Remediação da colmatação

Caracterizada a região do meio poroso como colmatada e tendo o conhecimento dos principais fatores que levaram a isso, podem ser utilizadas técnicas para atenuar o problema e aumentar a vida útil dos SACs, sem ter que trocar o substrato utilizado no preenchimento do sistema, o que é muito oneroso. Segundo Kadlec e Wallace (2009), a substituição do substrato constitui cerca de 10 a 19% do custo inicial da obra, além dos custos de sua disposição final. Essa é a sugestão de alguns autores, como Xu et al. (2013) que, também, recomendam a reposição ou remoção sazonal das plantas.

Feita a remoção do substrato, esse material pode ser reaproveitado, após sua lavagem e retirada dos sólidos colmatantes, ou substituído por um novo material. Nesse caso, sugere-se a reposição de material com uma granulometria maior que a anterior, o que proporcionaria assim, a redução dos caminhos preferenciais e dos curtos-circuitos no sistema. Em ambas as opções há ainda gastos para disposição do material retirado, sendo que, no caso do reaproveitamento, deixa-se de gastar com a aquisição e transporte do material novo e o transporte do material retirado até o aterro (KNOWLES; DAVIES, 2009; NIVALA et al., 2012).

Outra alternativa, também custosa, é a descolmatação ex-situ e on-site do sistema, com lavagem ou aplicação de oxidantes químicos no meio poroso, técnica ainda em desenvolvimento (PEDESCOLL et al., 2009). Nivala e Rousseau (2009) utilizaram peróxido de hidrogênio, com aplicação no meio poroso, na tentativa de desobstruir o SAC colmatado. Essa técnica mostrou-se eficaz, no entanto requer grande atenção e medidas de segurança para o operador e, além disso, deve-se, também, remover o material acumulado sobre a superfície do leito para que o produto reaja com os sólidos intersticiais. Behrends et al. (2006a) conseguiram, em escala laboratorial, redução de 50% do material volátil retido em meio poroso utilizando essa técnica associada à adição de fertilizante nitrogenado. Por outro lado, Hanson (2002) e Behrends et al. (2006b) verificaram, em campo, apenas deslocamento da colmatação de um trecho para outro, a jusante. Guofen et al. (2010) avaliaram quatro diferentes substâncias (NaOH, HCl, NaClO e detergente), sendo que o NaOH e NaClO foram os mais eficientes na tentativa de desobstruir o espaço poroso dos SACs. A microbiota se recuperou após algumas semanas, no entanto, o hipoclorito de sódio foi prejudicial às raízes das plantas. Seifert e Engesgaard (2007) inocularam microrganismos nos filtros e observaram que a condutividade hidráulica aumentou após o uso de cloro, um agente desinfetante. Diante do sucesso do uso de sódio e cloro nos testes, deve-se avaliar também se ocorre efeito dispersivo, desarranjando flocos formados e, assim, facilitando a passagem do líquido pelo meio poroso. Na tentativa de não utilizar produtos químicos, Wang et al. (2010) escolheram avaliar a eficiência de minhocas em SACs-EV, tendo obtido bons resultados, assim como Li et al. (2011). As minhocas agem abrindo caminhos e galerias no meio poroso colmatado, favorecendo o escoamento da água residuária. Dentre as alternativas citadas anteriormente, essa é a de menor custo associado, no entanto, dadas as condições diferentes das unidades de escoamento horizontal, nas quais o meio se encontra saturado e, portanto, desfavorável para a sobrevivência das minhocas, não se espera sucesso nesses reatores. Davison et al. (2005), citados por Nivala et al. (2012), verificaram redução da matéria seca em 56% próximo à superfície de um SAC-EHSS. No entanto, em razão do sistema permanecer alagado durante a operação, os efeitos são mais localizados.

Baptestini (2014), por sua vez, tentou por meio da inversão no sentido de escoamento da água residuária (troca da saída pela entrada), desobstruir o meio poroso. A ideia era, além de deixar de aplicar a água residuária em área já colmatada, proporcionar o aporte de nutrientes mineralizados nesse local, o que poderia facilitar a ação decompositora dos microrganismos no material orgânico retido na região de meio poroso obstruído. Assim, haveria tempo e nutrientes suficientes para ação desses microrganismos e de raízes na remoção dos sólidos

retidos. No entanto, a metodologia preventiva utilizada por Shen et al. (2010) não foi tão eficaz quando utilizada como remediadora, tal como no trabalho de Baptestini (2014). O autor atribuiu às pequenas dimensões dos SACs-EHSS, construídos em escala piloto, e a tardia reversão no sentido do escoamento como as principais razões para que não se tivesse obtido os resultados esperados. No SAC com capim tifton houve um aumento pequeno em magnitude e duração na condutividade hidráulica, enquanto no leito sem vegetação, a tendência de queda se manteve, sendo a diminuição de ks, no entanto, inferior a observada na unidade em que não houve a inversão do sentido de escoamento. Em razão das respostas obtidas, o autor sugeriu que a reversão no sentido do escoamento seja feita antes de que 20% do comprimento do SAC-EHSS apresente escoamento superficial. No estudo de Baptestini (2014), a técnica era realizada ao observar 50% do leito com a presença de líquido sobre a superfície.

Behrends et al. (2006a) avaliaram efeito de várias técnicas, como fluidificação e bombeamento, adição de microrganismos, adição de nutrientes (nitrogenados) e peróxido de hidrogênio, sendo que os dois últimos foram os mais efetivos. Pensando na possibilidade de fornecimento de nutrientes para atenuação da colmatação, Miranda (2014) avaliou a aplicação de uma solução nutritiva, contendo ureia (fonte de N). O autor preparou a solução de forma a propiciar relação N/P de 5:1 no meio colmatado, seguindo recomendações de Metcalf e Eddy (2003), de forma a favorecer maior desenvolvimento de microrganismos. Essa aplicação favoreceu redução na concentração de SV do material colmatante, aumento na condutividade hidráulica, bem como maior eficiência na remoção de DBO e DQO, sendo os efeitos mais pronunciados nos SACs plantados. Também foi observada diminuição na extensão do escoamento superficial, com cessamento do escoamento da água residuária na superfície em dois dos três tratamentos avaliados, que eram SAC plantado com alternantera, SAC plantado com tifton e SAC não plantado. Apenas no SAC cultivado com alternantera, o escoamento não passou a ser apenas subsuperficial e o autor atribuiu isso, principalmente, ao fato de as plantas terem morrido em decorrência do ataque de pragas.

Outra possível forma de descolmatação do sistema é a de exercer uma pressão hidráulica contrária, para remoção do material sólido retido nos poros, técnica conhecida como retrolavagem do meio poroso. A retrolavagem de SACs-EV foi avaliada por Fei et al. (2010) que afirmaram que propiciou aumento na condutividade hidráulica no sistema e nas remoções de DQO da água residuária em tratamento.

Há ainda autores que sugerem o “repouso” como forma natural de descolmatação dos SACs (EUROPEAN COMISSION, 2001, citado por LEAL, 2009; LI HUAIZHENG et al., 2008, citados por XU et al., 2013) por períodos suficientes para que haja degradação do material orgânico retido (EPA, 1981). Esse período de repouso permite maior metabolismo endógeno e decaimento microbiano (LEVERENZ et al., 2009). Batchelor e Loots (1997) conseguiram reduzir a extensão do escoamento superficial com o repouso do sistema por duas semanas.

Turon (2009) e Xu et al. (2013) recomendam, como técnicas de descolmatação, a inoculação de microrganismos no sistema, para favorecer a degradação da matéria orgânica, o corte das espécies vegetais, a remoção dos sólidos voláteis da superfície, além da dissolução dos precipitados, aplicando-se soluções ácidas. Há ainda sugestões de utilização de aeração forçada em áreas colmatadas de SACs, sendo o oxigênio injetado de forma a proporcionar rápida biodegradação do material orgânico (TANG et al., 2009).

A escolha da técnica de remediação de SACs colmatados deve passar pela prévia caracterização dos constituintes dos sólidos acumulados nos poros, tendo em vista que não é de se esperar sucesso na desobstrução de meios porosos colmatados com material inerte, simplesmente utilizando-se técnicas de oxidação de material orgânico. Além disso, algumas técnicas, como a de injeção de oxigênio nas zonas colmatadas, podem acelerar a formação de subprodutos recalcitrantes e de precipitados de ferro (NIVALA et al., 2007) ou outros compostos. Por fim, como os SACs são sistemas simples e naturais, sendo essa uma das suas vantagens, devem ser priorizadas técnicas que sejam fáceis de serem executadas e que interfiram, o menos possível, nas condições operacionais dos SACs.