A Central de Recebimento de Lodo de Fossas Sépticas é o conjunto de instalações físicas concebidas e operadas para receber descarga de lodos de fossa e tanques sépticos, oriundos de caminhões limpa-fossas ou afins (CAMPOS et al, 2009). De acordo com, Silva (2014) as instalações devem ter componentes que permitam a realização de operações que minimizem os problemas na rede de esgotamento das cidades, nos interceptores e emissário, caso o ponto de lançamento esteja localizado distante da ETE.
A estrutura de uma central de recebimento de lodo, depende da sua localização, do seu porte, do número e tipos de caminhões que terão acesso ao local, da ocupação do solo, das vias de acesso e do seu nível de eficiência para o município. Devem ser consideradas as manobras
dos caminhões, a descarga do lodo de forma controlada e sistemas de pré-tratamento específicos na concepção da estrutura para o recebimento do lodo (Campos et al., 2009).
O primeiro passo na implantação de um sistema de central de recebimento de lodo no município é o seu planejamento, seguindo os parâmetros do Estudo de Concepção de Sistemas de Esgoto Sanitário da NBR – 9648 que define como sendo o estudo de arranjos das diferentes partes de um sistema, organizados de modo a formarem um todo integrado e que devem ser qualitativa e quantitativamente comparáveis entre si para a melhor escolha (ABNT, 1986).
De acordo com Resti (2009), o sistema que compõe o tratamento de lodo é composto por quatro lagoas em série (duas lagoas anaeróbias, uma facultativa e uma de maturação), seguidas de um tanque de contato que realiza a cloração.
As características de todos os resíduos que compõem o lodo vão informar a necessidade de implantação de um sistema preliminar adequado e bem dimensionados para que altas concentrações não prejudiquem o bom funcionamento da central de tratamento (JORDÃO; PESSOA, 2011).
O nível de tratamento e eficiência de uma central é definido em função da capacidade de autodepuração de um corpo receptor, de modo que venha atender os padrões de qualidade e não prejudicar os usos a jusante do lançamento (JORDÃO; PESSOA, 2011). Os processos de tratamento devem ser compostos por sequências de operações unitárias, para remover ou transformar em formas aceitáveis o lodo gerado.
Nas generalidades do tratamento de lodo, o primeiro passo para que ocorra tudo de maneira eficiente é que, o lodo deverá ser submetido a tratamento preliminar antes de ser aplicado na central (SAMWAYS, 2010). Conforme o mesmo autor, o objetivo é remover os materiais grosseiros e areia que muitas vezes possam prejudicar os processos que se estenderá após.
Estações ou centrais, podem ser definidas como sistemas confinados onde se procura aumentar a eficiência das reações bioquímicas que ocorrem naturalmente no ambiente, bem como reduzir o tempo em que as mesmas ocorrem, respeitando as limitações impostas pela legislação ambiental e pelos recursos disponíveis (NETO, CAMPOS, 1999).
Na escolha da melhor alternativa para o tratamento do lodo, Haddad (2013) apud Andrade Neto (2004) afirma que existem alguns aspectos que devem ser observados, como:
Eficiência na remoção dos sólidos, matéria orgânica e microrganismos; Capacidade de absorver as variações qualitativas e quantitativas do lodo;
Capacidade dos sistemas de se restabelecer de perturbações funcionais e a estabilidade do efluente;
Riscos de maus odores e de proliferação de insetos; Facilidades de manutenção e operação;
Custos diretos na implantação, manutenção e operação;
A decisão de qual o melhor tipo de tratamento compreende critérios técnicos e econômicos, sendo fundamental ainda se conhecer as características, requisitos e limitações de tecnologias disponíveis em cada local e município.
3.11.1 Leito de Secagem
A tecnologia de leitos de secagem tem sido utilizada para remoção de água de resíduos de diversos tipos de tratamento de águas residuais, e em alguns casos, de abastecimento desde o início do século XX (1900) e a partir de então, vem sendo aplicada praticamente sem mudanças consideráveis em sua estrutura física (ACHON, BARROSO e CORDEIRO, 2008).
De acordo com os mesmos autores os sistemas tradicionais a estrutura básica é formada de: camada suporte; meio filtrante e sistema drenante, em que vai separar o lodo sólido do liquido.
O uso de leito de secagem para retirar parte da água do lodo de esgoto, é um dos processos mais usados, por ser simples, apresentar um baixo consumo de energia e ser barato. Porém durante o tempo que o lodo permanece nos leitos ocorre a liberação de gases para o ambiente (SILVA, 2016). Conforme o mesmo autor, se deve considerar que durante esse período ocorre o processo de perda de água, que pode ser por evaporação ou por drenagem para o solo (o fundo do leito de secagem é construído de maneira que permita esse fluxo, direcionando para tubulações que retornam esse fluido para o sistema de tratamento de esgoto), que no caso é encaminhado para as lagoas anaeróbias, consistindo em o próximo passo para o tratamento.
Conforme Norma Brasileira NBR 12.209 - Projeto de Estações de Tratamento de Esgoto Sanitário (ABNT, 2011), os leitos de secagem devem ser aplicados apenas em lodos estabilizados, ou seja, lodos que degradam por meio de reações anaeróbias ou aeróbias, e não geram odores perceptíveis.
A NBR 12.290 (ABNT, 2011) traz também que:
7.7.1.3 A área de leito de secagem deve ser calculada a partir de: a) produção de lodo;
b) teor de sólidos no lodo aplicado;
c) ciclo do processo de secagem para obtenção do teor de sólidos desejado; d) altura de lodo sobre o leito de secagem;
e) condições climáticas locais.
7.7.1.5 O fundo do leito de secagem deve promover a remoção do líquido intersticial, através de material drenante constituído por:
a) uma camada de areia com espessura de 5 cm a 15 cm;
b) sob a camada de areia, três camadas de brita, sendo a inferior de pedra de mão ou brita (camada suporte), a intermediária de brita 3 e 4 com espessura de 10 cm a 30 cm e a superior de brita 1 e 2 com espessura de 10 cm a 15 cm;
c) sobre a camada de areia devem ser colocados tijolos recozidos ou outros elementos de material resistente à operação de remoção do lodo seco;
d) o fundo do leito de secagem deve ser plano e impermeável, com inclinação mínima de 1% no sentido de um coletor principal de escoamento do líquido drenado. Conforme a figura 10, Andreoli (2001) apresenta as camadas de um leito de secagem, com uma camada de areia, três camadas de pedras britas e ainda mais uma camada de tijolo, para promover a filtração do lodo, com inclinação de 1% para que o liquido escoe, presente em uma central de recebimento de lodo de fossa séptica para tratamento do mesmo.
Figura 10: Camadas de um leito de secagem
Fonte: ANDREOLI (2001).
Os leitos são construídos de alvenaria ou concreto e o fundo totalmente de concreto. E o tanque é executado para que possibilite a drenagem total da água.
As condições de drenagens são tão importantes quanto às condições climáticas (evaporação) para a remoção da água presente no lodo, há também o fator estrutural dos sólidos que compõem o lodo do tratamento de efluentes. A retirada da água por meio da drenagem ocorre somente nas primeiras 72 horas, após esse período a evaporação é a principal responsável pela eliminação da água (ANDREOLI, 2001).
De acordo com Cordeiro (2010) os principais processos mecanizados que ocorrem no tratamento do lodo para redução do liquido são:
Centrifugas; Filtração a vácuo; Flotação;
Filtros prensa; Secagem por calor; Incineração.
De acordo com Andreoli (2001), os leitos de secagem apresentam algumas vantagens e desvantagens. O quadro 2 apresenta as principais vantagens e desvantagens dos leitos de secagem.
Quadro 2: Vantagens e Desvantagens do leito de secagem.
Fonte: ANDREOLI (2001).
3.11.2 Lagoas Anaeróbicas
As lagoas anaeróbicas são dimensionadas para receber cargas orgânicas elevadas, resultando em uma lagoa de menor dimensão e mais profunda (LEONEL, 2016). Sua
profundidade varia de 3 a 4 metros. De acordo, com a figura 11, pode-se observar os elementos que devem ser levados em consideração no momento de construção ou adaptação de uma lagoa anaeróbia, com os taludes internos e a base da lagoa revestidos.
Figura 11: Elementos construtivos das Lagoas Anaeróbias.
Fonte: Adaptado Junior (2014).
Leonel (2016), ainda cita que nas lagoas anaeróbicas, a digestão da matéria orgânica envolve uma sequência de processos metabólicos nos quais atuam uma grande variedade de micro-organismos, com destaque para as bactérias formadoras de ácido e as formadoras de metano. É através da profundidade que se tem a função de proteger as bactérias formadoras do metano de eventuais mudanças climáticas e de temperatura, uma vez que lagoas mais profundas retém mais calor, que é fundamental, no processo de digestão (HADDAD, 2013).
O tempo em que o lodo permanece na lagoa deve ser suficiente para sedimentação dos sólidos e para a degradação anaeróbica da matéria orgânica solúvel. Segundo Haddad (2013), pode-se adotar um tempo de detenção entre 2 e 5 dias, buscando minimizar os problemas com odor que surge com o desprendimento de gases mal cheirosos, no complicado equilíbrio entre as bactérias das fases de digestão ácida e alcalina.
Para as lagoas anaeróbias o odor é uma das grandes desvantagens para o sistema, o único parâmetro que diminui consideravelmente o cheiro desagradável é o controle do pH que deve ser maior que 5 e menos que 10 (HADDAD, 2013). Desta forma, Leonel (2016), recomenda que as lagoas anaeróbias devem ser construídas a pelo menos 500 a 1000 m de habitações.
A eficiência do sistema para remoção de DBO é em torno de 50% a 60%, tornando-se necessário um posterior tratamento, para auxiliar na remoção total e na diminuição de cargas orgânicas presentes (HADDAD, 2013).
Uma das grandes vantagens desse tratamento é a possibilidade de gerar gás metano, que pode ser captado para propósitos diversos. As desvantagens decorrem que para o sistema operar
de maneira correta, a mão-de-obra deve ser qualificada e acompanhada o tempo todo (CORDEIRO, 2010). O quadro 3 apresenta as principais vantagens e desvantagens das lagoas anaeróbias no sistema completo de tratamento.
Quadro 3: Vantagens e Desvantagens da lagoa anaeróbia na central.
Vantagens Desvantagens
Facilidade de instalação, construção Demanda mão-de-obra qualificada Custo reduzido Monitoramento constante Resultado satisfatório Possibilidade de maus odores Capacidade de gerar gás metano Necessidade de afastamento de residências Menos necessidades de requisitos energéticos
Fonte: Adaptado CORDEIRO (2010)
3.11.3 Lagoas de Maturação
As lagoas de maturação são utilizadas como pós-tratamento dos lodos, no caso da central irá ser incluída para tratamento e posterior seu encaminhamento para estações de bombeamento e reservatório de tratamento. Com o objetivo de promover a remoção de nutrientes (nitrogênio e fósforo), e, principalmente, de organismos patogênicos (LEONEL, 2016).
Leva-se em consideração aspectos de proteção da saúde pública, buscando-se a diminuição da concentração de bactérias, vírus, cistos de protozoários, ovos de helmintos nos corpos d’ água e a, consequente, redução de doenças de veiculação hídrica. (HADDAD, 2013).
Em Natal (RN), um grupo de pesquisadores do PROSAB estudou a operação das lagoas de lodo que recebiam resíduos, provenientes de fossas sépticas. Eles constataram que, embora o sistema de lagoas tenha sido precariamente, construído, dispondo de um sistema de tratamento composto por gradeamento e remoção de areia, as eficiências, no sistema na remoção, foram consideradas altas (HADDAD, 2013). Ainda foi constatado, uma grande remoção da matéria orgânica e organismos patogênicos, concluindo que as lagoas em um sistema de tratamento de lodo são de grande eficiência e trazem benefícios para as cidades.
As lagoas de maturação de acordo com Haddad (2013), são sistemas abertos e que seu funcionamento depende dos processos naturais, sendo influenciados pelas condições climáticas, principalmente pelas radiações solares, temperatura e ações do vento. A intensidade em que as
radiações solarem incidem sobre a lagoa é o que vai dar suprimento para que ocorra a fotossíntese, afetando no oxigênio da lagoa (JORDÃO; PESSÔA, 2011).
As lagoas apresentam amplo potencial de utilização no Brasil, especialmente em sistemas de tratamento de pequeno e médio porte, por apresentar profundidades reduzidas, favorecendo na eliminação de coliformes, tais como: pH elevado e alta concentração de oxigênio dissolvido (LEONEL, 2013).
O quadro 4 apresenta as principais vantagens e desvantagens das lagoas de maturação, que é a fase final em que o lodo passa, para remoção de organismo patogênicos mais agressivos ao meio ambiente e social.
Quadro 4: Vantagens e Desvantagens das Lagoas de maturação no tratamento do lodo.
Vantagens Desvantagens
Facilidade de instalação, construção Demanda mão-de-obra qualificada Custo reduzido Monitoramento constante
Porte pequeno Necessidade de afastamento de residências Grande remoção de patogênicos Utiliza maior quantidade área Menos necessidades de requisitos energéticos Produção de odores
4 METODOLOGIA
“A Metodologia, em um nível aplicado, examina, descreve e avalia métodos e técnicas de pesquisa que possibilitam a coleta e o processamento de informações, visando ao encaminhamento e à resolução de problemas e/ou questões de investigação” (PRODANOV; FREITAS, 2013).
Considerando a problemática levantada no referencial teórico sobre o tratamento dos resíduos de fossas sépticas, bem como as possíveis alternativas e tecnologias para o tratamento e a gestão desses resíduos citadas por pesquisadores, a fim de avaliar a eficiência de técnicas simples e viáveis, proposto no método de pesquisa.
Para realização deste trabalho foi adotado o método de pesquisa de revisão bibliográfica em livros, artigos técnicos e científicos, assim como pesquisas envolvendo trabalhos que remetem o assunto, e contato com profissionais da Corsan, apontando alternativas, e analisando se são ou não uma proposta positiva para os municípios menores que buscam por novas tecnologias.
Foram levadas em considerações estudos de casos envolvendo municípios de Curitiba/PR, São Carlos/SP que tratam seus lodos em centrais de tratamento e Xangri-lá/RS, que está em crescente adaptação para recebimento e tratamento do material. Respectivamente apresentando considerações presentes nas pesquisas, que mostram como se desenvolve a coleta, transporte, tratamento e destinação final do lodo nessas estações.
4.1 LEVANTAMENTO DE ALTERNATIVAS
Na geração de alternativas para a disposição de lodos de fossas sépticas, para a facilidade de sua gestão, a composição de alternativas é dividida em quatro partes básicas. Sendo a primeira a forma de coleta dos lodos, a segunda é o transporte, a terceira é o tratamento e por fim, a quarta parte é a destinação final conforme figura 12.
Figura 12: Composição de alternativas
Fonte: CORDEIRO (2010).
A seguir, é dado o exemplo de uma alternativa que envolve todas essas etapas na cidade de Xangri-lá/RS, propôs-se adaptar as ETE’s já existentes, para passar também a contar com centrais de tratamento de lodo. A proposta partiu da Corsan e entidades representantes da Prefeitura da cidade, por motivos apresentados na figura 13.
Figura 13: Idealização de alternativas para as Centrais de tratamento
Fonte: Prestes – CORSAN (2017). Ampla utilização de fossas sépticas no Estado Necessidade de limpeza de fossas e destinação adequada do lodo removido. Implantação da prestação de serviço do sistema individual como solução para esgotamento sanitário Aumento do índice de tratamento de esgoto
Vale lembrar que a gestão de lodos de fossas sépticas geralmente é feita sem distinção de origem, podendo ser oriundas de fossas comercias, domésticas, assim como, de fossas individuais ou coletivas.
O exemplo de São Carlos/SP, de acordo com Borges (2009), é seguir 3 etapas, como pode-se observar na figura 14 abaixo.
Figura 14: Atividade de caracterização, limpeza e transporte.
Fonte: Adaptado Borges (2009).
Ainda conforme estudo de Samways (2010), em Curitiba/PR, as alternativas de tratamento do lodo, decorrem como todas as outras, desde sua coleta através de caminhões limpa-fossa terceirizadas, até as próximas etapas do tratamento, que possibilitam a utilização do lodo após. O mesmo, conforme figura 15, exemplifica o modo de coleta e os parâmetros que são levados em consideração.
Figura 15: Coleta, transporte e parâmetros para o tratamento do lodo em Curitiba/PR.
Fonte: Adaptado Samways (2010). 1ª
Todos os tanques sépticos foram
escolhidos de loteamento e condomínio que não possuem a área coberta
com rede de esgotamento sanitário. 2ª Os tanques foram submetidos a pesquisa e caracterização do efluente, para dai prosseguir do seu transporte em caminhões limpa-fossa,
para as centrais.
3ª
Após o perido de seis meses é realizado a
segunda coleta.
Coleta do lodo de fossa séptica através de caminhões limpa-fossa.
Os caminhões descartam o lodo por
gravidade, com o auxilio de rampas nas ETE's, adaptadas para
as centrais de tratamento do lodo.
Na chegada os caminhões passam por
uma fiscalização, observando-se o lodo coletado, através de funcionário especializados da SANEPAR. O monitoramento do lodo, é procedido para
se verificar os parâmetros, como por exemplo o PH do lodo.
EXEMPLO: pH<5 ou pH>10 não são aceitos
na central, pois interferem negativamente na
qualidade do tratamento do lodo.
O levantamento de alternativas, busca compreender a situação de como se dá a recepção do material em uma central de tratamento de lodo, desde a coleta até a fase final. As centrais de tratamento de lodo das Cidades de Curitiba/PR e São Carlos/SP já estão em operação, já para a de Xangri-lá/RS as operações de instalação foram iniciadas e o objetivo é que estejam operando até o verão de 2020.
4.1.1 Componentes
De acordo com Campos et al. (2009) uma central de recebimento de lodo de fossa/tanque séptico, após a escolha do local de sua implantação, deve conter no mínimo um gradeamento e medição de volume e vazão, assim como, em exemplos de casos ainda, a implantação de tanque de regularização de vazão de descarga, seguida dos principais componentes, no quesito essenciais para que tudo ocorra como planejado:
Coleta; Transporte; Planejamento;
Tecnologia adequada;
Central capacitada para o tratamento; Mão-de-obra qualificada;
Gestão e monitoramento 24 horas/dia.
Em muitas cidades ainda deve-se levar em consideração que nas proximidades não existem nem um tipo de estação de tratamento do esgoto, influenciando então, nas concepções, na execução e operação das centrais, pelo motivo de que irá ter o recebimento de lodo da cidade em que está sendo instalada e ainda o recebimento de lodo das cidades vizinhas. O correto posicionamento e distanciamento de moradias deve ser um critério muito bem analisado, compreendendo que deverá estar localizado a pelo menos 500 metros das residenciais mais próximas do local, onde o sistema irá ser implantado.
De acordo com Silva (2014) os limites de recursos disponíveis, o projeto e operação de uma central de tratamento devem aproximar-se ao máximo das melhores estruturas físicas e de gestão. Ainda conforme o mesmo autor a implantação pode ser oneroso, sendo que se a implantação de uma central for feita de maneira errada, o controle e segurança podem gerar resultados danosos ao sistema de esgotamento ou à estação de tratamento de esgotos. Por mais
simples que seja o sistema, é necessário o controle das descargas individuais e do conjunto de descargas.
As unidades receptoras devem ter recursos para medição de vazão e para coleta de amostras (Campos et al., 2009). Assim como, o lodo deve ser coletado e transportado de maneira correta, e antes de ser lançado ao sistema de tratamento final, ter seus parâmetros verificados no início, para que não venha a causar problemas futuros tanto ao sistema como ao meio em que o efluente irá ser inserido.
Coleta
Tratando-se da coleta de lodo, deve-se levar em consideração as particularidades relacionadas tanto à coleta, ao transporte, e à descarga do lodo, como também a grande heterogeneidade de tipos de caminhões empregados para esse fim (BORGES, 2010).
Para sistemas de menor porte que recebem o esgoto de uma família ou de um pequeno número de pessoas, os resíduos constituem uma mistura de esgoto, escuma e lodo (TOLOTTI, et al 2018). O mesmo autor ainda afirme, que o processo de coleta vai variar de 1 a 5 anos, de acordo com o que foi especificado no projeto, ao ser construído o sistema de tratamento de esgoto na residência.
A coleta realizada não deve haver contato entre as pessoas e o lodo removido e aproximadamente 10% do volume de lodo deve ser deixado no interior do tanque para que o tratamento possa ter continuidade após a limpeza, devendo então ser realizado através da sucção de caminhões limpa-fossas, proporcionando a remoção correta do efluente (TOLOTTI, et al. 2018).
A técnica de coleta consiste na sucção dos lodos por meio de caminhões limpa-fossa, através de tubos flexíveis instalados. A sucção é precedida de uma etapa de agitação do conteúdo da fossa e adição de água, para que o material sedimentado seja aos poucos liberado e mantenha sua forma desprendida (CORDEIRO, 2010).
No momento de coleta, Borges (2009), afirma que são levantados alguns dados como: aspectos de cor e odor do lodo, tipo de unidade e, ainda, informações decorrentes dos