UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
CENTRO MULTIDISCIPLINAR DE PAU DOS FERROS
BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
RAUL SANTOS DE AQUINO
ANÁLISE DA DISPOSIÇÃO E TRATAMENTO DOS EFLUENTES DE ABATEDOUROS
PAU DOS FERROS – RN 2018
RAUL SANTOS DE AQUINO
ANÁLISE DA DISPOSIÇÃO E TRATAMENTO DOS EFLUENTES DE ABATEDOUROS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado a Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA, Campus Pau dos Ferros, em cumprimento às exigências legais como requisito para a obtenção do título de Bacharel em Ciência e Tecnologia.
Orientadora: Espc. Bruna Monallize Duarte Moura
Co-orientadora: Drª. Kyteria Sabina Lopes de Figueredo
PAU DOS FERROS – RN 2018
©Todos os direitos estão reservados à Universidade Federal Rural do Semi-Árido. O conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade do (a) autor (a), sendo o mesmo, passível de sanções administrativas ou penais, caso sejam infringidas as leis que regulamentam a Propriedade Intelectual, respectivamente, Patentes: Lei nº 9.279/1996, e Direitos Autorais: Lei nº 9.610/1998. O conteúdo desta obra tornar-se-á de domínio público após a data de defesa e homologação da sua respectiva ata, exceto as pesquisas que estejam vinculas ao processo de patenteamento. Esta investigação será base literária para novas pesquisas, desde que a obra e seu (a) respectivo (a) autor (a) seja devidamente citado e mencionado os seus créditos bibliográficos.
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus pois ele é o maior responsável por essa realização em minha vida.
Agradeço a minha mãe Joana Cleide, meu pai Raimundo Cosme, meu irmão Hugo Aquino e meu avô José Gerônimo, por toda paciência que teve comigo durante essa jornada e todo incentivo. A minha namorada Thalia Alves que me aguentou em dias estressantes e sempre me incentivou nas horas mais difíceis e ao meu filho Bernardo, a joia mais preciosa que tenho e o maior motivo para que eu siga sempre em frente.
Agradeço à minha orientadora professora Bruna Monallize Duarte Moura e coorientadora professora Kyteria Sabina Lopes de Figueredo por todos os ensinamentos, conselhos, reclamações, paciência enfim, por cada momento do seu tempo disponibilizado por contribuir com a minha formação acadêmica.
Ao amigos que essa caminhada me apresentou, todos aqueles que de forma direta ou indireta contribuíram com palavras de apoio e/ou críticas para que esse momento se tornasse realidade, em especial, Adriano Araújo, Ricassily Lima, Diego Vinicius, Decelmo Júnior, Paulo Henrique, pessoas essas que se tornaram a minha segunda família.
Por fim, agradeço a Talita Costa, Ewerton Victor, Fábio Roque, Victória Ingrid, Joyce Teodoro, Analice Duarte, Daniel Filho, Samilly Brito, Indira Formiga, Valquíria Queiroz, Guilherme Fontes, Ítalo Eduardo, Victor Emanoel, Bruna Lima, Tairine Brilhante, Lilian Magalhães, Liliane Chaves, Maéce Pessoa, Marcelo Augusto, Tiago Teixeira, Gilliarde Pereira, Anderson Carvalho, dentre muitos outros amigos que a UFERSA me apresentou e que vou levar para sempre comigo. Agradeço a vocês por todo apoio e ajuda durante todos esses anos.
RESUMO
Diante do crescimento populacional observado nos últimos anos está o aumento desenfreado no consumo, inclusive no setor de abate. Toda essa ingestão gera uma grande preocupação dos órgãos governamentais tendo em vista que, o aumento deste acaba gerando uma maior quantidade de resíduos que, por sua vez, podem vir a poluir solos e rios. As aplicações de regras de gestão ambiental têm diminuído de forma expressiva a geração de detritos nas indústrias alimentícia. Mas apesar desses avanços, a geração e a destinação são elevados e não estão na maioria das vezes adequados a legislação vigente, o tratamento de efluentes é uma opção para evitar danos ambientais. Dessa maneira, esse trabalho objetivou estudar o tratamento adotado e a disposição dos efluentes gerados em cinco(5) abatedouros localizados na microrregião de Pau dos Ferros. Inicialmente, foi realizado uma pesquisa de campo e identificou-se que esses efluentes gerados são coletados por uma empresa privada e tratados em uma Estação de Tratamento de Esgoto – ETE da própria. Os parâmetros considerados para a análise foram de ordem física, química e biológicas (DBO, DQO, pH, nitrogênio amoniacal, sólidos totais e sedimentáveis, coliformes totais e termotolerantes) dos anos de 2014,2016 e 2018. Os valores obtidos foram comparados com resolução CONAMA nº 430/2011, 357/2005 e CETESBE e calculado a eficiência de remoção após o tratamento realizado. O resultado mostra que o tratamento utilizado é eficaz na remoção de DBO (Demanda bioquímica de oxigênio), DQO (Demanda química de oxigênio), nitrogênio amoniacal e coliformes totais e termotolerantes.
Por outro lado, apresenta baixa eficácia na remoção de sólidos totais e sedimentáveis.
Palavras-Chave: Esgoto industrial, remoção biológica, parâmetros, despejo, matéria orgânica
ABSTRACT
Faced with the population growth observed in recent years is the unbridled increase in consumption, including in the slaughtering sector. All this intake creates a great concern of the governmental organs, since the increase of this ends up generating a greater amount of waste that, in turn, can come to pollute soils and rivers. The applications of environmental management rules have significantly reduced the generation of waste in the food industry. But despite these advances, generation and disposal are high and are not usually adequate to current legislation, effluent treatment is an option to avoid environmental damage. In this way, this work aimed to study the treatment adopted and the disposal of the effluents generated in five (5) slaughterhouses located in the Pau dos Ferros microregion. Initially, a field survey was carried out and it was identified that these generated effluents are collected by a private company and treated at a Sewage Treatment Plant - ETE of the same. The parameters considered for the analysis were physical, chemical and biological (BOD, COD, pH, ammoniacal nitrogen, total and sedimentable solids, total coliforms and thermotolerant) of the years 2014,2016 and 2018. The values obtained were compared with resolution CONAMA nº 430/2011, 357/2005 and CETESBE and calculated the removal efficiency after the treatment performed. The results show that the treatment used is effective in the removal of BOD (Biochemical Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), Ammoniacal Nitrogen and Total and Thermotolerant Coliforms. On the other hand, it presents low efficacy in the removal of total and sedimentary solids.
KEYWORDS: Industrial sewage, biological removal, parameters, dump, organic matter
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Consumo de água em abatedouro por tipo de abate...18
Tabela 2 – Características da eficiência dos principais sistemas de lagoas...20
Tabela 3 – Limites recomendado para a disposição dos efluentes em corpos receptores...32
Tabela 4 – Volume de esgoto coletado por abatedouro........41
Tabela 5 – Parâmetros analisados no ano de 2014...42
Tabela 6 – Parâmetros analisados no ano de 2016...42
Tabela 7 – Parâmetros analisados no ano de 2018...43
Tabela 8 – Padrões para lançamento em um corpo receptor especificados por diferentes órgãos...45
Tabela 9 – pH do efluente bruto e tratado ao logo dos anos estudados...45
Tabela 10 – DBOs do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...46
Tabela 11 – DQOs do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...47
Tabela 12 – Nitrogênio amoniacal do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...47
Tabela 13 – Sólidos totais do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...48
Tabela 14 – Sólidos sedimentáveis do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...49
Tabela 15 – Coliformes termotolerantes do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...50
Tabela 16 – Coliformes totais do efluente bruto e tratado com suas respectivas eficiência...50
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Média de eficiência de remoção...43 Gráfico 2 – Índices pluviométricos de Janeiro a Junho de 2018 do município de São Francisco do Oeste – RN...44
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Processos de abates e tipos de efluentes gerado ...17
Figura 2 - Lagoa anaeróbia e facultativa…...31
Figura 3 – Localização do município de São Francisco do Oeste/RN...35
Figura 4 – Localização da ETE no município de São Francisco do Oeste/RN...35
Figura 5 – ETE no município de São Francisco do Oeste/RN com suas identificações...36
Figura 6 – ETE no município de São Francisco do Oeste/RN com suas dimensões...36
Figura 7 – Curral ...37
Figura 8 – Box para o atordoamento...38
Figura 9 – Local onde ocorre a sangria e calhas de captação...38
Figura 10 – Câmara fria...39
Figura 11 – Processo de abate ...39
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 13
2. OBJETIVOS ... 15
2.1 Geral ... 15
2.2 Específicos ... 15
3. REVISÃO TEÓRICA ... 16
3.1 Abatedouros ... 16
3.2 Resíduos de abatedouros ... 16
3.2.1 Caracterização do efluente ... 16
3.2.2 Tratamento de efluentes de abatedouros ... 18
3.3 Esgoto sanitário ... 20
3.3.1 Características do esgoto sanitário ... 21
3.3.1.1 Características físicas ... 22
3.3.1.1.1 Cor ... 22
3.3.1.1.2 Turbidez ... 22
3.3.1.1.3 Odor ... 23
3.3.1.1.4 Matéria sólida ... 23
3.3.1.1.5 Temperatura ... 23
3.3.2.1 Características químicas ... 24
3.3.2.1.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) ... 24
3.3.2.1.2 Fósforo ... 24
3.3.2.1.3 Nitrogênio... 25
3.3.2.1.4 pH ... 25
3.3.1.3 Características biológicas ... 26
3.3.1.3.1 Microrganismos ... 26
3.3.1.3.2 Indicadores de poluição ou patogênicos... 27
3.3.2 Níveis de tratamento de efluente ... 27
3.3.3 Processos de tratamento ... 28
3.3.3.1 Tratamento anaeróbio ... 28
3.3.3.2 Tratamento aeróbio ... 28
3.3.4 Unidades de tratamento ... 28
3.3.4.1 Lagoa anaeróbia ... 28
3.3.4.2 Lagoa Facultativa ... 29
3.3.4.3 Lagoa de Maturação ... 29
3.3.2.1 Tratamento preliminar ... 29
3.3.2.2 Tratamento primário ... 29
3.3.2.3 Tratamento secundário ... 30
3.3.2.4 Tratamento terciário ... 31
3.3.2.5 Padrões de lançamento exigidos ... 32
4. METODOLOGIA ... 34
4.1 Área de estudo ... 34
4.2 Processo de funcionamento dos abatedouros da Microrregião de Pau dos Ferros 37 4.3 Amostragem e parâmetros verificados ... 40
4.3.1 Cálculo da eficiência ... 40
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 41
5.1 Análise dos dados ... 41
5.2 Parâmetros ... 44
5.2.1 pH ... 45
5.2.2 DBO ... 46
5.2.3 DQO ... 47
5.2.4 Nitrogênio Amoniacal ... 47
5.2.5 Sólidos Totais ... 48
5.2.6 Sólidos sedimentáveis ... 49
5.2.7 Coliformes termotolerantes ... 50
5.3 Destinação final ... 51
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 52
7. REFERÊNCIAS ... 53
13 1. INTRODUÇÃO
O crescimento da população tem refletindo diretamente no aumento do consumo de carne e com isso adveio o aumento das atividades desenvolvidas no setor de abates de bovinos, suínos e ovinos, essas atividades geram um grande volume de resíduos sólidos e efluentes líquidos fortemente danoso ao meio ambiente (PACHECO, 2006).
Nos abatedouros, o consumo de água para realização das atividades é elevado, segundo o Manual de Impactos Ambientais (BNB,1999), a quantidade de água utilizada vária de animal para animal, sendo que para bovinos é usado de 600 a 800 litros, suínos de 300 a 500 litros e ovinos 200 a 300 litros por animal. A água utilizada é transformada em águas residuais e varia conforme os processos que vai desde a matança do animal até a lavagem das máquinas e equipamentos.
As águas residuais de abatedouros têm como principal característica a presença de matéria orgânica proporcionada por partes dos animais, gorduras e sangue. Apresentam também um elevado teor de nitrogênio e fósforo avivando o potencial poluidor do efluente. Dessa forma, para destinação correta desses efluentes, são utilizados processos físicos, químicos e biológicos para o seu tratamento (PACHECO,2006)
Tavares (2010) diz que os abatedouros são fortes poluidores e seus resíduos poluem o solo, a água e o ar, motivando a preocupação com o meio ambiente, que passou a ter maior importância devido a desastres socioambientais que suscitaram o medo e, com isso, começaram a aparecer concepções para um desenvolvimento sustentável. Resultando em uma geração de consumidores com preferência por produtos que gerem menos impacto ao meio ambiente o que impõe um enorme desafio ao setor produtivo, influindo fortemente na competitividade das empresas.
As organizações de todos os tipos estão cada vez mais preocupadas com a obtenção e demonstração de um desempenho ambiental correto, por meio do controle dos impactos de suas atividades, produtos e serviços sobre o meio ambiente, coerente com sua política e seus objetivos ambientais, agem assim dentro de um contexto de legislação cada vez mais exigente, do desenvolvimento de políticas econômicas e outras medidas visando adotar a proteção ao meio ambiente e de uma crescente preocupação expressa pelas partes interessadas em relação às questões ambientais e ao desenvolvimento sustentável (NBR ISO 14001, 2004).
Portanto, avaliar se o sistema usado para tratamento e destinação dos efluentes de abatedouros e as etapas necessárias para garantir a sua disposição correta, assim como o estudo para a identificação do melhor local para a disposição final é de grande relevância
14 socioambiental uma vez que, é necessário compreender como acontece a destinação dos efluentes resultantes das atividades realizadas pelos abatedouros, tendo em vista que a disposição no meio ambiente desses efluentes sem o devido tratamento pode acarretar diversos impactos tanto na esfera ambiental como, também, na saúde da população nos arredores.
15 2. OBJETIVOS
2.1 Geral
Avaliar o tratamento e disposição dos efluentes gerados cinco abatedouros localizados na microrregião de Pau dos Ferros-RN, Brasil.
2.2 Específicos
Conhecer a realidade do Abatedouro Público de Pau dos Ferros-RN.
Obter dados de vazão, volume e carga de contribuição.
Coletar informações de caracterização do efluente de esgotamento sanitário com a empresa responsável pela disposição do efluente.
Analisar a adequação da disposição dos efluentes.
Atestar a eficiência do tratamento aplicado aos efluentes
Caracterização da ETE
16 3. REVISÃO TEÓRICA
3.1 Abatedouros
Abatedouro também popularmente denominado matadouro, frigorífico, ou açougue é uma instalação destinada ao abate, processamento e armazenamento de produtos de origem animal. Se caracterizar como um estabelecimento dotado de instalações adequadas para o abate de quaisquer das espécies de açougue, visando o fornecimento de carne ao comércio interno, com, ou sem dependências para industrialização. Deve dispor, obrigatoriamente, de instalações e aparelhamento para o aproveitamento completo e perfeito de todas as matérias-primas e preparo de subprodutos não comestíveis (BRASIL, 1952)
3.2 Resíduos de abatedouros
De acordo com Costa (2005), os abatedouros assim como os matadouros e frigoríficos se enquadram na classificação de geração de resíduos como agroindústria. Nesse grupo, os resíduos podem conter vísceras, animais abatidos, fragmentos cárneos, intestinos, ossos, pelos, penas, sangues, gorduras, águas residuais, todos podendo ser tratados biologicamente.
O tratamento de resíduos de abatedouros passa por uma fiscalização exigente por parte dos órgãos ambientais, o que o tornou um fator predominante no gerenciamento ambiental das empresas. O uso da água é um fator determinante, pois há um grande consumo em todas as etapas para o processo do abate. (ROCHA MARIA, 2008).
O descarte correto da disposição dos resíduos gerados, as fases do processo tecnológico do abate e a rigorosa política de higiene, antes, durante e após os seus trabalhos, são princípios básicos, cujo respeito constitui a garantia da obtenção de um produto valioso, higiênico e ecologicamente correto (PARDI et al, 1996) De acordo com Nunes (2008), ter o conhecimento necessário sobre as características dos esgotos gerados em uma indústria é de grande valia para o estudo inicial de projetos para determinar qual será o tipo de tratamento mais qualificado.
3.2.1 Caracterização do efluente
De acordo com Tavares (2010), em indústrias de alimentos, como os abatedouros, o grande consumo de água em seus processos para o abate ocasiona um elevado volume de efluente líquido, cerca de 80% a 95% da água utilizada é descartada como efluentes líquido.
17 Estima-se que para o abate de animais bovinos sejam despejados aproximadamente 2500 l/cabeça, sendo maior parte desse consumo destinada as triparias e sanitários (1000 L), salas de matança (900 L) e pátios e currais (600L). Para animais suínos este valor é reduzido a 1200L/ cabeça, sendo distribuído entre sala de matança (300L), currais e anexos (500L) e demais dependências (400 L) (SCARASSATI, et. al, 2003).
Os efluentes gerados com esses despejo elevado de água são caracterizados com uma elevada carga orgânica devido a presença de sangue, esterco, gordura, alto conteúdo de gordura, flutuações de pH em função do uso de agentes de limpeza ácidos e básicos, altos conteúdos de nitrogênio, fósforo e sal. Os rejeitos de abatedouro apresentam também altos valores de DBO e DQO, além da presença de materiais que tendem a apodrecer nestes efluentes, pois entram em estado de decomposição logo depois de ser descartados (PACHECO, 2006).
A Figura 1 mostra dados típicos de alguns parâmetros de efluentes gerados no processo de abate de bovinos.
Figura 1 – Processos de abates e tipos de efluentes gerados
Fonte adaptada: PACHECO, 2006
Para Cavalcanti e Braile (1993) entre os efluentes de abatedouros, o sangue é considerado um dos poluentes mais problemáticos no tratamento, uma vez que a presença dele no efluente atrapalha a formação dos flocos, diminuindo a eficiência no tratamento por coagulação e floculação. Devido a elevada presença de nitrogênio e fósforo, recomenda-se que esse tipo efluente seja tratado separadamente dos demais, já que cargas elevadas desses
18 componentes, quando não tratadas corretamente podem trazer prejuízo ao seu corpo de lançamento.
Os abatedouros necessitam tratar seus efluentes, procurando garantir a adequação aos padrões previstos pela legislação (Resolução nº 357/05; 397/08 e complementada e alterada pela Resolução 430/2011 para aplicação em efluentes sanitários do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA -, que trata dos limites das concentrações nos efluentes e nos corpos receptores em função de sua classe). No abatedouro, há separação dos efluentes líquidos em duas calhas, conhecidas como linhas, são elas, a linha verde, que contém o efluente gerado sem a presença de sangue, por exemplo água utilizada para a lavagem do animal antes do abate, lavagem do pátio, caminhões e a linha vermelha que recebe o sangue, água presente no intestino do animal, a água usada para a lavagem da carcaça do animal. (RIBEIRO, 2010).
3.2.2 Tratamento de efluentes de abatedouros
A separação de efluentes por calhas para a linha “verde” ou “vermelha” citado anteriormente, pode ser considerado um tratamento primário. Em seguida ocorre o processo de equalização, concretizada em um tanque de volume e configuração definidas por normas, com vazão de saída constante e com cautelas para minimizar a sedimentação de possíveis sólidos em suspensão, por meio de dispositivos de mistura. Admite absorver variações significativas de vazões e de cargas poluentes dos efluentes líquidos a serem tratados, diminuindo os picos de carga para a estação de tratamento. Isto facilita e permite aperfeiçoar a operação da estação como um todo, contribuindo para que se atinjam os parâmetros finais desejados nos efluentes líquidos tratados (PACHECO,2008)
Segundo Pacheco (2009) o setor cárneo nacional, após alto investimento nos elos da cadeia produtiva, sofreu acelerada expansão na criação e consequentemente no aumento do despejo de resíduos provenientes das indústrias de processamento de carne. Isso se dá ao fato da utilização de grandes quantidades de águas em todos os processos para o abate do animal.
A seguir, a Tabela 1 mostra a quantidade de água necessária para que possa ser abatidos tipos de animais em um abatedouro.
Tabela 1 – Consumo de água em abatedouro por tipo de abate
Abates Consumo L/cabeça
Aves 25 - 50
Bovinos 2500
Suínos 1200
Fonte adaptada: SCARASSATI (2003)
19 Pode-se visualizar através da tabela 1 a enorme utilização de água para essas atividades, produzindo um efluente oriundo do processamento da carne. Esses efluentes são altamente poluentes, pois apresenta uma alta carga de matéria orgânica e microbiológica, que despejado de maneira inadequada na natureza pode causar sérios problemas ambientais. Com isso, o processamento e a destinação adequada deve se dado a todos os resíduos do abate, atendendo às leis e normas vigentes, sanitárias e ambientais (PARDI et al.,2006).
Para Scarassati (2003) os processos de tratamento comumente usados na depuração dos despejos de Abatedouros e Frigoríficos são: Processos Anaeróbios; Sistema de Lagoas Aeróbias; Lodos Ativados e suas Variações; Filtros Biológicos de Alta Taxa; Discos Biológicos Rotativos (Biodiscos).
Segundo o mesmo autor, os processos anaeróbios são os mais apropriados para purificar despejos oriundos de abatedouros. As características desses tipos de efluentes são os requisitos fundamentais para o êxito do tratamento anaeróbio que são as altas cargas de DBO e de sólidos em suspensão. As bactérias anaeróbias, degrada os despejos orgânicos em gases (principalmente metano e gás carbônico) com a produção de ácidos intermediários.
A eficiência de remoção de DBO nesse tipo de lagoa varia na ordem de 50% a 60%. A DBO que ainda está presente no efluente possui altas taxas, implicando na necessidade de um outro tipo de tratamento posterior. A mais utilizada para tal processo são as lagoas facultativas (VON SPERLING,1996).
Ainda segundo Scarassati (2003) o sistema de lagoas aeróbias são projetadas com tempo de retenção variando de 2 a 10 dias com uma profundidade de lâmina d’água de 2,4 a 4,5m.
Nesse tipo de tratamento ocorre uma espécie de turbulência, quando não é suficiente para manter os sólidos do fundo em suspensão, ocorre a degradação anaeróbia dos rejeitos. Por outro lado, quando existe a turbulência suficiente, o sistema se aproxima de uma aeração prolongada.
As lagoas aeradas, como o próprio nome já diz, são aeróbias. Os aeradores servem para oxigenar o meio e manter os sólidos em suspensão dispersos no meio líquido. O tempo de detenção nesse tipo de lagoa é de 2 a 4 dias. O efluente desta não possui uma qualidade adequada para o lançamento direto, pelo simples fato de ainda existir altos teores de sólidos em suspensão. Por isso, o efluente é passado para outras lagoas chamada de lagoas de decantação para que ocorra a sedimentação e estabilização (Ibid).
O método de tratamento por lodos ativados é o mais eficiente e utilizado nos abatedouros. Existe vários desses sistemas, e a sua escolha dependerá do grau de tratamento que deseja realizar. São eles lodos ativados convencionais, lodos ativados com aeração prolongada e lodos ativados com fluxo intermitente. Os processos de lodos ativados, às vezes,
20 podem ser associados a outros métodos de tratamento, como lagoas anaeróbias e filtros biológicos (Ibid)
Um outro sistema de tratamento são os filtros biológicos de alta taxa que tem a finalidade de diminuir as cargas dos despejos de abatedouros e seus picos. Em muitos casos, esse dispositivo é usado antecedendo outro tipo de lodo ativado e sua principal função é suavizar as cargas de choque e reduzir as cargas de DBO inicial (Ibid).
Os discos biológicos rotativos, ou biodiscos, geralmente são plásticos e de peso leve que giram em torno de um eixo horizontal. Esse eixo é a lâmina d’agua onde metade do disco fica imerso no esgoto e a outra exposta ao ar (Ibid).
As bactérias formam uma película aderida ao disco que quando exposta ao ar é oxigenada. Esta quando novamente em contato com o efluente contribui para a oxigenação deste. Quando esta películacresce demasiadamente, ela se desgarra do disco e permanece em suspensão do meio líquido devido ao movimento destes contribuindo para um aumento daeficiência (SCARASSATI, 2003, pag.7).
A Tabela 2 apresenta a eficiência para remoção dos parâmetros físicos químicos dos principais sistemas de lagoas de estabilização.
Tabela 2 – Características da eficiência dos principais sistemas de lagoas
Item geral Item específico Sistemas de lagoas
Facultativo Anaeróbia Aerada
Eficiência DBO (%) 75-85 75-85 75-85
DQO (%) 65-80 65-80 65-80
Sólidos sedimentáveis (%) 70-80 70-80 70-80
Amônia (%) < 50 < 50 < 30
Nitrogênio (%) < 60 < 60 < 30
Fósforo (%) < 35 < 35 < 30
Coliformes (%) 90-99 90-99 90-99
Fonte: ROCHA MARIA apud VON SPERLING, 2008
3.3 Esgoto sanitário
O esgoto pode ser denominado como sendo as águas residuais de uma comunidade, podendo ser classificado de diferentes formas de acordo com a sua utilização. A NBR 9648 (ABNT, 1987), classifica os esgotos em esgoto doméstico e sanitário.
21 Segundo Nuvolari (2011), o esgoto doméstico é aquele resultante do despejo de líquidos provenientes de águas usadas para a higiene e necessidades fisiológicas humanas. Já o esgoto sanitário é aquele despejo líquido constituído de: a) esgoto doméstico e industrial, proveniente de residências, instalações comerciais, públicas e privadas, b) água de infiltração, água que entra sem controle na rede de esgoto, procedente do subsolo ou águas pluviais provenientes de vazamentos em canalizações de edifícios e c) contribuição pluvial: água de escoamento superficial (MONTSORIU, 1987).
O esgoto industrial é classificado pela NBR 9800 (ABNT, 1987), como o despejo líquido proveniente do estabelecimento industrial, compreendendo efluentes gerados por processo industrial, águas de refrigeração poluídas, águas pluviais poluídas e esgoto sanitário de funcionários sendo caracterizado como qualquer despejo líquidos proveniente das áreas de processamento industrial, incluindo os originados nos processos de produção, ou seja, as águas de lavagem de operação de limpeza e outras fontes.
Ao serem despejados com os poluentes característicos de cada tipo de esgoto, os efluentes líquidos gerados causam a alteração da qualidade nos corpos receptores, e consequentemente, a sua degradação. Como sabemos, o desenvolvimento urbano e industrial ocorreu ao longo dos rios, que era utilizado principalmente para o abastecimento, irrigação e para os despejos de seus dejetos. O aumento da população e do número de indústrias, afeta diretamente o corpo d’água, pois aumenta o número de vezes de recebimento dos dejetos urbanos e industriais no mesmo corpo receptor (DORNELLES, 2009).
3.3.1 Características do esgoto sanitário
As características e quantidade dos esgotos gerados em uma comunidade são função do uso pela qual a água utilizada foi submetida, podendo variar com o clima, a situação social e econômica da população e os hábitos. (MINISTÉRIO DAS CIDADES,2008)
Isso colabora para as alterações das características dos esgotos sanitários, não apenas pertinentes ao fluxo gerado, mas também em termos de composição e concentração. Essa variação está ligada as atividades humanas, industriais e condições climáticas, sobretudo em redes onde o esgoto é misturado com água proveniente de higiene pessoal, águas de refrigeração de caldeiras industriais, escoamento de telhados, calçadas, etc. (POTIER & PONS, 2006).
De acordo com Von Sperling (1986), o esgoto sanitário contém, aproximadamente, 99,9% de água, todo o restante é a fração que inclui sólidos orgânicos e inorgânicos, suspensos
22 e dissolvidos, que se lançados sem devido tratamento podem gerar sérios problemas ao ecossistema e consequentemente à vida humana
A FUNASA (2004), afirma que as principais características que devem ser analisadas para o esgoto sanitário são: temperatura, cor, turbidez, odor, variação de vazão, DBO, DQO, microrganismos e indicadores de poluição. Podendo ainda ser citados: Nitrogênio Amoniacal (NA), Sólidos Totais (ST), Sólidos Totais Fixos (STF), Sólidos Totais Voláteis (STV).
3.3.1.1 Características físicas
Caracterizam-se principalmente por partículas sólidas que podem ser fisicamente separáveis dos líquidos, estas, encontram-se em suspensão, coloidais ou até dissolvidas dependendo do seu tamanho (VON SPERLING,1996). De acordo com Alegre (2004), para a definição dos parâmetros físicos, é necessário determinar as seguintes características: cor, turbidez, odor, matéria sólida e temperatura.
3.3.1.1.1 Cor
É uma propriedade das substâncias diluídas na água. A cor cinza é proveniente de um esgoto fresco, já a cor preta advém de um esgoto séptico com uma decomposição parcial. Outros tipos de cores, pode ser atribuído a despejos industriais, por exemplo, despejos de industrias de tintas. (VON SPERLING,1996).
3.3.1.1.2 Turbidez
É causado por uma grande variedade de partículas sólidas em suspensão que interferem na transparência da água como plânctons, microrganismos, argilas e matéria orgânica. A turbidez pode ser definida como a medida da interferência à passagem da luz provocada pelas partículas em suspensão, causando a reflexão ou até mesmo a absorção da luz, dependendo da granulometria e da concentração de matéria sólida. Partículas grandes causam pequena turbidez, mesmo em grandes concentrações, por outro lado, partículas pequenas, causam uma maior turbidez. Águas que apresenta altos valores de turbidez reduz a eficiência no tratamento e modifica o sabor e o odor da água (COMUSA,2017).
23 3.3.1.1.3 Odor
Característicos dos esgotos, são ocasionados por gases desenvolvidos no processo de decomposição (JORDÃO, 1995). O odor pode variar de acordo com o tipo de esgoto, os esgotos frescos apresentam um odor oleoso, o esgoto séptico um odor fétido e esgotos industriais odores diferentes e específicos (VON SPERLING,1996).
3.3.1.1.4 Matéria sólida
A matéria sólida pode ser classificada referente ao seu tamanho como dissolvidos e em suspensão (SANTOS, 2009). Matéria sólida dissolvida são localizadas facilmente nas águas devido a deterioração de rochas por intemperismo e, em grandes porções é decorrente do lançamento de efluentes domésticos e industriais. O excesso dessa matéria na água pode alterar seu sabor. Já a matéria sólida em suspensão é originada pelo transporte de solos por escoamento superficial, devido a erosão, desmatamento do leito da bacia e disposição de efluentes. A demasiada concentração deste tipo de matéria aumenta a turbidez, prejudicando a vida aquática, alteração na cor e odor da água (GLEBER, 2002). Apesar que a presença de sólidos no esgoto constitua uma parcela mínima, (cerda de 0,08% é sólidos os outros 99,92% é água) uma vez separados na estação de tratamento, poderão representar uma quantidade muito elevada, de difícil descarte final e com possíveis impactos ambientais (PESSOA & JORDÃO, 2009)
3.3.1.1.5 Temperatura
A temperatura da água aumenta ou diminui dependendo da velocidade das reações químicas, do metabolismo dos microrganismos e da solubilidade das substâncias existentes no meio, sofrendo influência por fatores naturais e antrópicos. Os naturais, derivados do clima de cada região e os antrópicos, derivados da ação humana como despejos industriais e águas de refrigeração de máquinas e caldeiras (BÁRBARA, 2006; LIBÂNIO, 2005). Além disso, tem influência na atividade microbiana, na solubilidade dos gases e na viscosidade dos líquidos.
(VON SPERLING,1996).
24 3.3.2.1 Características químicas
Segundo Pessoa e Jordão (2009), a origem dos esgotos permite classificar as características químicas em dois grandes grupos: da matéria orgânica e da matéria inorgânica.
3.3.2.1.1 Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) DBO é a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea (VON SPERLING,1996). É de fundamental importância para determinar o nível de poluição de um efluente, ou seja, um índice de concentração de matéria orgânica por uma unidade de volume de água residuais.
Segundo o mesmo, os esgotos domésticos, possuem uma DBO da ordem de 300 mg/l, ou seja, 1 litro de esgoto consome aproximadamente 300 mg de oxigênio, em 5 dias no processo de estabilização da matéria orgânica carbonácea.
Para Scarassati (2003) um esgoto proveniente de um matadouro, devido à alta taxa de carga orgânica sua DBO é na faixa de 800 a 32000 mg/l. Devido a isso, são altamente putrescíveis, podendo provocar fortes odores.
O teste de DQO mede o consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da matéria. O teste de fornece uma indicação do oxigênio requerido para a estabilização da matéria orgânica, não sendo afetado pela nitrificação, dando uma indicação da oxidação apenas da matéria orgânica carbonácea, sendo uma de suas limitação o fornecimento da taxa de consumo da matéria orgânica ao longo do tempo (VON SPERLING,1996).
3.3.2.1.2 Fósforo
O fósforo total no esgoto apresenta-se como fosfatos, nas seguintes formas (IAWQ, 1995).
Inorgânica (polifosfatos e ortofosfatos) – origem principal nos detergentes e outros produtos químicos domésticos
Orgânica (ligada a compostos orgânicos) – origem fisiológica
Segundo Von Sperling (1996) os ortofosfatos são disponíveis de forma direta para o metabolismo biológico, sem necessidade de conversões a formas mais simples. Pode ser encontrados na água na forma de solo, detergentes, fertilizantes, despejos industriais e esgotos domésticos. Os polifosfatos são moléculas mais complexas com dois ou mais átomos de
25 fósforo, se transformam em ortofosfatos pelo mecanismo de hidrólise. O fósforo orgânico é encontrado nos esgotos domésticos típicos e possuem uma baixa importância, diferentemente de águas residuais industriais e lodos oriundos do tratamento de esgotos que possuem uma grande importância. No tratamento de esgotos e nos corpos d’água receptores, o fósforo orgânico é transformado em inorgânico, mais precisamente em ortofosfatos.
3.3.2.1.3 Nitrogênio
Na água, o nitrogênio pode ser proveniente naturalmente, de matérias orgânica e inorgânica e de chuvas, bem como, pode ser de origem antrópica, através do lançamento de efluentes domésticos, industriais e de defensivos agrícolas no corpo hídrico (BÁRBARA,2006).
No meio aquático o nitrogênio pode ser encontrado nas formas: nitrogênio molecular (N2), nitrogênio orgânico dissolvido, amônia (NH3), íon amônio (NH4+), nitrito (NO2-), nitrato (NO3-) (VON SPERLING, 1996).
Segundo Von Sperling (1996) o nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento de algas, podendo por isso, em certas condições conduzir a fenômenos de eutrofização de lagos e lagoas. No tratamento de esgotos o nitrogênio é um elemento indispensável para o crescimento dos microrganismos responsáveis por tal ato
Ainda segundo o mesmo, em um curso d’agua, a determinação da forma predominante do nitrogênio pode fornecer indicações sobre o estágio da poluição eventualmente ocasionada por algum lançamento de esgotos a montante. Se esta poluição é recente, o nitrogênio estará basicamente na forma de nitrogênio orgânico ou amônia e, se antiga, basicamente na de nitrato (as concentrações de nitrito são normalmente mais reduzidas)
A amônia total é a soma das formas ionizada (NH4+) e amônia livre (NH3). A proporção das mesmas depende do pH, sendo que para pH alcalino (maior que 9,0) a forma não ionizada é predominante (GLEBER, 2002).
3.3.2.1.4 pH
O pH é um parâmetro utilizado para determinar a concentração de íons hidrogênio (H+) e serve para medir o grau de acidez. É definido como o logaritmo negativo da concentração do íon-hidrogênio. A faixa de pH ideal a existência de maior diversidade biológica é entre 6 a 9.
Elevadas concentrações de íons hidrogênio nos esgotos dificulta a realização de tratamento biológico (LINS, 2010 apud METCALF & EDDY, 2003, p.57).
26 Este, influência diversas reações que ocorrem durante o tratamento de esgoto, tais como a precipitação química de metais tóxicos, à oxidação química de cianeto e o arraste de amônia convertida à forma gasosa ocorrem em pH elevado, à redução do cromo hexavalente à forma trivalente ocorre em pH baixo (LINS,2010 apud CETESB, 2009, p. 24).
3.3.1.3 Características biológicas
As principais características biológicas dos esgotos são os microrganismos e o indicadores de poluição, conhecido também como patogênicos.
3.3.1.3.1 Microrganismos
Os organismos mais encontrados em esgotos são as bactérias, fungos, protozoários, vírus e as algas (NUVOLARI, 2011).
Segundo Nuvolari (2011), a grande maioria das bactérias são unicelulares procariontes, também chamadas de protocélulas, se reproduzem por divisão celular, possuem tamanho de 0,5 a 1 µm, não possuem um núcleo definido, são filamentosas e sua absorção de nutrientes se dá pela membrana celular. Possui um papel de grande importância, pois são elas que decompõem e estabiliza a matéria orgânica.
Segundo o mesmo autor, os fungos sob certas condições aparecem, mas, são indesejáveis e a maioria é filamentosa formada por filamentos de estruturas finas e delgadas. É um organismo aeróbio o que permite seu controle por anaerobiose temporária.
Ainda segundo o autor, os protozoários se alimentam por fagocitose, ou seja, de bactérias dispersas. No decantador secundário isto se torna uma vantagem, uma vez que bactérias dispersas não sedimentam e acabam saindo com o efluente tratado. A morte desses microrganismos pode ser um indicador da ocorrência de produtos tóxicos.
Vírus são os organismos parasitas, formados pela associação de material genético DNA ou RNA e uma carapaça proteica. Causam doenças e podem ser de difícil remoção no tratamento de água ou do esgoto (VON SPERLING,1996).
As algas apresentam grande número de formas e dimensões. Em lagos e lagoas, a reprodução de algas é excitada com o lançamento de efluentes de estações de tratamento ricos em nitratos e fosfatos, se torna indesejável quando essa reprodução ocorre de forma descontrolada e deve ser limitado (SILVA,1979).
27 3.3.1.3.2 Indicadores de poluição ou patogênicos
Os indicadores de poluição ou microrganismos patogênicos surgem no esgoto a partir de resíduos liberados na excreção de indivíduos doentes. Para Nuvolari (2011) as bactérias do grupo coliforme, por estarem presente em grande número no trato intestinal de animais de sangue quente e humanos e por ser eliminados pelo excremento destes, constituem o indicador de contaminação fecal, sendo o mais utilizado no mundo. Os principais indicadores microbiológicos são coliformes totais (CT) e termotolerantes.
A classificação dos coliformes segundo Silva (1997), apresenta o grupo de Coliformes totais que incluem as bactérias na forma de bastonetes Gram-negativos, não esporogênicos, aeróbios ou aeróbios facultativos, capazes de fermentar a lactose com produção de gás, em 24 a 48 horas a 35º C. Apresenta-se cerca de 20 espécies, dentre as quais encontram-se tanto bactérias originárias do trato intestinal de humanos e outros animais de sangue quente. Pode-se desenvolver na natureza e ser transportados para o esgoto através de água de lavagem. O esgoto bruto apresenta cerca de 109 a 1012 org/hab/dia (LINS,2010).
Segundo Lins (2010), coliformes termotolerantes são um subgrupo dos coliformes totais, estes são tolerantes a temperaturas mais elevadas, sendo praticamente de origem fecal.
A Escherichia coli é a principal bactéria dos coliformes fecais, abundantes em excrementos humanos e de animais, logo, é a única que dá garantia de contaminação exclusivamente das fezes. O esgoto bruto pode conter certa de 108 a 1011 org/hab/dia.
3.3.2 Níveis de tratamento de efluente
De acordo com o art.1º da Lei nº 11.445 de 2007, os processos de tratamento empregados nos esgotos deve-se, primeiramente seguir a legislação ambiental, onde é definido e estabelecido as diretrizes nacionais para o Saneamento Básico, assim como para a Política Federal de Saneamento Básico (BRASIL, 2007). Os métodos utilizados devem levar em conta a composição do efluente e os padrões que pretende-se atingir para a retirada de substâncias indesejáveis da água. De princípio, inicia-se com processos físicos, tendo como objetivo remover sólidos de maior dimensão e os líquidos que não conseguem se misturar na água como óleos ou gorduras, os quais não podem ser expelidos. E depois realiza-se processo químico ou biológico para minimizar outros contaminantes (MALDANER, 2008).
28 Segundo Nunes (2008), os procedimentos realizados em uma estação de tratamento de esgoto são divididos em quatro, são eles: Tratamento preliminar, primário, secundário e terciário.
3.3.3 Processos de tratamento
3.3.3.1 Tratamento anaeróbio
Tratamento anaeróbico consiste num processo biológico, no qual a união de diferentes tipos de microrganismos, na insuficiência de oxigênio molecular, promove a transformação de compostos orgânicos complexos como carboidratos, proteínas e lipídios, em produtos mais simples como metano e gás carbônico (CHERNICHARO et al, 2001).
Neste tratamento, procura-se acelerar a digestão, criando condições favoráveis, tais como sustentação da grande massa de bactérias ativas, intenso contato entre o material orgânico do afluente e a massa bacteriana do sistema, temperatura e pH ótimos, presença de nutrientes e ausência de materiais tóxicos (FAGUNDES, 2010).
3.3.3.2 Tratamento aeróbio
O tratamento aeróbio, diferentemente do tratamento anaeróbio, os microrganismos degradam as substâncias orgânicas que são assimiladas como "alimento" e fonte de energia, mediante processos oxidativos. Neste processo, o efluente se submete a temperaturas específicas, pH e oxigênio dissolvido controlados, além de satisfizer a relação da massa com os nutrientes de DBO que variam com a biota formada em cada estação. As bactérias responsáveis pela a realização desde processo de eliminação de matéria orgânica são, em sua maioria, heterótrofas aeróbias e facultativas que agenciam a remoção com mais eficiência (TERA, 2013)
3.3.4 Unidades de tratamento
3.3.4.1 Lagoa anaeróbia
Lagoa anaeróbia é um sistema de tratamento biológico em que a estabilização da matéria orgânica é realizada predominantemente por processos de fermentação anaeróbia, imediatamente abaixo da superfície, não existindo oxigênio dissolvido (SAAE, 2006).
29 3.3.4.2 Lagoa Facultativa
Sistema de tratamento biológico em que a estabilização da matéria orgânica ocorre em duas camadas, sendo a superior aeróbia e a inferior anaeróbia, simultaneamente. (Ibid).
3.3.4.3 Lagoa de Maturação
Processo de tratamento biológico usado como refinamento do tratamento prévio por lagoas, ou outro processo biológico. Reduz bactérias, sólidos em suspensão, nutrientes e uma parcela negligenciável da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) (Ibid).
3.3.2.1 Tratamento preliminar
É a primeira etapa do tratamento, tem como objetivo a remoção de materiais grosseiros presente no efluente, gorduras e areia. Para a retirada desses materiais são usados grades, peneiras, caixas de areia e caixas de retenção de óleos e gorduras. Além das unidades de remoção dos sólidos grosseiros, existe também uma unidade para a medição da vazão. Esta, é constituída por uma calha de dimensões padronizadas onde o valor medido do nível do liquido pode ser correlacionado com a vazão (VON SPERLING,1996).
3.3.2.2 Tratamento primário
Visa a remoção de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica, predominando os mecanismos físicos (GIORDANO, 1999)
Os efluentes, após passarem pelas unidades de tratamento preliminar, contêm ainda os sólidos em suspensão não grosseiros, os quais podem ser parcialmente removidos em unidade de sedimentação. Uma parte significativa destes sólidos em suspensão é compreendida pela matéria orgânica em suspensão. Assim, a sua remoção por processos simples como a sedimentação implica na redução da carga de DBO dirigida ao tratamento secundário, onde a sua remoção é de certa forma mais custosa (VON SPERLING,1996).
30 3.3.2.3 Tratamento secundário
A finalidade desse tipo de tratamento é a remoção da matéria orgânica diluída e matéria orgânica em suspensão. Sua principal característica é a utilização de uma fase biológica (NUNES,2008). Esses processos são concebidos de forma a acelerar os mecanismos de degradação que ocorrem naturalmente nos corpos receptores. Assim, a decomposição dos poluentes orgânicos degradáveis é alcançada, em condições controladas, em intervalos de tempo menores do que nos sistemas naturais. Os procedimentos mais conhecidos nesta etapa é o processo de lagoa de estabilização que são unidades especialmente construídas com a finalidade de tratar os esgotos. (VON SPERLING,1996).
Segundo Von Sperling (1996) na lagoa facultativa o DBO particulado/matéria orgânica em suspensão tende a sedimentar, vindo a constituir o lodo de fundo, sendo convertida anaerobicamente por bactérias no fundo da lagoa, ao passo que o DBO solúvel/matéria orgânica dissolvida é estabilizada aerobiamente por bactérias dispersas no meio líquido. O oxigênio utilizado pelas bactérias aeróbias é disponibilizado pelas algas presentes através da fotossíntese.
Normalmente, apresentam profundidades entre 1,5 a 2 metros.
O processo de lagoas facultativas, apesar de possuir uma eficiência satisfatória, requer uma grande área e muitas vezes não disponível nas localidades aonde se constrói esses tipos de lagoas. Uma destas solução para diminuir este problema é a utilização do sistema de lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas (VON SPERLING,1996). Elas são dimensionadas para receber cargas orgânicas elevadas de ordem de 0,04 a 0,08 kg DBO/dia*m³, que resulta em ausência de oxigênio dissolvido no meio líquido. A altura de lâmina d’água varia de 2,5 a 4,5 m e o tempo de detenção varia de 3 a 6 dias (UEHARA, 1989).
O esgoto bruto entra numa lagoa de menores dimensões e mais profunda. Devido essas características, a fotossíntese praticamente não ocorre, tendo em vista à dificuldade da entrada da luz solar. Na avaliação entre o consumo e a produção de oxigênio, o consumo é amplamente superior. Predominam, portanto, condições anaeróbias nessa primeira lagoa, com isso, recebem o nome de lagoa anaeróbia (VON SPERLING,1996).
Segundo o mesmo autor, as bactérias anaeróbias apresentam taxas metabólicas e de reprodução mais lenta que as bactérias aeróbias. Sendo assim, a existência desse tipo de bactéria na lagoa anaeróbia durante 3 a 6 dias faz com que a decomposição da matéria orgânica seja apenas parcial, cerca de 50% a 60%. Essa parcial alivia significativamente a carga para a lagoa facultativa.
31 A Figura 2 a seguir, mostra um esquema ilustrativo de uma lagoa facultativa juntamente com uma anaeróbica.
Figura 2 – Lagoa anaeróbia e facultativa
Fonte: https://pt.slideshare.net/bartchristian/sistemas-anaerbios
3.3.2.4 Tratamento terciário
Esse tipo de tratamento tem o objetivo de remover os poluentes específicos (usualmente tóxicos ou compostos não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário. O tratamento terciário não é muito utilizado no Brasil (GIORDANO, 1999).
As lagoas de maturação são empregadas no tratamento terciário dos esgotos permitindo a limpeza do efluente tratado, sendo sua função principal a remoção de patogênicos, sobretudo os coliformes fecais (CF). As lagoas de maturação geralmente são usadas ao final de um sistema de lagoas de estabilização (JORDÃO e PESSOA, 1995).
Esta lagoa possui baixa profundidade o que favorece a produtividade de algas, consequentemente altas concentrações de oxigênio. A possibilidade de percentuais maiores do que 300% de saturação de oxigênio na água pode ser um problema para a vida dos peixes, por exemplo, mas promove desinfecção dos patógenos existentes (JUNGLES,2007). Segundo Maynard et al. (1999), o tratamento de esgotos sanitários em lagoas terciárias para o reuso do efluente tratado na irrigação é de fundamental importância, já que este possui uma satisfatória remoção de patógenos (JUNGLES,2007).
32 3.3.2.5 Padrões de lançamento exigidos
A Tabela 3 mostra os valores dispostos pela resolução nº. 430 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), de 13 de maio de 2011 para o lançamento direto de efluentes oriundos de sistemas de tratamento de esgotos sanitários deverão ser obedecidas as seguintes condições e padrões específicos, são eles:
Tabela 3 – Limites recomendado para a disposição dos efluentes em corpos receptores
Constituinte Limite
Recomendado Unidade
pH 5 a 9 --
Temperatura¹ ≤40 °C
DBO² 120 mg.L-1
Óleos e Graxas³ 100 mg.L-1
Materiais Sedimentáveis 1 mL.L-1
Material Flutuante Ausência --
Nitrogênio amoniacal 20,0 mg.L-1
Fósforo 0,15 mg.L-1
Coliformes totais e termotolerantes4 Ausência --
Fonte: CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE - CONAMA. 2011
¹ A variação de temperatura do corpo receptor não deverá exceder a 3°C no limite da zona de mistura;
² Para o lançamento em lagos e lagoas, cuja velocidade de circulação seja praticamente nula, os materiais sedimentáveis deverão estar virtualmente ausentes;
³ este limite somente poderá ser ultrapassado no caso de efluente de sistema de tratamento com eficiência de remoção mínima de 60% de DBO.
4 Ausência de coliformes totais e termotolerantes em 100 ml de água
A resolução afirma ainda que os responsáveis pelas fontes poluidoras dos recursos hídricos devem realizar o monitoramento para controle e acompanhamento periódico dos efluentes lançados nos corpos receptores, com base em amostragem representativa dos mesmos.
Os abatedouros necessitam tratar seus efluentes, procurando garantir a adequação aos padrões previstos pela legislação (Resolução nº 357/05 e 397/08 do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA -, que trata dos limites das concentrações nos efluentes e nos corpos receptores em função de sua classe). No abatedouro, há separação dos efluentes líquidos em duas calhas, conhecidas como linhas, são elas, a linha verde, que contém o efluente gerado sem a presença de sangue, por exemplo água utilizada para a lavagem do animal antes do abate, lavagem do pátio, caminhões e a linha vermelha que recebe o sangue, água presente no intestino do animal, a água usada para a lavagem da carcaça do animal. (RIBEIRO, 2010).
33 Essa divisão de efluentes é feito para facilitar seu tratamento primário físico-químico permitindo remover e expelir mais e melhor os resíduos que estão em suspensão no efluente, de forma a facilitar e aumentar as possibilidades para sua destinação adequada, consequentemente, diminui a carga poluidora a ser retirada nas etapas posteriores de tratamento.
(DORNELLES,2009)
Esses efluentes carecem de um tratamento antes que sejam lançadas nos mananciais.
Inicialmente, o tratamento pode ser efetuado por meio da decomposição anaeróbia com lodo digerido durante dois a três dias. Passando essa primeira etapa, o efluente pré-tratado, passa por um tratamento biológico completo em lagoas de filtração imediatamente abaixo da superfície com fermentação anaeróbia. Caso haja a existência de uma rede de coleta de esgoto com uma estação de tratamento de esgoto no município, os efluentes podem ser lançados nela, desde de haja um pré-tratamento como a remoção de resíduos sólidos e graxas dos efluentes. (BNB, 1999)
34 4. METODOLOGIA
O conjunto de dados analisados consiste de informações quali-quantitativos e os parâmetros químicos, físicos e biológicos tratadados são referente ao efluente que compõem as lagoas da ETE sendo o efluente acumulado nas lagoas do esgoto industrial gerado por cinco (5) abatedouros da microrregião de Pau dos Ferros.
As variáveis foram apresentadas através de tabelas e gráficos e avaliadas e comparadas com os dados disponíveis com a legislação vigente.
4.1 Área de estudo
Acerca de 5,4 km da zona urbana de São Francisco do Oeste, mais precisamente na zona rural do município, Sítio Arapuá, está localizada a Estação de Tratamento de Esgoto - ETE que presta serviços para outras cidades da região, tais como, Pau dos Ferros, Luis Gomes e São Miguel. A ETE foi projetada para receber, diariamente, cerca de 130 m³ de efluentes de todos os tipos, dentre eles, rejeitos industriais, domésticos e sanitários, de empresas privadas e tanques/fossas sépticas domiciliares.
O município de São Francisco do Oeste situa-se na região do Alto Oeste no Rio Grande do Norte, na microrregião de Pau dos Ferros (Figura 3). Limita-se com o Estado do Ceará e Rodolfo Fernandes ao Norte, Pau dos Ferros e Francisco Dantas ao Sul, Francisco Dantas e Taboleiro Grande ao Norte e ao estado do Ceará ao Oeste. Criado pela lei n° 2.966 de 22 de Outubro de 1966. São Francisco do Oeste/ RN possui uma área de 75,55 km² e uma população de 3.874 habitantes de acordo com o último censo de 2010, possuindo uma densidade demográfica de 51,25 hab/km² de acordo com o Instituto Brasileiro de geografia e estatística - IBGE (2018).
35
Figura 3 - Localização do município de São Francisco do Oeste/RN
Fonte: Adaptado do Google Earth (2018).
Figura 4 mostra a localização da ETE e distância da cidade de São Francisco do Oeste.
Figura 4 - Localização da ETE no município de São Francisco do Oeste/RN
Fonte: Adaptado do Google Earth (2018).
A composição de unidades de tratamento na ETE é constituída por três lagoas anaeróbicas, duas facultativas e três de maturação. A Figura 5 mostra a vista aérea das lagoas da estação de tratamento com suas identificações.
36
Figura 5 - ETE no município de São Francisco do Oeste/RN com suas identificações
Fonte: Autor (2018).
O percurso feito pelo efluente na ETE compreende as seguintes etapas. Os esgotos coletados de abatedouros são despejados no gradeamento a esquerda para a retenção de alguns matérias sólidos de grande dimensão e logo em seguida é destinada a lagoa anaeróbia 3. Na Figura 5 está indicado a passagem do efluente por setas, após a sangria e do tratamento realizado na lagoa anaeróbia 3, o efluente é passado para a lagoa anaeróbia 2, depois para facultativa 2, maturação 3 e por fim, para a maturação 2.
O esgoto doméstico, é despejado no gradeamento a direita para ser destinada a lagoa anaeróbia, após sua sangria e tratamento realizado nessa lagoa o efluente é passado para a lagoa facultativa 1, maturação 1 e por fim, na maturação 2.
Na lagoa de maturação 2, como pode ser visto na imagem, é misturado os dois tipos de esgotos. Após o seu tratamento, o efluente passa por um filtro e água é usada para a irrigação de uma plantação de capim.
As dimensões das lagoas são determinadas na Figura 6.
Figura 6 - ETE no município de São Francisco do Oeste/RN com suas dimensões
Fonte: Autor (2018).
37 4.2 Processo de funcionamento dos abatedouros da Microrregião de Pau dos Ferros
O abatedouro de Pau dos Ferros tem funcionamento semelhante ao descrito por Pacheco (2008), o processo de abate de animais acontece da seguinte forma. Primeiramente ocorre a recepção dos animais transportados por caminhões para o abatedouro e colocados, primeiramente em currais existentes no local (Figura 7). Logo após os animais são inspecionados, separados em grupos de acordo com o tipo, tamanho e massa aparente, ficando em jejum por mais ou menos 24 horas.
Figura 7 – Curral
Fonte: Autor, 2018
Posteriormente, os animais são lavados com jatos de pressão reguladas de água clorada direcionados em todas as direções para permitir uma melhor limpeza da pele e do esterco antes que aconteça o atordoamento.
O atordoamento tem a finalidade deixar o animal inconsciente para o abate. Os animais entram em um corredor estreito chamado de “box” um atrás do outro para o procedimento (Figura 8). O equipamento utilizado para tal efeito normalmente é uma pistola pneumática, porém, alguns abatedouros, que não possuem o aparelho, utilizam pedaços de pau para nocautear o animal na parte inferior da cabeça (nuca). A pistola faz o atordoamento através de uma concussão cerebral que é um tipo de traumatismo craniano causando a perca momentânea da consciência. Após esse processo, os animais são pendurados para ocorrer a sangria.
38
Figura 8 – Box para o atordoamento
Fonte: Autor, 2018
No procedimento da sangria, são realizados cortes nos vasos sanguíneos do pescoço para a retirada do sangue, este é captado por calhas (Figura 9) presentes no chão que tem como destino um tanque de armazenamento de rejeitos. Se tiver outra utilização, o sangue pode ser retirado antes mesmo de chegar ao tanque.
Em seguida, ocorre a esfola e remoção da cabeça. Inicialmente, são cortadas as patas dianteiras para começar o processo de remoção do couro e para o aproveitamento dos mocotós.
As patas traseiras são as últimas a serem removidas. A cabeça é retirada e levada para lavagem.
A próxima etapa é a evisceração, que é o processo que envolve a remoção das vísceras abdominais e pélvicas, intestinos, bexiga e estômago. Após isso, as carcaças são resfriadas em câmaras frias (Figura 10) para diminuir o crescimento microbiano e conserva-la, esse processo recebe o nome de refrigeração.
Figura 9 – Local onde ocorre a sangria e calhas de captação
Fonte: Autor, 2018
39
Figura 10 – Câmara fria
Fonte: Autor, 2018
A última etapa do processo é o corte e a desossa, as carcaças que estavam resfriadas são divididas em pequenas poções para a comercialização ou para o uso em produtos derivados. A Figura 11, a seguir, mostra de maneira resumida todos os processos de abate que acontecem nos abatedouros.
Figura 11 - Processo de abate
Fonte adaptada: SCARASSATI (2003)
40 4.3 Amostragem e parâmetros verificados
O presente estudo foi realizado a partir de dados de relatórios, disponibilizados pela empresa responsável pela Estação de Tratamento de Esgoto localizada na cidade de São Francisco do Oeste.
Para fins de análise utilizou-se os parâmetros de ordem física (sólidos totais, sólidos sedimentáveis, óleos e graxas), química (pH, DBO, DQO e nitrogênio amoniacal) e biológicos (coliformes termotolerantes e coliformes totais) dados referentes ao período junho de 2014, junho de 2016 e junho de 2018, pois estes eram os períodos com maior uniformidade nos dados Os parâmetros químicos, físicos e biológicos analisados correspondem a esgoto gerado nos abatedouros da microrregião de Pau dos Ferros, são dados referentes ao efluente no processo de tratamento distribuído nas lagoas anaeróbicas, facultativas e de maturação. De acordo com os relatórios disponibilizados os parâmetros foram analisados por dois laboratórios diferentes credenciados pelo INMETRO ao longo do período utilizado para esse estudo.
4.3.1 Cálculo da eficiência
Para determinar estatisticamente se há ou não um crescimento na eficiência da ETE, calculou-se a eficiência da estação de tratamento para os anos de análises. Segundo Von Sperling (1996) para calcular a eficiência do tratamento da remoção dos parâmetros, através da equação 1.
Onde,
E = Eficiência de remoção (%);
Co = valor do parâmetro no efluente bruto;
Ce = valor do parâmetro no efluente tratado.
𝐸 = (𝐶𝑜−𝐶𝐶𝑒
𝑜 ) ∗ 100 Equação (1):
Com isso, podemos determinar a eficiência da remoção dos parâmetros em cada processo de tratamento. Os valores de eficiência disponibilizados nos relatórios pela empresa responsável pelo tratamento dos efluentes nos anos de 2014 e 2016, faltando apenas a do ano de 2018.
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5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para análise do tratamento e disposição dos efluentes de abatedouros foram compilados dados de efluente produzidos por cinco abatedouros da microregião de Pau dos Ferros. Os valores obtidos podem ser verificados em gráficos e tabelas a seguir.
5.1 Análise dos dados
A Tabela 4 a seguir, fornece dados de volume do esgoto coletado nos abatedouros que compõem os efluentes das lagoas na ETE. Inicialmente a Estação de Tratamento recebia o efluente gerado em três abatedouros (ABT Pau dos Ferros I e II e ABT São Francisco do Oeste).
A partir de 2018 a estação passou a receber os efluentes das demais cidades.
Tabela 4 – Volume de esgoto coletado por abatedouro
ORIGEM JUNHO 2014
(m³)
JUNHO 2016 (m³)
JUNHO 2018 (m³)
MÉDIA (m³)
ABT.PAU DOS FERROS I 191 224 168 194,3
ABT.SÃO FRANCISCO DO OESTE
86 88 80 84,6
ABT. PAU DOS FERROS II
68 80 56 68
ABT. SÃO MIGUEL - - 100 100
ABT. LUIS GOMES - - 20 20
TOTAL 345 392 424 387
ABT: Abatedouro Fonte: Autor(2018)
Os dados da Tabela 4 mostram os dados de volume gerado por cidade nos anos de 2014, 2016 e 2018. Percebe-se que durante esse intervalo de 4 anos, o volume de esgoto coletado aumentou em 18%, devido a contribuição das lagoas a partir do ano de 2018. A estação possui uma média de coleta de efluente de aproximadamente 387 m³, onde o município de Pau dos Ferros é o que mais produz esgoto de abatedouro dentre os setores estudados, apresentando uma média de aproximadamente 194,3 m³.
As Tabelas 5, 6 e 7 a seguir apresentam dados do efluente bruto (medidos na entrada da estação) e efluente tratado (medidos na da saída da estação) dos parâmetros químicos, físicos e
42 biológicos de Junho de 2014, 2016 e 2018, e a eficiência de remoção do tratamento. Alguns parâmetros não foram descritos nos relatórios disponibilizados pela ETE, em seus respectivos anos, deste modo a variação nos parâmetros de acordo com o ano de referência. Não houve monitoramento de óleos e graxas em nenhum dos anos analisados, mesmo sabendo-se que o efluente em análise pode possuir teores elevados destes.
Tabela 5 – Parâmetros analisados no ano de 2014
Parâmetros Junho 2014
(entrada)
Junho de 2014 (saída)
Eficiência (%)
pH 6,8 8.9 -
DBO 6365 mg/L 53,98 mg/L 99,15
Nitrogênio amoniacal 595,98 mg/L 10,64 mg/L 98,21
Sólidos totais 6554 mg/L 4700 mg/L 28,29
Sólidos sedimentáveis 150 ml/L*H 0 ml/L*H 100
Coliformes termotolerantes 3.2*10^6 1,9*10^5 94,06
Fonte: Autor (2018)
Tabela 6 – Parâmetros analisados em 2016
Parâmetros Junho de 2016
(entrada)
Junho de 2016 (saída)
Eficiência (%)
pH 8.2 10.04 -
DBO 499 mg/l 465 mg/l 6,81
DQO 1615 mg/l 856 mg/l 47
Nitrogênio amoniacal >75 mg/l <0,07 mg/l 99,9
Sólidos totais 7,50 mg/l 10,7 mg/l 0
Sólidos sedimentáveis 6,42 ml/l*h 9,09 ml/l*h 0
Coliformes termotolerantes 15*10^3 2,5*10^2 98,33
Coliformes totais 25*10^3 12,5*10^2 95
Fonte: Autor (2018)
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Tabela 7– Parâmetros analisados em 2018
Parâmetros Junho de 2018
(entrada)
Junho de 2018 (saída)
Eficiência (%)
pH - - -
DBO 633 mg/l 51,1 mg/l 91,93
DQO 1070 mg/l 209 mg/l 80,47
Nitrogênio amoniacal 16,8 mg/l 0,66 mg/l 96,07
Coliformes termotolerantes 93,4*10^3 <1000 98,93
Fonte: Autor (2018)
O Gráfico 1, mostra a eficiência média de remoção dos parâmetros em análise nos anos de 2014, 2016 e 2018. No ano de 2014, a eficiência média de remoção foi de 83, 94 %. No ano de 2016, houve uma considerável redução neste valor, chegando a uma eficiência média de 49,58%, sendo este afetado principalmente pela baixa eficiência de remoção dos parâmetros DBO e DQO, bem como o aumento na concentração de sólidos totais e sedimentáveis, fazendo com que a eficiência de remoção fosse 0. Vale salientar que esse efluente perante os valores estabelecidos pelo CONAMA não poderá ser lançado em corpos d’agua receptor. No ano de 2018, a eficiência se eleva novamente atingindo uma média de 91,85%, a maior dentre os anos podendo ser lançado.
Gráfico 1 – Média de eficiência de remoção
Fonte: Autor (2018)
44 O Gráfico 2 mostra os índices pluviométricos de Janeiro a Junho de 2018. Esse foi o fator primordial para o sangramento da lagoa de maturação para a destinação final do efluente tratado, que até então nunca havia ocorrido devido aos baixos índices pluviométricos dos anos anteriores.
Gráfico 2 – Índices pluviométricos de Janeiro a Junho de 2018 do município de São Francisco do Oeste - RN
Fonte: Autor (2018)
5.2 Parâmetros
A Tabela 8 mostra os principais valores medidos e os padrões para lançamento em um corpo receptor especificados por diferentes órgãos de fiscalização.
