CUSTEAMENTO DO SISTEMA INTEGRADO DE LAGOAS DE
ESTABILIZAÇÃO DO DISTRITO INDUSTRIAL DE
FORTALEZA-SIDI VERSUS TRATAMENTO CONVENCIONAL
Salomão Anselmo Silva(1)
Engenheiro Civil e Mestre em Engenharia Civil pela Escola Politécnica da UFPB. PhD pela Universidade de Dundee, Escócia. Professor Titular do Departamento de Engenharia Civil da UFPB. Chefe de Pesquisas da EXTRABES-UFPB.
Gilson Barbosa Athayde Júnior
Engenheiro Civil pela UFPB. Doutorando em Engenharia Sanitária na Universidade de Leeds, Inglaterra. Bolsista do CNPq.
Salena Tatiana Anselmo Silva
Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual da Paraíba. Doutoranda em Microbiologia na Universidade de Liverpool, Inglaterra. Bolsista do CNPq.
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RESUMO
A comparação entre os custos de implantação (US$/m3) de uma solução convencional de tratamento conjunto de águas residuárias industriais e domésticas para o Distrito Industrial de Fortaleza-Ceará e o de um Sistema de 5 lagoas de estabilização em série, que se encontra em operação desde março de 1992, mostrou que a solução adotada promoveu uma economia de 89,5 % em relação à solução convencional, sem se levar em consideração os custos de operação e manutenção inerentes à esta última.
PALAVRAS-CHAVE: Lagoas de Estabilização, Custeamento de Lagoas de
Estabilização, Lagoas de Estabilização em Série.
HISTÓRICO
O Distrito Industrial da cidade de Fortaleza – Ceará, necessitava na década de 80 de uma estação de tratamento para as águas residuárias industriais ali geradas, bem como para as águas residuárias domésticas provenientes dos conjuntos habitacionais construídos em sua periferia, para abrigar a população que trabalha nas indústrias.
Em 1980 foi elaborado um projeto de tratamento convencional integrado das águas residuárias industriais e domésticas provenientes do Distrito Industrial, tendo sido adotada a solução de valo de oxidação.
Em 1986 a partir de um curso sobre tratamento de águas residuárias em Lagoas de Estabilização para o corpo técnico da Companhia de Água e Esgoto do Ceará – CAGECE,
iniciou-se a discussão para a utilização desse método de tratamento de baixo custo em substituição ao convencional, principalmente face às desvantagens tais como: alto custo de implantação e alto custo de operação e manutenção, inerente à este último.
Em junho de 1987 foi concluído o projeto de um Sistema de Lagoas de Estabilização em Série, composto de 5 lagoas sendo uma lagoa anaeróbia A1 seguida de uma lagoa facultativa secundária F1, seguida de uma lagoa de maturação primária M1, seguida de uma lagoa de maturação secundária M2 e finalmente de uma lagoa de maturação terciária M3. A construção desse sistema de lagoas teve sua conclusão e conseqüente entrada em operação em março de 1992.
DESCRIÇÃO DO PROJETO DE TRATAMENTO CONVENCIONAL
A estação de tratamento convencional seria composta de: caixa de areia, valo de oxidação, decantadores, elevatória de lodo ativado, adensadores de lodo, elevatória de lodo adensado, leitos de secagem e tanques de contato.
O projeto foi modulado sendo dividido para efeito de construção em duas etapas de dois módulos cada uma.
Cada módulo da estação de tratamento foi projetado para tratar, uma vazão média igual a 186 l/s, sendo a primeira etapa composta de dois módulos com capacidade para tratar uma vazão média igual a 372 l/s, ou seja 32141 m3/dia.
Ao longo do tratamento teria que ser descartada diariamente uma massa de lodo igual a 5510 kg. Também seria necessário diariamente a extração de 1380 kg de lodo do reator biológico.
Na cloração do efluente final, seria consumido 3600 kg de cloro líquido por mês e a potência instalada na estação seria igual a 1500 KVA, apresentando cada reator biológico ou seja, os valos de oxidação uma densidade energética igual a 22,5 W/m3.
DESCRIÇÃO DO PROJETO DO SISTEMA DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO EM SÉRIE
Para definição das vazões das águas residuárias industriais e domésticas que afluiriam para o tratamento do sistema de lagoas de estabilização em série, foi feita uma pesquisa em cada indústria em operação naquela ocasião, (início de 1987), bem como nos conjuntos habitacionais, que contribuem com a maior parte da vazão das águas residuárias domésticas.
No cômputo geral verificou-se que 56 indústrias do Distrito Industrial de Fortaleza, sendo que 39 já estavam implantadas e 17 em implantação, produziriam uma vazão média igual a 18976,0 m3/dia (219,6 l/s), enquanto que os 7 conjuntos habitacionais, (Timbó, Jereissate I e II, Novo Maracanaú, Acaracuzinho, Cohafor II e Conjunto Distrito Industrial), contribuiriam com 26204 m3/dia (303,3 l/s) de águas residuárias domésticas,
perfazendo um total afluente ao sistema igual a 45180 m3/dia ou seja 522,9 l/s sendo 42,0 % de águas residuárias industriais e 58,0 % de águas residuárias domésticas.
As lagoas foram dimensionadas para uma vazão igual a 45200 m3/dia, com base na tecnologia desenvolvida na Estação Experimental de tratamento de Esgotos Domésticos – EXTRABES que àquela época já detinha 12 anos de experiência em pesquisas com lagoas de estabilização tratando águas residuárias domésticas em Campina Grande no estado da Paraíba.
As tabelas 1 e 2 mostram as características físicas das 5 lagoas que compõem o sistema projetado, o qual além de ser o maior sistema de lagoas de estabilização existente no Brasil, para o tratamento de águas residuárias industriais e domésticas, está incluído entre os dez maiores do mundo para a sua finalidade.
METODOLOGIA UTILIZADA NO CÁLCULO DOS CUSTOS
O levantamento dos custos de todos os itens do projeto referentes à construção da 1ª etapa da solução convencional, ou seja utilizando-se o valor de oxidação, totalizou Cr$ 331.313.042,00 (trezentos e trinta e um milhões, trezentos e treze mil e quarenta e dois cruzeiros) a preços de novembro de 1980.
Tabela 1 - Dimensões das Lagoas de Estabilização. Dimensões a meia
profundidade Dimensões do fundo LAGOA Comprimento (m) Largura (m) Comprimento (m) Largura (m) Anaeróbia – A1 Facultativa Secundária – F1 Maturação - M1 Maturação - M2 Maturação - M3 1055,0 1055,0 1055,0 1055,0 1055,0 30,0 190,0 158,0 158,0 158,0 1047,0 1051,0 1052,0 1052,0 1052,0 22,0 186,0 155,0 155,0 155,0
Tabela 2 - Resumo das Características do Sistema de Lagoas de Estabilização. Área a meia
profundidade Área do fundo D V t* LAGOA m2 ha m2 ha m m3 Dias Anaeróbia – A1 Facultativa Secundária – F1 Maturação – M1 Maturação – M2 Maturação – M3 31650,0 200450,0 166690,0 166690,0 166690,0 3,165 20,045 16,669 16,669 16,669 23034 195486 163060 163060 163060 2,303 19,549 16,306 16,306 16,306 4,0 2,0 1,5 1,5 1,5 126600,0 400900,0 250035,0 250035,0 250035,0 2,8 8,7 5,5 5,5 5,5 TOTAL 732.980,0 73,217 707700 70,770 - 1277605,0 28,0
D = profundidade, m V = volume, m3
t* = tempo de detenção hidráulica, dias ha = hectare
Os custos de construção do sistema de lagoas de estabilização em série englobando: serviços preliminares, construções dos diques (terraplanagem) placas de concreto simples nos taludes, plantação de grama, estruturas de transferência de água entre lagoas, cerca de proteção com arame farpado, calha de concreto para drenagem e portão de controle de acesso, totalizou Cr$ 199.842.287,17 (cento e noventa e nove milhões, oitocentos e quarenta e dois mil, duzentos e oitenta e sete cruzeiros e dezessete centavos) em setembro de 1990.
Vale ressaltar que apesar dos dois custos estarem grafados como Cr$ (cruzeiros), os mesmos têm valores bem distintos, uma vez que a moeda brasileira sofreu as seguintes mudanças entre 1980 e 1990; em agosto de 1984, foi extinto o centavo passando o cruzeiro a ser grafado Cr$ 1; em março de 1986 Cr$ 1000 foram substituídos pelo cruzado Cz$, com o restabelecimento dos centavos (Cz$ 1,00); em janeiro de 1989 Cz$ 1.000,00 foram substituídos pelo cruzado novo NCz$ 1,00 e em março de 1990 a expressão cruzado novo é substituída pelo “cruzeiro” grafado como Cr$ 1,00.
A metodologia de cálculo dos custos atualizados para março de 1992 data de entrada em operação do sistema de lagoas de estabilização foi a seguinte: para o valo de oxidação, dividiu-se o valor do custo apurado com os dados do projeto (11/1980) pela UPC (unidade padrão de capital) de novembro de 1980 e multiplicou-se pelo valor da UPC de 03/1992, dividindo-se em seguida pelo valor médio do dólar americano (US$) de 03/1992 e pela vazão média diária, definindo-se então o CUSTO DO METRO CÚBICO DA CAPACIDADE DE TRATAMENTO INSTALADA (CMCCTI) na estação de tratamento. Com as devidas adaptações o mesmo foi feito para o sistema de lagoas de estabilização. a) CMCCTI da Estação de Tratamento Convencional – Valo de Oxidação
(
) (
)
(
) (
)
média 3 /m 31 , 61 $ US 141 . 32 00 , 988 . 1 56 , 663 29 , 846 . 7 00 , 042 . 313 . 331 Q 03/92 de $ ValordeUS 11/80 de UPC 03/92 de UPC 11/80 em Valor = × × × = × × ×b) CMCCTI do Sistema de Lagoas de Estabilização
(
) (
)
(
) (
)
média 3 /m 42 , 6 $ US 200 . 45 00 , 988 . 1 59 , 716 . 2 29 , 846 . 7 17 , 287 . 842 . 199 Q 03/92 de $ deUS Valor 09/91 de UPC 03/92 de UPC 09/91 em Valor = × × × = × × ×c) Relação entre os CMCCTI
% 47 , 10 1047 , 0 Oxidação de Valo do CMCCTI ção Estabiliza de Lagoas de Sistema do CMCCTI = =
CONCLUSÕES
a) Fica clara a grande vantagem do uso de lagoas de estabilização no tratamento não só de águas residuárias domésticas como também de águas residuárias industriais misturadas ou não com as domésticas.
b) O custo por metro cúbico tratado do sistema de lagoas de estabilização corresponde a 10,5 % do custo que seria pago só com a implantação do tratamento convencional com valo de oxidação.
c) Os custos agregados à solução convencional referentes ao descarte de lodo, energia elétrica, cloro, pessoal especializado, etc, aumentaria ainda mais o custo de cada metro cúbico de água residuária tratada.
AGRADECIMENTOS
Os autores expressam seus agradecimentos às seguintes organizações que apoiam a EXTRABES: UFPB, CAGEPA, CNPq e ODA (UK).
