Tratamentos de acabamento

Os tratamentos de acabamento ou terciários, são processos destinados a melhorar a qualidade do efluente resultante do tratamento secundário, de forma a respeitar os limites legais dos parâmetros de descarga, as especificidades do meio recetor ou as exigências do destino final/utilização a dar ao efluente.

São utilizados após uma depuração biológica aeróbia, quando a CQO atinge um nível de 1 a 1,5 gr L-1, ou 90 a 95% de remoção (Pirra, 2005).

O objetivo destes tratamentos é eliminar a poluição solúvel remanescente no efluente, tais como sólidos suspensos e substâncias coloidais e dissolvidas, que não foram removidas durante o tratamento principal. São assim obtidas melhorias ao nível da cor, cheiro, teor de sólidos em suspensão, sais minerais, nutrientes (P e N) e carga orgânica biodegradável.

Alguns dos tratamentos terciários passíveis de serem utilizados são:

● Leito de macrófitas emergentes;

● Leito de areia;

● Filtro de pouzzolanecom recirculação;

● Oxidação química;

● Adsorção em carvão ativado.

Podem ou não estar associados a um processo de coagulação/floculação (utilizando para o efeito, p. ex., sulfato de alumínio), embora não seja vulgarmente utilizado. No entanto, dadas as crescentes exigências associadas à qualidade dos efluentes e mesmo a possibilidade de reutilização da água que estes permitem (p. ex. para rega), a sua generalização, mais tarde ou mais cedo, será uma prática corrente (Cammarota, 2011).

A remoção de nutrientes, filtração e desinfeção são considerados processos de tratamento de acabamento, sendo que nos EVs a desinfeção não é necessária. Noutros efluentes seria feita com cloro, ozono ou radiação ultravioleta (Cammarota, 2011).

6.1. Leito de macrófitas emergentes

É um sistema considerado como um biofiltro, com culturas fixas em suportes (areias, saibros, argila expandida, ou outros), que servem de base de sustentação/enraizamento a plantas, e que têm a capacidade de eliminar os sólidos em suspensão e a matéria orgânica, e ainda de absorver água e nutrientes. As plantas funcionam como filtros, o que permite a sedimentação das partículas em suspensão existentes no efluente. Por sua vez, a função fotossintética das plantas permite que estas disponibilizem O2 aos microrganismos, os quais se fixam na superfície das suas raízes e caules e no respetivo substrato, efetuando a depuração da matéria orgânica (Pirra, 2008 e Arienzo et al., 2009).

O substrato atua ainda como um filtro natural cuja colmatação é contrariada pelo crescimento do sistema radicular das plantas. Este conjunto, instalado ao ar livre, é alimentado por um caudal de efluente devidamente espalhado por toda a superfície do leito, de cerca de 0,1 m3/m2/dia, com CQO inferior a 2 g L-1. A CQO de saída é normalmente inferior a 300 mg L-1 (Jourjon et al., 2001).

Esta técnica exige a regulação, a montante, do caudal e da carga orgânica, o que por sua vez pressupõe a existência de capacidade de armazenamento de efluente já submetido a um tratamento inicial. Inspira-se no funcionamento dos ecossistemas em meio húmido (Pirra, 2008).

Este sistema apresenta como principais vantagens a possibilidade de alimentação, sem decantação prévia, do efluente semi-tratado e a admissão de efluente com CQO relativamente elevada (Arienzo et al., 2009).

Considerando que se baseia em processos físicos, químicos e biológicos idênticos aos que ocorrem em habitats naturais, o leito de macrófitas oferece algumas vantagens do ponto de vista de implementação, nomeadamente a facilidade de integração paisagística e a simplicidade conceptual. Uma análise económica ao respetivo custo de construção revela que este não difere muito do custo de construção de outros sistemas, e apresenta uma redução considerável nos custos de operação e manutenção (Jourjon et al.,2001 e Arienzo

et al., 2009).

Em Portugal as espécies vegetais mais vulgarmente utilizadas são Phragmites

australis (caniço), Thyphia latifólia (foguetes), Cyperus longus (junça) e Scirpus holoschenus (junco). Na Austrália para além da Phragmites australis têm sido testadas

espécies como Schoenoplectus validus e Juncus ingens, sendo que estas proporcionam melhores resultados comparativamente à Phragmites australis (Arienzo et al., 2009).

Este procedimento não foi ainda testado à escala industrial, estando de momento apenas referenciado como um bom método de acabamento (Pirra, 2005).

6.2. Leito de areia

O funcionamento deste sistema baseia-se na aplicação do efluente, de forma intermitente (ciclos de 3 a 4 dias), sobre um maciço filtrante composto por vários leitos de areia de diferentes espessuras (p. ex. 25, 50, 75 e 100 cm), interligados entre si. Durante a infiltração ocorre a depuração, por mecanismos físicos, químicos e biológicos. O tratamento físico é resultante da filtração e o químico ocorre pela adsorção de determinados compostos. A depuração, no entanto, depende principalmente da oxidação bioquímica que ocorre no contato do efluente com as culturas biológicas que se fixam no meio e consomem a poluição solúvel remanescente (Rochard, 1998 e Sítio 5).

6.2.1.Filtração por areia, areia e antracito e membranas semipermeáveis

Trata-se de um processo físico para remoção de matéria em suspensão, microrganismos e sais inorgânicos, sempre que o efluente final não cumpra com as exigências de qualidade relativamente ao parâmetro “sólidos suspensos”. Consiste em remover este material presente no efluente, fazendo-o passar por um material granular. É um processo usado também no tratamento da turvação, cor e remoção de ferro e manganês (Vieira, 2009).

A eficiência da filtração depende do tamanho e da resistência dos flocos formados nos processos que a precedem. Flocos de LA formados depois de um mínimo de 10 horas de arejamento são facilmente removidos. Flocos provenientes de filtros biológicos e de processos químicos de coagulação e floculação são mais frágeis e de remoção mais difícil, exigindo por vezes adjuvantes de filtração para aumentarem a resistência do floco e o desempenho do filtro (Mancuso, 2007).

6.3. Filtro de pouzzolanecom recirculação

O processo é baseado no desenvolvimento de culturas bacterianas fixas no suporte granular proporcionado pela pouzzolane (escórias vulcânicas basálticas muito porosas; nos Açores são conhecidas como “bagacina”). O tratamento é realizado pela combinação de mecanismos de depuração físico e biológico. O mecanismo físico corresponde à filtração natural feita pelo leito altamente poroso, que permite a retenção de matérias grosseiras em suspensão na superfície das escórias.

A depuração biológica baseia-se na formação de um biofilme na superfície das partículas do leito e processa-se em 2 fases: adsorção dos compostos orgânicos e mineralização. Para prolongar o tempo de contato poluição-biomassa no interior das escórias promove-se a recirculação do efluente, mantendo-se a alternância das fases de alimentação e repouso. Esta deve permitir a reconstituição dos teores de O2 da biomassa.

6.4. Oxidação química

Processos como a cloração, ozonização (muito utilizado na desinfeção de água potável), radiação com raios UV e processos baseados no ataque dos radicais hidroxilos têm sido investigados em busca de maior eficiência na eliminação de substâncias (p. ex. CF) sobre as quais os processos físicos e/ou os tratamentos biológicos são pouco eficientes. O processo de oxidação que tem vindo a ganhar maior destaque utiliza em conjunto H2O2 e iões Fe2+ (reagente de Fenton) (Cammarota, 2011).

Lucas (2009) estudou a degradação da carga orgânica presente em EVs, através da combinação de 2 etapas sucessivas. Começou com um tratamento biológico aeróbio com TRH elevado (11 semanas), seguido por um processo de oxidação química, utilizando o reagente de Fenton. A permanência do efluente no reator reduziu a CQO em cerca de 90%. A combinação posterior com o reagente de Fenton conduziu a uma redução final de CQO de 99,5%. Anastasiou et al. (2009), com um procedimento semelhante obtiveram 95% de redução do CQO, após tratamento prévio sequencial aeróbio de um EV em SBR.

6.5. Adsorção em carvão ativado

Esta técnica é vulgarmente utilizada para a remoção de materiais orgânicos solúveis remanescentes após o tratamento biológico, ou após o tratamento físico por coagulação/floculação, sedimentação ou filtração. A utilização de carvão é adotada em diversas situações, incluindo sistemas nos quais a sua aplicação não foi pensada na fase de projeto já que, com pequenas adaptações, é possível a sua implementação. Como inconveniente apresenta o seu elevado custo operacional (Mancuso, 2007).

A adsorção com carvão ativado é uma técnica utilizada com sucesso no tratamento de efluentes contaminados com baixas concentrações de CFs (Rangel e Britto, 2008).

No final do processo de tratamento de que fazem parte alguns ou a totalidade dos níveis apresentados na Tabela 18, e dependendo das caraterísticas do efluente, este pode ter como destino a evacuação em meio hídrico, a reutilização na adega ou a utilização na rega,

sendo esta ultima uma prática comum nos principais países produtores de vinho da europa (Lagoudi et al., 2004), excetuando Portugal.

A aplicação de efluentes urbanos tratados na conservação paisagística ou na agricultura é igualmente praticada noutros países. Esta solução é comum no Egito, nos Emirados Árabes Unidos, na Síria e na Tunísia (Mancuso, 2007). O efluente tratado pode especificamente ser utilizado na rega /fertilização de plantas comestíveis ou não comestíveis (p. ex. nas pastagens), ou mesmo na piscicultura (Hespanhol, 2007).

Na Índia verificou-se um aumento da produtividade agrícola de 2,98 t ha-1 ano na cultura do arroz e 3,45 t ha-1 ano na cultura do trigo, após utilização de efluentes urbanos submetidos a tratamento terciário por lagoas de estabilização (Hespanhol, 2007).

Tabela 18 – Resumo dos níveis de tratamento a que pode ser submetido um efluente

Níveis de tratamento

Descrição Operações e processos

Preliminar Remoção de sólidos grosseiros para evitar danos nos equipamentos a jusante.

Gradagem, desarenação, homogeneização, armazenamento.

Primário Remoção de sólidos suspensos e matéria orgânica geralmente através de decantação.

Químico: neutralização (adição de reagentes químicos e coagulantes); Físico: flotação, decantação, filtração.

Secundário Remoção da maioria da matéria orgânica por processos biológicos, seguidos de processo físico- químico. No processo biológico podem ser utilizados 2 tipos diferentes de tratamento: aeróbio e anaeróbio; no processo físico-químico recorre-se a 1 ou mais decantadores secundários.

Lamas ativadas; leitos percoladores; discos biológicos; lagoas anaeróbias; lagoas aeróbias; lagoas de estabilização; digestão anaeróbia; decantação.

Terciário Aumento da eficiência da remoção de sólidos suspensos dissolvidos, de nutrientes ou compostos tóxicos específicos.

Filtração; adsorção em carvão ativado; troca iónica; osmose inversa; desinfeção; leito de macrófitas, etc.

(Adaptado de Rasquilha, 2010)