LODO DIGESTÃO
4.3.2 COLETA DAS AMOSTRAS
O monitoramento dos parâmetros foi realizado para o lodo de cada célula, ou seja, L1, L2, LC1 e LC2, utilizando-se de uma amostra composta, obtida de 8 amostras simples, retiradas em posições e profundidades diferentes do material disposto nas células. Essas amostras foram, então, misturadas (homogeneizadas) e, em seguida, efetuou-se o quarteamento (ASSOCIAÇÃO, 2004b) para a obtenção da amostra representativa com aproximadamente 2,00 kg.
As amostras foram coletadas com extremo rigor experimental para que não houvesse nenhumr problema relacionado à contaminação delas. Baldes, bacias e espátulas específicas auxiliaram na coleta. Após a coleta da amostra de lodo de uma célula, os recipientes/instrumentos eram devidamente lavados em água corrente para o procedimento de coleta da célula seguinte. Para as análises dos parâmetros biológicos, as coletas seguiram as recomendações apresentadas por US EPA (2003), de acordo com a Resolução no 375/2006 do Conama (BRASIL, 2006c) e
instruções dos laboratórios responsáveis pelas análises.
Todas as amostras eram transportadas aos laboratórios em caixas de isopor, usadas somente para esse fim, logo após a coleta e o acondicionamento delas em sacos plásticos específicos, esterilizados. Apenas as amostras encaminhadas para as análises de vírus eram congeladas e despachadas pelos correios para o laboratório da USP. Nesse caso, foi utilizada caixa de isopor, na qual as amostras eram dispostas e envolvidas em gelo para impedir o descongelamento delas.
Diferentemente dos outros organismos monitorados na pesquisa, no caso dos vírus foram coletadas amostras no início, no meio e no final de cada ciclo da Etapa 2. As amostras intermediárias (no meio do ciclo) eram coletadas após ter transcorrido, aproximadamente, metade do tempo total esperado para cada ciclo. A periodicidade reduzida em relação aos demais organismos foi em virtude dos custos ainda elevados das análises laboratoriais para a detecção de vírus entéricos.
4.4 AVALIAÇÃO ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS OBTIDOS
Para avaliar o comportamento das características do lodo durante o experimento levando-se em consideração as diferentes variáveis testadas, foi utilizada estatística descritiva e inferencial. Para cada avaliação estatística verificou-se variação dos parâmetros monitorados nos tempos 0 a 70 dias, segundo os seguintes fatores de variação:
a) Tipo de lodo – lodo digerido e não encaminhado ao digestor (digerido e não digerido). b) Cal – lodo sem cal e lodo com adição de cal (sem cal e com cal).
c) Modo de disposição/revolvimento - modo de disposição do lodo nas células e período de revolvimento. Nesse caso foram adotadas as mesmas simbologias apresentadas no item 4.2.1. Na TABELA 4.6 estão apresentados os diferentes fatores de variação e categorias utilizados na avaliação estatística, bem como os respectivos números de eventos planejados e realizados no tempo para os diversos parâmetros, respeitando o plano experimental definido.
Tabela 4.6 –Número de eventos planejados e realizados no tempo para os diversos parâmetros em função dos diferentes fatores de variação e categorias utilizados na avaliação estatística dos resultados
Número de eventos planejados e realizados para cada tempo Tempo (dia)
Fator de
variação Categoria Parâmetro
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 Planejado 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Umidade 12 12 12 8 12 12 12 12 8 12 8 SV/ST 12 12 12 8 12 12 10 12 5 12 8 pH CTt (1) 12 - 12 - 12 - 10 - 8 - 12 Digerido Realizado OVH (2) 12 - 12 - 12 - 12 - 8 - 12 Planejado 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Umidade 12 12 12 12 12 12 8 12 4 12 12 SV/ST 12 12 11 12 11 11 8 11 4 12 12 pH CTt 12 - 12 - 12 - 8(*) - 4(*) - 12 Tipo lodo Não submetido à digestão Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 8 - 4 - 12 Planejado 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Umidade 12 12 12 10 12 12 10 10 6 12 10 SV/ST 11 10 9 11 5 10 pH CTt 12 - 12 - 12 - 9(*) - 6(*) - 12 Sem cal Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 10 - 6 - Planejado 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 Umidade 12 12 12 10 12 12 10 10 6 12 10 SV/ST 12 12 12 10 11 11 9 12 4 12 10 pH CTt 12 - 12 - 12 - 9(*) - 6 - 12 Uso cal Com cal Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 10 - 6 - 12 Planejado 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 Umidade 12 12 12 4 12 12 12 12 4 12 12 SV/ST 12 12 12 4 7 7 12 12 4 12 12 pH CTt 12 - 12 - 12 - 12 - 4 - 12 10cm + m/3x + 1x Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 12 - 4 - 12 Planejado 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Umidade 12 12 12 12 12 12 2 12 2 12 2 SV/ST 12 12 3 12 12 12 2 12 2 12 2 pH CTt 12 - 12 - 12 - * - 2 - 12 10cm + m/3x Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 2 - 2 - 12 Planejado 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 Umidade 12 12 12 12 12 12 6 12 4 12 6 SV/ST 12 12 12 12 12 12 4 12 3 12 6 pH CTt 12 - 12 - 12 - 4(*) - 4(*) - 12 10cm/3x Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 6 - 4 - 12 Planejado 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Umidade 12 12 12 12 12 12 12 12 2 12 12 SV/ST 12 12 12 12 12 12 12 3 2 12 12 pH CTt 12 - 12 - 12 - 12 - 2(*) - 12 Disposição/ Revolvimento 20cm/3x Realizado OVH 12 - 12 - 12 - 12 - 2 - 12
Nota: (1) CTt – Coliforme termotolerante; (2) OVH – Ovos viáveis de helmintos; (*) Não houve imputação de valores.
Nos casos em que o número de eventos realizados foi menor que os planejados, utilizaram-se do artifício de imputação de dados com os seguintes critérios:
• nos tempos intermediários os dados faltantes foram substituídos pela média do tempo anterior e posterior. Nesses casos, supôs-se que o decaimento ao longo do tempo é linear.
• no último tempo o valor do tempo anterior foi repetido. Nesse caso, a interrupção do experimento ocorreu em virtude de já se ter obtido a umidade esperada.
Para o parâmetro coliforme termotolerante os valores imputados acontecerem apenas nos casos em que a concentração já havia se estabilizado, ou seja, as concentrações do tempo anterior e posterior eram menores que 3,6 NMP/gST. Porém, optou-se por não imputar valores em quatro amostras no 42º dia e duas no 56º dia por não apresentarem um decaimento linear.
Sendo assim, o número de medidas planejadas, imputadas e não imputadas para cada parâmetro avaliado encontram-se na TABELA 4.7.
Tabela 4.7 –Número de medidas planejadas, imputadas, não imputadas e respectivos percentuais para os parâmetros avaliados estatisticamente
Percentual (%) Parâmetro Número de medidas
planejadas Número de medidas imputadas Número de medidas não
imputadas Imputado Não imputado
Umidade 264 (24 x 11) 24 - 9,10 - SV/ST 264 (24 x 11) 30 - 11,36 - pH 264 (24 x 11) - - Coliforme termotolerante 144 (24 x 6) 12 6 8,33 4,17 Ovos viáveis de helmintos 144 (24 x 6) 16 - 11,11 -
Na estatística descritiva, a partir das médias e desvios padrões, verificou-se a variação dos parâmetros nos tempos de 0 a 70 dias, segundo os fatores de variação avaliados. Já na estatística inferencial foram realizadas ANOVAS para medida repetida ao longo do tempo para os mesmos fatores de variação. Foram realizados testes a posteriori de Tukey para identificar as diferenças estatisticamente significantes dois a dois. O nível de significância adotado foi de 5%. Os parâmetros analisados foram umidade, pH, relação SV/ST, coliformes termotolerantes e ovos viáveis de helmintos. Para os parâmetros de interesse agronômico foram realizados testes t para amostras pareadas para comparar as médias obtidas no início e no final dos ciclos de cada etapa. No caso dos íons metálicos foi utilizada apenas estatística
descritiva para comparar as médias no início e no final dos ciclos de cada etapa, por apresentarem resultados sempre muito baixos quando comparados com os limites estabelecidos pelo Conama. Não foram avaliados os parâmetros Salmonella sp., por apresentar resultados qualitativos e terem apresentado ausência na maioria das amostras; e, vírus entéricos por terem sido monitorados apenas na Etapa 2.
4.5 ESTIMATIVA DA ÁREA E DO CUSTO DE INVESTIMENTO DA
ESTUFA
A definição das condições ideais para a estimativa das dimensões da estufa foi estabelecida ponderando-se as circunstâncias testadas a partir dos resultados obtidos no experimento, tratados estatisticamente, e dados de projeto. Foi calculada a área necessária de estufa para o tratamento do lodo gerado em cada ETE, separadamente. Essa condição foi estabelecida pela própria CESAN.
Na avaliação, levou-se em consideração, o enquadramento do material como Classe A, de acordo com o Conama (BRASIL, 2006c) e as condições favoráveis para um melhor gerenciamento do lodo. Aspectos como a operacionalização do sistema; a otimização da área da estufa; e o volume final do biossólido após a secagem, que interferirá nas etapas seguintes do seu gerenciamento, inclusive, o transporte, foram avaliados.
Assim, foi possível definir o tempo de secagem, a forma de disposição do lodo, o período de revolvimento, o tipo de lodo a ser usado, a condição de adicionar cal ou não ao lodo, os teores de ST inicial e final, o volume a ser encaminhado para a estufa e o volume final de lodo após secagem na etufa.
De possa das dimensões das estufas foi realizado contato com a empresa especializada na montagem de estufa agrícola para que avaliasse os custos necessários para a construção e instalação das estufas, além do equipamento necessário para espalhamento e revolvimento do lodo.
5
RESULTADOS
Os resultados são apresentados separadamente de acordo com o tipo de lodo usado, ou seja, lodo digerido (Etapa 1) e lodo não encaminhado ao digestor (Etapa 2). Para cada etapa são exibidos os resultados do comportamento, no tempo, dos lodos sem cal (L1 e L2) e com cal dos três ciclos. No capítulo de discussões, Capítulo 6, esses foram usados como dados para subsidiar a comparação entre as duas etapas na análise estatísitica empregada.
5.1 ETAPA 1 – LODO DIGERIDO
O lodo usado na Etapa 1 foi submetido a todas as operações de tratamento da fase sólida realizadas rotineiramente na ETE. As características físicas apresentadas pelo lodo foram satisfatórias para possibilitar grande facilidade no seu manuseio, não apresentando problemas que pudessem dificultar a montagem e o preparo das células de lodo dentro da estufa. Também, não ocorreu nenhum inconveniente decorrente do surgimento de odores ofensivos, causados pela putrefação de organismos presentes no lodo, mostrando que se tratava de material com elevado nível de estabilização.
Durante a primeira semana do desenvolvimento dos ciclos percebeu-se um forte odor dentro da estufa, efeito da volatilização da amônia, resultante da adição da cal ao lodo. O odor foi facilmente controlado com a abertura das janelas e porta que possibilitavam uma melhor circulação do ar. Houve, também, o aparecimento de áreas esbranquiçadas (fungos) que desapareceram já nos próximos dias com o revolvimento do lodo.
Nas duas primeiras semanas dos ciclos, os elevados teores de umidade do material dificultaram a operação de revolvimento, principalmente o fundo da camada de lodo em que a umidade era maior. Nessa fase, o revolvimento, mesmo manual, foi bastante criterioso para possibilitar uma homogeneização completa do material.
Ao longo do experimento, com a secagem do material, observou-se que o biossolido sem cal (L1 e L2) apresentava torrões bastante enrijecidos e grandes (com diâmetro aproximado de três centímetros), muitas vezes difícil de ser rompido; em contrapartida, os torrões resultantes no lodo com cal eram menores e mais quebradiços.