DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

Tendo em vista que o esgoto corre por uma vala, paralela à BA-416, situada em um nível mais baixo que o local onde serão implantados os módulos de tratamento, foi necessário instalar uma bomba para captar o esgoto e lançá-lo até o módulo de tratamento. Inicialmente foi construída uma pequena barragem de nível, de 1m de altura, para poder captar o esgoto, por meio de bomba centrífuga de eixo horizontal, auto escorvante, modelo 706S da Dancor, com 0,5CV, como mostram as figuras 35 e 36.

Figura 35 - Barragem de nível construída em um dos pontos de lançamento do esgoto da cidade, vista da estrada.

Como a vazão recalcada pela bomba seria muito superior à do esgoto gerado na cidade e à capacidade dos módulos de tratamento, o que levaria à operação dos módulos em condições inadequadas caso esta afluísse diretamente, instalou-se um tanque de fibra de vidro, com volume de 2.000L, antes dos módulos de tratamento, para receber a vazão recalcada pela bomba, retê-la e dar saída a uma vazão compatível com a capacidade de tratamento do módulo, apresentado na figura 37. Pensou-se em regular a vazão de saída por meio de controle de abertura do registro instalado na tubulação logo após a saída do tanque de equalização. Tanto o acionamento da bomba, após o esvaziamento do tanque, quanto o desligamento, após o enchimento do tanque, seriam feitos automaticamente, por meio de boia com sensor de nível, instaladas no tanque e no poço de sucção.

Figura 36 - Barragem de nível construída em um dos pontos de lançamento do esgoto da cidade, vista da área onde foram implantados os módulos de tratamento.

Figura 37 – Tanque de equalização.

Após a instalação da bomba e do tanque de equalização, quando foi dado início à operação, constatou-se que a bomba não conseguia efetuar o recalque já que estava tendo passagem de sujeira da barragem para a bomba, o que impedia o fechamento completo da válvula de retenção e, consequentemente, a escorva da bomba. Mesmo com escorva manual, a bomba continuou a não realizar o recalque.

Para resolver este problema, instalou-se uma estrutura de pré-tratamento, entre a barragem e o tanque de equalização, mudando o ponto de captação da bomba. O pré- tratamento era composto de uma caixa contendo uma placa de fibra de vidro, a qual funcionaria como grade, conectada a um poço, que funcionaria como caixa de areia; o qual, por sua vez, era conectado a outro poço, a partir do qual seria feita a sucção por meio da bomba centrífuga horizontal já instalada. Como os problemas de sucção da bomba persistiram, substituiu-se a bomba de eixo horizontal por outra submersível, modelo DS-9 da DANCOR, de 0,5CV.

Com a troca da bomba, o recalque passou a ser efetuado, entretanto houve freqüentes interrupções de funcionamento da bomba devido à passagem de sujeira não retida na grade. Além disso, houve rompimento do septo da caixa que funcionava como grade e verificou-se que a caixa de areia implantada estava muito curta, não promovendo a decantação da areia carreada pelo esgoto. No intuito de resolver este problema, a manilha que conduz o esgoto da cidade para o rio Jacuípe foi quebrada, construindo-se uma caixa de desvio neste trecho e outra caixa de areia. As figuras 38 e 39 apresentam um desenho esquemático da estrutura de pré-tratamento. Posteriormente, como ainda havia passagem de sujeira pela grade, o que exigia frequentes limpezas na válvula de retenção da bomba, instalou-se uma tela para pinteiro, fio 23, sobre a grade.

Figura 39 – Desenho esquemático da estrutura de pré-tratamento – caixa de areia. O módulo de tratamento, que tem capacidade para tratar uma vazão entre 4.500L/dia e 6.000L/dia, é composto de dois tanques de fibra de vidro conectados entre si, sendo o primeiro a Fossa Séptica, com volume de 10.000L e o segundo o Filtro Biológico Anaeróbio de Fluxo Ascendente, com volume de 5.000L, conforme apresentado nas figuras 40 e 41. As dimensões dos tanques estão apresentadas na tabela 23.

Figura 40 – Planta baixa do Módulo de Tratamento. Tabela 23 – Dimensões dos tanques do módulo de tratamento

Capacidade (Litros) Dimensões (cm) D1 D2 D3 H1 H2 310 80 89 - 54 - 5.000 185 220 230 165 185 10.000 239 270 280 202 232

Fossa Séptica Filtro Anaeróbio

Entrada

Calha (saída)

Limpeza

D2 D1 H1 10.000L 5.000L D2 D3 D1 D1 D2 b bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bvbb vbvv vvvv vvvv vvvv bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb bbbb H2 H1 H2 H1 310L D3 D2 D1

Figura 41 – Seção Transversal do Módulo de Tratamento.

O meio de suporte do filtro biológico é composto por seixos com dimensões variando de 1,5x11,0x6,0cm a 4,5x4x2,5cm. As figuras 42 e 43 mostram, respectivamente, o processo de enchimento do filtro com seixos e o filtro já cheio.

Figura 43 – Seixos rolados no interior do filtro anaeróbio.

Na concepção inicial, a alimentação do módulo de tratamento seria contínua, a partir do tanque de equalização. A vazão de entrada no módulo seria obtida através de regulagem da abertura de um registro instalado na tubulação de saída do tanque de equalização. Porém, os sólidos em suspensão contidos no esgoto faziam com que houvesse entupimentos frequentes, interrompendo o fluxo do esgoto do tanque para o módulo. Após tentativa de aumentar a abertura para evitar entupimentos, reduzindo o tempo de enchimento do módulo, optou-se pela instalação de um dispositivo que controlasse o horário de funcionamento da bomba, de modo que esta funcionasse quatro vezes ao dia (às 7, 11, 15 e 19 horas), recalcando mil litros a cada período de funcionamento, o qual foi definido marcando-se o tempo que levava para encher metade do volume do tanque de equalização. Após esta definição, o fluxo foi desviado do tanque, sendo a alimentação do módulo feita diretamente pela bomba.

Como a área irrigada encontrava-se distante do filtro biológico, cerca de 140 metros, etapa final do tratamento, foi necessário recalcar o efluente. Assim, após o tratamento, o efluente foi direcionado para um poço de sucção, de seção retangular e 1m³ de volume, escavado no solo e revestido com bloco cerâmico. Deste poço, o efluente era recalcado para um tanque de 5.000L, de polietileno, por meio da bomba inicialmente comprada para recalacar o esgoto da barragem de nível para o módulo de tratamento, bomba centrífuga de eixo horizontal, autoescorvante, modelo 706S da

Dancor, com 0,5CV, instalada em um outro poço lateral ao anterior, também escavado no solo e revestido com bloco.

Como o funcionamento do módulo de tratamento era contínuo, para evitar que houvesse transbordamento do efluente nos períodos em que não havia necessidade de irrigar, instalou-se uma tubulação próxima à borda superior do poço de sucção para conduzir eventuais excessos de esgoto tratado dentro do poço para um ponto após a captação do esgoto bruto. Para evitar acúmulo de água no fundo do poço onde foi instalada a bomba, foi assentado um tubo para conduzir a água que eventualmente aí viesse a cair até um dreno subterrâneo, com seção transversal de 30x15cm e 15m de comprimento, o qual foi preenchido com brita 1 e recoberto com lona plástica para evitar que houvesse infiltração na parte superior, resguardando assim a capacidade de absorção do dreno.

O tanque de 5.000L foi instalado junto à área irrigada com a finalidade de armazenar o efluente tratado de modo que a distribuição de água durante o processo de irrigação fosse constante. Este tanque foi assentado em uma base circular feita de tijolo maciço, com 2,20m diâmetro e 40cm de altura, como mostra a figura 44.

Foto 44 – Tanque de armazenamento do efluente utilizado na irrigação.

O controle do volume de esgoto aplicado no sistema de irrigação foi feito por meio de régua instalada dentro do tanque de 5.000L. A lâmina de irrigação necessária, apresentada na tabela 29 (ver 3.3) foi transformada em volume e este volume transposto

para o tanque de 5.000L. Considerando-se este volume aplicado na borda superior do tanque, calculou-se a altura corresponde ao volume. Esta altura foi marcada em uma régua assentada dentro do tanque, passando a ser o indicador da necessidade de água, esgoto, a ser aplicada na área plantada.

Na saída do tanque, foi instalada uma tubulação primária, a qual alimentava as tubulações secundárias que introduziam o efluente nos oito sulcos fechados e nivelados que compunham o sistema de irrigação.

A escolha deste método deu-se por ser este um método barato, de baixo custo de implantação e operação, além de ter baixo risco de contaminação já que o esgoto não tem contato direto com a cultura (BERNARDO, 1987; PESCOD, 1992). Além disso, o este trabalho foi voltado para o tratamento do esgoto, que objetiva aplicar o máximo de esgoto sobre a menor área possível. Portanto, foram descartados outros métodos que gastam pouca água. Também não foi foco deste trabalho avaliar a produtividade agrícola, já que para este trabalho, esta foi vista como um benefício advindo da aplicação de esgotos no solo.

O controle do fluxo no sistema de irrigação foi feito por registros instalados na tubulação primária e nas tubulações secundárias. Na tubulação primária que sai do tanque, antes do registro que controla o fluxo para o sistema de irrigação, foi feita uma derivação para o rio Jacuípe de modo a poder drenar o tanque em caso de necessidade.

Entre cada conjunto formado por dois sulcos, foram assentados drenos subterrâneos em duas profundidades, 60cm e 1,20m, com o propósito de captar o efluente que infiltra no solo. A primeira profundidade foi adotada de modo que o dreno ficasse abaixo de 50cm, profundidade efetiva máxima da raiz do milho (ANDRADE et al, 2006). A segunda altura foi adotada por ser o dobro da primeira, permitindo avaliar eventuais mudanças nas características do efluente infiltrado em função da profundidade.

Os drenos, que se estendem por toda a extensão dos sulcos, foram envoltos em uma camada de brita 1, a qual, por sua vez, foi envolta por uma manta geotêxtil não tecida GF09/180 com resistência a tração de 9KN/m e gramatura de 180g/m. As figuras 45 e 46 apresentam, respectivamente, a seção típica dos drenos e um corte no início dos sulcos.

Drenos

Sulcos Milho

Figura 45 – Seção típica dos drenos.

Figura 46 – Seção transversal inicial dos sulcos.

As pontas finais dos tubos de PEAD foram introduzidas em tubos lisos, conectados entre si, como mostra a foto 47, de modo que o efluente captado nos drenos fosse conduzido até uma encosta, a beira do rio, onde o terreno permite a coleta, como mostra a figura 48.

Figura 48 – Pontos de coleta do efluente infiltrado.

Junto à área de plantio, foi implantado um pluviômetro, do tipo Ville de Paris, de modo a se obter dados de precipitação, os quais foram abatidos da lâmina de irrigação necessária. A figura 49 apresenta um croqui do arranjo geral do projeto. O material utilizado nos diversos trechos do projeto é apresentado no quadro 5.

Quadro 5 – Material utilizado no projeto

Trecho Material/Diâmetro da tubulação

Captação/Fossa Séptica PVC 1½‖ (sucção)/100mm/150mm

Fossa Séptica/Filtro Biológico PVC 150mm Filtro Biológico/ Poço de Sucção PVC 150mm Poço de Sucção/Esgoto (drenagem) PVC 100mm

Poço de Sucção/Poço da Bomba PVC 100mm

Poço da Bomba/Drenagem (Sucção) PVC 1½‖ Poço da Bomba/Res. para Irrigação PVC 1½‖ Reservatório para Irrigação/Rio Jacuípe PVC 50mm Reservatório para Irrigação/Sulcos

(tubulação primária)

PVC 50mm Reservatório para Irrigação/Sulcos

(tubulação secundária)

PVC 32mm

Drenos Subterrâneos PEAD corrugado 65mm

Captação dos drenos subterrâneos PVC 75mm

Nos espaços entre os sulcos, foi plantado milho híbrido, que tem por característica ser mais produtivo e mais resistente do que as espécies primitivas. A opção pelo milho se deveu ao fato de que o cultivo que viesse a ser plantado tinha que ser tradicional na região, de agrado do proprietário da terra onde se faria o cultivo, já que pelo acordo

feito, este cederia gratuitamente a terra e, em troca, receberia o resultado da colheita. Segundo Araújo (2008), o milho é a espécie forrageira anual mais tradicionalmente cultivada no semiárido. Foram feitas 31 covas, espaçadas de 1,0m, em cada uma das 9 linhas de plantio entre os sulcos, nas quais se plantou 2 sementes por cova, para diminuir os riscos de insucesso no plantio devido a não germinação de alguma semente. Como após o plantio não houve germinação, devido à validade das sementes utilizadas, optou-se por reduzir a área plantada, no intuito de se fazer o plantio de outro cultivo, de ciclo mais curto que o milho, no restante da área. Tentou-se fazer plantio de feijão, porém as sementes adquiridas não se mostraram de boa qualidade, não tendo acontecido a germinação. O novo plantio do milho foi feito com o mesmo tipo de semente utilizado anteriormente, as mesmas condições de espaçamento, porém em apenas 3 linhas de plantio.

Durante o período da pesquisa, os drenos instalados não foram capazes de reter o efluente infiltrado, impossibilitando assim a realização de coletas nos pontos 3 e 4, indicados na figura 49, e, consequentemente, a realização de análises no efluente infiltrado no solo de modo a avaliar a ação deste meio, o solo, sobre o efluente. Diante disso, optou-se por realizar análises no solo, em um ponto fora da área irrigada (S) e em outros dois situados dentro da área irrigada (I1 e I2), nos sulcos, de modo a verificar eventuais alterações que pudessem ser atribuídas à ação do esgoto infiltrado no solo. Em todos os três pontos, foram coletadas amostras contendo no mínimo 1Kg de solo nas profundidades de 0 a 10cm e de 40 a 50cm. Na tabela 24 estão indicados os espaçamento entre os pontos de coleta de solo na área da pesquisa.

Tabela 24 – Distância entre os pontos de coleta de solo

Ponto Distância (m)

Vertical Horizontal

Fora da área irrigada (S) 0,00 0,00

Dentro da área irrigada (I1) 1,80 4,00

3.3 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE IRRIGAÇÃO