantas e pequenos pomares existentes os quintais. A operação desse sistema consistiu da limpeza mensal da Caixa de Areia e limpeza e corte da vegetação do entorno da unidade. Não houve registro de dificuldades operacionais nem de entupimentos ou estrangulamento do sistema. Experimentos com água de um rio urbano com contribuições de esgoto doméstico realizados por de Meira et al. (2001) indicaram uma eficiência de remoção de DBO de 83% e de Termotolerantes de 98%. Nesta situação a DBO afluente era de 18mg/L, enquanto no presente experimento a DBO afluente foi em média 598mg/l. CONCLUSÂO O sistema de tratamento do tipo Leitos Filtrante, tendo como carga afluente esgoto doméstico bruto, apresentou eficiências de remoção da matéria orgânica e de outros poluentes, similares às obtidas em unidades primárias de tratamento. No caso de matéria orgânica a remoção foi de cerca de 60% e a turbidez em 40%, A sua operação e manutenção requereram poucas horas de semanais de um funcionário encarregado de limpeza da Caixa de Areia e da área ao redor do sistema. Não houve registro de entupimentos e obstruções no sistema. A eficiência de remoção de patógenos foi baixa (inferior a 50%).
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Pelo seu baixo custo de implantação e de operação e de simples operação este sistema pode ser uma das alternativas a ser estudada, quando da necessidade de implantação por etapas de um sistema de esgotamento sanitário. Sistemas de esgotamento sanitário costumam operar com ociosidade nos primeiros anos de implantação devido às dificuldades (e consequente atraso) da execução da ligação intradomiciliar. Nessas condições, não se tem de imediato, um efeito satisfatório na melhoria da qualidade das águas dos corpos receptores, sendo muito comum a existência do sistema de esgotamento sanitário com a estação de tratamento, cujo efluente é lançado em um rio ainda poluído por esgotos desta mesma cidade. A redução da matéria orgânica em cerca de 70%, bem como da sua turbidez em cerca de 50% resulta numa melhoria significativa da qualidade dos corpos d’água. Essa melhoria possibilita também o aumento da taxa do decaimento bacteriano, devido à menor turbidez e à maior concentração de oxigênio dissolvido, reduzindo assim as extensões de trechos de rios com qualidade das suas águas em desacordo com a legislação ambiental. Outra opção de uso deste sistema seria o seu emprego como pré-tratamento a ser implantado nos pontos de lançamento das redes de água pluvial, as quais, na maioria das cidades do nordeste, recebem também esgotos domésticos. A implantação de Leito Filtrante à montante do lançamento requer áreas e custos menores, podendo ser considerada como uma gradualização da solução do saneamento, otimizando os recursos destinados ao saneamento ambiental com resultados de melhoria na qualidade ambiental da cidade e das águas da bacia hidrográfica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 6. CHERNICHARO, C.A.L. Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios. Rio de Janeiro: ABES, 2001. 544p. (Projeto PROSAB) 7. MEIRA, C.M.B.S., CEBALLOS, B.S.O., SOUSA, J.T., KONIG A. Wetland vegetados no polimento de águas superficiais poluídas: primeiros resultados. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 21., 2001, João Pessoa. Anais… Rio de Janeiro: ABES, 2001. 1 CD-ROM. 8. SEZERINO, P.H., PHILIPPI, L.S. Utilização de um sistema experimental por meio de “wetland” construído no tratamento de esgotos domésticos pós tanque séptico. In: SIMPÓSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, IX., 2000, Porto Seguro. Anais… Rio de Janeiro: ABES, 2000. 1 CDROM. 9. VYMAZAL, J., BRIX H., COOPER P.F., GREEN M.B., HARBEL R. Constructed “Wetlands for wastewater treatment in Europe”. Leiden: Backhuys Publishers, 1998. 365p.
