Sistemas coletivos 73

Para os sistemas coletivos de tratamento de esgotos podem ser aplicadas as seguintes tecnologias:

- Lodos ativados convencional (para estações de médio e grande porte); - lodos ativados de fluxo intermitente;

- lagoa de estabilização;

- aplicação no solo (disposição final ou tratamento); - tanque séptico associado ao filtro biológico anaeróbio; e - reator anaeróbio de fluxo ascendente.

O Quadro 06 mostra uma breve descrição das principais tecnologias de tratamento de esgoto mencionadas neste capítulo: (sistemas como filtro biológico e biodisco não foram aqui contemplados).

QUADRO 06 – Descrição das principais tecnologias de tratamento de esgoto

Sistema por vazão de esgotos

Tipos de Tratamento Caracterização quanto à remoção de matéria orgânica

Coletivo

Lagoas de

Esta

bilização

Lagoa facultativa

A matéria orgânica solúvel e finamente particulada é estabilizada por bactérias aeróbias do meio líquido que obtêm

oxigênio por meio das algas. A matéria orgânica suspensa, sedimenta, sendo estabilizada por atividade anaeróbia.

Coletivo

Lagoa anaeróbia + lagoa facultativa (sistema

australiano)

A matéria orgânica é estabilizada na lagoa anaeróbia. A matéria orgânica remanescente é removida na lagoa

facultativa.

Coletivo Lagoa aerada facultativa

O oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos ao invés da fotossíntese. O restante do processo é igual ao da lagoa

facultativa.

Coletivo

Lagoa aerada de mistura completa + lagoa de

decantação

Os sólidos permanecem dispersos propiciando a remoção da matéria orgânica. O efluente contém elevados teores de sólidos

que são removidos na lagoa de decantação.

Coletivo Lo dos At iv ad o s Lodos ativados convencional (fluxo contínuo)

Recirculação de lodo estabilizado (aerado) retirado de reatores com a finalidade de manter a quantidade adequada de

microrganismos.

Coletivo Lodos ativados por aeração prolongada (fluxo continuo)

A biomassa permanece mais tempo no sistema. Com menos DBO disponível, as bactérias utilizam da matéria orgânica do

próprio material celular para sua manutenção. Coletivo Lodos ativados por fluxo

intermitente

No mesmo reator ocorrem em fases diferentes, as etapas de decantação primária e oxidação biológica

QUADRO 06 (continuação) – Descrição das principais tecnologias de tratamento de esgoto

Sistema por vazão de esgotos

Tipos de Tratamento Caracterização quanto à remoção de matéria orgânica

Coletivo

Sistemas Anae

róbios Reator anaeróbio de manta

de lodo (UASB)

Estabilização da matéria orgânica por bactérias anaeróbias dispersas no reator. O fluxo do líquido é ascendente. A parte

superior do reator é dividida em zona de sedimentação e de coleta de gás.

Individual / Coletivo

Tanque séptico associado ao filtro anaeróbio

O sistema requer decantação primária (fossa séptica). A matéria orgânica é estabilizada por bactérias aderidas ao um

meio de suporte (pedras) no reator. Individual /

Coletivo

Disposição no

Solo

Infiltração lenta

Líquidos aplicados no solo. Parte do líquido evapora e parte percola no solo. Estabilização da matéria orgânica por

microrganismos do solo.

Coletivo Infiltração rápida

Os esgotos são dispostos em bacias rasas. O liquido passa pelo fundo poroso e percola pelo solo. A estabilização da matéria

orgânica é realizada pelos microrganismos do solo.

Individual /

Coletivo Infiltração sub-superficial

O esgoto pré-decantado (fossa séptica) é aplicado abaixo do nível do solo. Os locais de infiltração são preenchidos com um meio poroso, no qual ocorre o tratamento. Os mais comuns são

as valas de infiltração e os sumidouros. Estabilização da matéria orgânica por bactérias anaeróbias.

Individual /

Coletivo Escoamento superficial

Os esgotos são distribuídos na parte superior de terrenos com certa declividade, através do qual escoam, até serem coletados por valas na parte inferior. A estabilização da matéria orgânica

é realizada pelos microrganismos do solo. Fonte: adaptado de VON SPERLING, 1996

Dentre os sistemas tratamento de esgotos domésticos de simples gerenciamento e facilidade de construção, situam-se os assim chamados sistemas naturais. Os projetos dos sistemas naturais maximizam os processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem quando a água, o solo, as plantas, os microrganismos e a atmosfera interagem, promovendo, com isso, o tratamento do esgoto. Podem incluir bombas e tubulações, mas não há dependência exclusiva de fontes externas de energia para a realização do tratamento. Ocorrem nestes sistemas muitos processos encontrados nos convencionais como a sedimentação, a filtração, a transferência de gás, a adsorção, a troca iônica, a precipitação química, oxidação química e redução; a conversão biológica e degradação, e os processos naturais como a fotossíntese, a fotoxidação e o consumo pelas plantas (REED et al., 1995).

Um dos sistemas naturais de tratamento de esgotos, que tem se mostrado eficiente em termos de remoção de carga orgânica e simples operação, é o tipo leito cultivado (Wetland, Sistema Max Planck, reedbed). No substrato formado no fundo e nas raízes de plantas nele sustentadas se dará o desenvolvimento de populações microbianas benéficas que digerem a matéria orgânica decompondo-a em produtos assimiláveis e sem odor. As plantas levam oxigênio às raízes e às bactérias ali existentes o que acelera o processo. É o processo de depuração que mais se assemelha ao da natureza em que as plantas contribuem na absorção de nutrientes contaminantes como o nitrogênio e o fósforo. Os processos ocorrem em “taxas naturais” e tendem a ocorrer simultaneamente em um reator único, ao contrário dos sistemas convencionais em que os processos ocorrem seqüencialmente em reatores separados e com taxas aceleradas. São exemplos de sistemas de tratamento naturais, a aplicação no solo (infiltração, irrigação e outras variações), wetlands naturais ou construídas e a aqüicultura com produção de biomassa vegetal ou animal (METCALF & EDDY, 1991).

A aqüicultura consiste no crescimento de peixes e outros organismos aquáticos para a produção de fontes de alimento. Contudo, na maioria dos casos, o principal objetivo deste sistema é produção de biomassa, sendo o tratamento de esgotos um beneficio auxiliar.

As wetlands naturais são consideradas como destino natural das águas e, por isso, a descarga nelas deve atender aos padrões de lançamento local, com o que tipicamente se estipula se nível de tratamento será secundário ou terciário. Além disso, o principal objetivo de dispor efluentes nestas unidades naturais é o de melhorar o meio existente (METCALF & EDDY, 1991).

Os leitos cultivados construídos oferecem todos os recursos das wetlands naturais, sem as restrições associadas à descarga nelas. Há três tipos de sistemas de leitos cultivados construídos, classificados de acordo com seu fluxo:

 Leitos cultivados superficial (LCFS);  leitos cultivados subsuperficial (LCFSS); e  leitos cultivados vertical (LCFV)

Os leitos cultivados de fluxo superficial (LCFS) são canais com algum tipo de barreira superficial, geralmente o próprio solo, que fornece condições de desenvolvimento para as plantas, sendo que a água flui a uma pequena profundidade (0,1 a 0,3m), também chamadas de zona de raízes ou reed-beds (Figura 13) (VALENTIN, 2003).

FIGURA 13 – Esquema de leito cultivado superficial Fonte: USEPA, 1999 apud VALENTIM, 2003.

Os leitos cultivados de fluxo subsuperficial (LCFSS) são essencialmente filtros lentos horizontais preenchidos com brita ou areia como meio suporte e onde as raízes das plantas se desenvolvem. Não oferecem condições para o desenvolvimento e proliferação de mosquitos e para o contato de pessoas e animais com a lâmina d’água. É muito utilizado no tratamento secundário de efluentes de pequenas comunidades (Figura 14) (VALENTIN, 2003).

FIGURA 14 – Esquema de leito cultivado de fluxo subsuperficial (LCFSS) Fonte: USEPA, 1999 apud VALENTIM, 2003.

Os leitos cultivados de fluxo vertical (LCFV) possuem nível d’água abaixo do meio suporte, impossibilitando seu contato com animais e pessoas. Sistema com grande potencial para nitrificação (Figura 15) (VALENTIN, 2003).

FIGURA 15 – Esquema de leito cultivado de fluxo vertical (LCFV) Fonte: USEPA, 1999 apud VALENTIM, 2003.

O sistema de plantas aquáticas flutuantes funciona de maneira similar ao leito cultivado superficial exceto pela presença das plantas flutuantes (e.g., aguapé e lentilha). A profundidade

para este sistema é maior do que a dos leitos cultivados e tem aeração suplementar para aumentar a capacidade de tratamento e para manter a atividade aeróbia necessária para o controle biológico de mosquitos. Este sistema tem sido usado para remover algas de lagoas e para estabilizar os efluentes de tanques sépticos (VELENTIN, 2003).

Para pequenas comunidades e, particularmente, ecovilas, as tecnologias de tratamento de esgoto sanitário são tanque séptico seguido de algum tratamento complementar, por exemplo, filtro anaeróbio, e sistemas naturais (como as wetlands), dada a simplicidade de construção, operação e manutenção, associada a um custo relativamente baixo. Sistemas mecanizados, tais como lodos ativados, necessitam de mecanização e operação qualificada, além da manutenção e consumo de energia elétrica.