UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL

MONOGRAFIA DE CONCLUSÃO DE CURSO

REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS: CRITÉRIOS, E ANÁLISE DE PERIÓDICOS

Luiz Henrique Resende de Pádua Belo Horizonte

2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL

Monografia apresentada ao Curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito parcial à obtenção do certificado de Especialista em

Engenharia Sanitária e Ambiental.

Orientador: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo Co-Orientadora: Lívia Cristina da Silva Lobato

Belo Horizonte 2011

Agradeço especialmente à Verona que sempre me apoiou em todas as fases de minha vida e participou comigo do alcance de mais este objetivo. A todos os meus amigos, familiares e professores do DESA pelo incentivo e esforço na conclusão desse trabalho.

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Diretrizes da USEPA para o uso agrícola de esgotos sanitário Tabela 2 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (1989-2005).

Tabela 3 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (2006).

Tabela 4 - Perigos, grupos de risco e metas de saúde de interesse para a avaliação e gerenciamento de risco em piscicultura com a utilização de esgotos

Tabela 5 - Diretrizes da USEPA para usos urbanos de esgoto sanitário

Tabela 6 - Distribuição para descrever a exposição associada ao uso de água reciclada.

Tabela 7 - Parâmetros indicadores da qualidade da água e problemas potenciais aos processos industriais devido às impurezas da água.

Tabela 8 - Qualidade da água recomendada para torres de resfriamento

Tabela 9 - Características químicas médias do efluente da carcinicultura e da água do Rio Jaguaribe utilizados no experimento

Tabela 10 - Parâmetros de avaliação do desempenho do STAR

Tabela 11 - Características físico-químicas e microbiológicas do efluente

Tabela 12 - Comparativa da eficiência da remoção das tecnologias de tratamento avançado em relação aos critérios de reuso

LISTA DE ABREVIATURAS

ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNRH - Conselho Nacional de Recursos Hídricos

OMS – Organização Mundial de Saúde

PROSAB - Programa de Pesquisas em Saneamento Básico STAR – Sistema Tratamento de Águas Residuárias

UFMG – Universidade Federal de Minas Gerais USEPA – US Environmental Protection Agency WHO – World Health Organization

RESUMO

Esta monografia teve por principal objetivo a realização de uma investigação bibliográfica sobre o reuso de águas residuárias, concentrando-se, principalmente, na análise de artigos publicados nos periódicos da Revista Engenharia Sanitária e Ambiental da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA- ABES). Pretendeu-se identificar autores, instituições, principais abordagens teóricas e as diferentes técnicas aplicadas para este fim. Além disso, buscou-se identificar as principais propostas para o reuso da água, as motivações dos autores e das pesquisas em relação às técnicas e ao emprego do reuso, os parâmetros utilizados e a metodologia empregada para o desenvolvimento dessas pesquisas. Também foram observados e levantados alguns dados sobre os principais autores que tiveram seus artigos publicados nos periódicos da área, levando-se em conta a formação e a atuação acadêmica e profissional, a participação em grupos de pesquisa e se o artigo é resultado de trabalhos desenvolvidos no âmbito de programas de pós-graduação. Dessa forma, o presente estudo buscou investigar a produção científica veiculada pela RESA-ABES, observando de que maneira esta contribuiu para a circulação e divulgação de trabalhos realizados em diferentes grupos de pesquisa que debatem a temática do saneamento, particularmente o reuso da água. Compreende-se que os periódicos são os principais veículos de circulação de resultados de pesquisa na área do Saneamento.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ... 8

2 OBJETIVO ... 11

3 METODOLOGIA ... 11

4 NORMAS E CRITÉRIOS DE QUALIDADE PARA O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS ... 12

4.1 Reuso Agrícola ... 14

4.2 Reuso na Piscicultura ... 17

4.3 Reuso Urbano e Industrial ... 18

4.3.1 Uso Urbano ... 18

4.3.2 Uso Industrial ... 21

5 ARTIGOS PUBLICADOS SOBRE O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS 24 5.1 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na agricultura ... 24

5.1.1 Reuso da água em áreas semi-áridas ... 24

5.1.2 Reuso da água na irrigação ... 29

5.2 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na indústria ... 32

5.2.1 Reuso da água em indústria de reciclagem de plástico ... 32

5.2.2 Reuso de água em indústria metal-mecânica ... 37

5.2.3 Reuso de água em indústria de papel ... 42

6 CONCLUSÃO ... 45

REFERÊNCIAS ... 47

1 INTRODUÇÃO

Essa monografia é resultado de interesses despertados ao longo da graduação no curso de Engenharia Civil (UFMG) e, sobretudo, a partir da minha inserção, no Curso de Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental (UFMG). Vale tecer algumas considerações acerca desta trajetória, fundamental para minha identificação com a engenharia sanitária e as questões e problemáticas dessa área.

Durante o período da graduação aproximei-me da Engenharia Sanitária cursando disciplinas como “Tratamento de Águas de Abastecimento” e “Tratamento de Águas Residuárias” que tematizavam as técnicas, processos e operações utilizados no tratamento de águas de abastecimento e de águas residuárias. Estes saberes foram sendo aplicados à prática profissional, com a realização de projetos de saneamento para diversos municípios do estado de Minas Gerais.

Esta inserção na área também motivou a minha entrada no curso de especialização organizado pelo Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA/UFMG).

Neste curso interessou-me, sobretudo, os conteúdos e discussões referentes ao tratamento de águas de abastecimento e residuárias, principalmente, as diferentes técnicas que propõem o reuso dessas últimas.

O reuso de águas residuárias é uma discussão presente nos trabalhos e pesquisas da Engenharia Sanitária, nos quais são propostos métodos e técnicas para essa finalidade.

Estas pesquisas apresentam discussões em torno dos critérios de qualidade - químicos, físicos e biológicos - para o seu reuso e baseiam-se, principalmente, nas diretrizes adotadas no Brasil, nos EUA e as recomendadas pela Organização Mundial de Saúde (OMS).

O foco deste trabalho consistiu em uma investigação bibliográfica sobre o reuso de águas residuárias, concentrando, principalmente, na análise de artigos publicados nos periódicos da área¹. Pretendeu-se identificar autores, instituições, principais abordagens

1Dentre os periódicos investigou-se, principalmente, a Revista Engenharia Sanitária Ambiental organizada pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-ABES). Este periódico classificado como B Qualis pelos critérios da Capes possui tiragem trimestral, recebendo artigos de diversas instituições e pesquisadores, sendo o principal periódico de circulação nacional da área. Dessa forma, torna-se significativo o estudo aprofundado das revistas publicadas entre os anos 2001 a 2009, observando, principalmente os artigos que tenham como temática o reaproveitamento de águas

teóricas e as diferentes técnicas aplicadas para este fim. Além disso, buscou-se identificar as principais propostas para o reuso da água, as motivações dos autores e das pesquisas em relação às técnicas e ao emprego do reuso, os parâmetros utilizados e a metodologia empregada para o desenvolvimento dessas pesquisas. Também foram observados e levantados alguns dados sobre os principais autores que tiveram seus artigos publicados nos periódicos da área, levando-se em conta a formação e a atuação acadêmica e profissional, a participação em grupos de pesquisa e se o artigo é resultado de trabalhos desenvolvidos no âmbito de programas de pós-graduação.

Dessa forma, o presente estudo buscou investigar a produção científica veiculada em periódicos nacionais, observando de que maneira estes contribuem para a circulação e divulgação de trabalhos realizados em diferentes grupos de pesquisa que debatem a temática do saneamento, particularmente o reuso da água. Compreende-se que os periódicos são os principais veículos de circulação de resultados de pesquisa na área do Saneamento.

Outros motivos que nos levaram a investigar a produção referente ao reuso de águas residuárias relaciona-se ao crescente debate em torno desse assunto. A água com qualidade para uso humano, pela sua grande abundância na maior parte do planeta, nunca havia recebido tanta atenção pelos estudiosos e autoridades como hoje. Como recurso natural, aceito como inesgotável por muitos anos, atualmente é considerado como um bem valioso e escasso. Vários são os motivos dessa mudança, quer sejam de ordem natural ou antrópicas, o que se sabe é que, por ter sido mal gerido, não faltam exemplos no planeta, mesmo em áreas de abundância no passado, de sua escassez, como o rebaixamento de lençóis freáticos, o assoreamento de rios e o encolhimento de lagos.

O fato de escolhermos a produção teórica para efetuar a análise tem a ver com dois motivos que não se excluem: a observação da crescente importância que a Engenharia Sanitária apresenta nos últimos anos e, conseqüentemente, o inquestionável incremento das produções ligadas à Engenharia Sanitária nos últimos tempos, que merece ser analisada.

residuárias. Salienta-se que o recorte nesses anos de publicação relaciona-se à disponibilidade desses exemplares no portal da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).

A avaliação da produção científica que propõe a reutilização de águas residuárias assume um papel significativo, já que com este levantamento foi possível avaliar as diferentes técnicas propostas e empregadas com este fim. Além disso, foi possível a comparação da produção realizada nos últimos dez anos e observando-se as vantagens e os limites de cada técnica empregada para o reuso.

2 OBJETIVO

Analisar os artigos publicados nos periódicos da Revista Engenharia Sanitária e Ambiental da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA- ABES), que tenham por temática as diferentes modalidades de reuso da água.

3 METODOLOGIA

A metodologia empregada para essa investigação consistiu em uma pesquisa bibliográfica que teve como principal fonte os periódicos publicados nos últimos dez anos, enfocando principalmente a Revista Engenharia Sanitária e Ambiental da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-ABES). Esta pesquisa foi dividida em duas fases. Em uma primeira fase, pretendeu-se mapear, a partir dos exemplares da RESA-ABES, todos os artigos enfocando, principalmente aqueles que tratam do reuso de águas residuárias. Essa fase também consistiu em uma classificação temática dos artigos, observando quais os principais temas divulgados na revista. Para isso, foi necessário o estabelecimento de critérios que permitiram identificar e categorizar os trabalhos, sendo consideradas as temáticas, o referencial teórico, entre outros. Consideramos todos os números do periódico publicados entre os anos 2001 a 2009, disponíveis no Portal da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Este procedimento foi realizado com a leitura dos títulos, resumos e trabalhos completos constitutivos dos exemplares disponíveis no Portal CAPES. Nessa etapa também foi possível identificar autores, suas titulações e as instituições predominantes envolvidas com pesquisas em torno do reuso de águas residuárias.

Este primeiro levantamento ofereceu subsídios para a segunda etapa do estudo, que consistiu em uma análise qualitativa. Nesse momento a análise esteve concentrada naqueles artigos que trataram especificamente do reuso de águas residuárias.

4 NORMAS E CRITÉRIOS DE QUALIDADE PARA O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS

Tendo como principal objetivo discutir o reuso de águas residuárias tomamos, neste trabalho, como principal referência as publicações do Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB), organização composta por redes cooperativas de pesquisa, envolvendo diferentes instituições e pesquisadores, que se dedicam de forma articulada às pesquisas na área do saneamento. O PROSAB tem por finalidade o desenvolvimento e o aperfeiçoamento de tecnologias nas áreas de abastecimento de água, águas residuárias e resíduos sólidos, de forma que esses processos “sejam de fácil aplicabilidade, baixo custo de implantação, operação e manutenção, bem como visem à recuperação ambiental dos corpos d’água e à melhoria das condições de vida da população, especialmente as menos favorecidas e que mais necessitem de ações nessas áreas” (PROSAB, 2006).

Como dito, uma das frentes dessa organização é o desenvolvimento de pesquisas que contemple as técnicas de tratamento de esgoto sanitário e a utilização de efluentes para diferentes fins. Essa proposta envolveu várias instituições de ensino superior articuladas às prefeituras, indústrias e às companhias de saneamento, organizando-se em subprojetos que abordaram temas em torno do reuso das águas residuárias “incluindo o aprimoramento de tecnologias de tratamento que resultassem em efluentes com qualidade compatível com as exigidas para sua aplicação, com segurança do ponto de vista sanitário, econômico e ambiental” (PROSAB, 2006).

Diante do quadro internacional de diminuição da água própria para o consumo humano, do abaixamento do nível dos lençóis freáticos e “encolhimento” dos lagos e rios, mesmo naquelas regiões que não são consideradas como áridas ou semi-áridas, buscou-se compreender melhor a utilização e a presença da água no mundo, não tomando as questões meteorológicas como principal justificativa da escassez. A preocupação com esse recurso também gerou discussões sobre a deterioração dos mananciais de abastecimento causada, principalmente, pela baixa cobertura de tratamento de águas sanitárias. Nesse bojo de discussões consolida-se em todo o mundo a idéia de um uso racional da água, controlando-se a perda e o desperdício e a importância da utilização dos esgotos sanitários para diversos fins. Essa iniciativa de reuso da água tem como principais vantagens, a diminuição da demanda e a preservação de oferta da água, a

reciclagem de nutrientes, ampliação da irrigação e recuperação de áreas improdutivas ou degradadas, a redução do lançamento do esgoto em corpos receptores, diminuindo-se a poluição e a contaminação. A utilização de esgotos sanitários oferece vantagens de natureza econômica, ambiental e social e em situações de escassez de água constitui-se como uma necessidade.

O reuso da água recebe três qualificações quais sejam: o reuso indireto não planejado, quando a água já utilizada é descarregada no meio ambiente, sendo diluída e novamente utilizada; o reuso indireto planejado, que ocorre quando os efluentes são devidamente tratados e descarregados, de forma planejada e controlada, nos cursos d’água e integrados à jusante; por fim o reuso direto planejado, que consiste no tratamento dos efluentes e o seu encaminhamento ao local específico que será reutilizado.

Apesar da reutilização do esgoto ser uma prática há muito tempo utilizada, na atualidade aparece em destaque, ganhando reconhecimento como uma questão que envolve o desenvolvimento sustentável e, conseqüentemente, torna-se uma questão política, envolvendo diretrizes governamentais e políticas de gestão de recursos hídricos. Pouco a pouco, foram se desenvolvendo diretrizes e bases técnicas e científicas para o reuso da água em diferentes países. Apesar desse aumento das políticas públicas e da regulamentação em torno do reuso, em muitos países esse controle é incipiente, muitas vezes realizado por agricultores de forma espontânea, o que pode trazer riscos à saúde pública. Os Estados Unidos foi o primeiro país a organizar e a legislar sobre o reuso do esgoto na agricultura. Posteriormente, a legislação expandiu sua regulamentação para o reuso industrial e urbano. A Organização Mundial de Saúde (OMS) também tem regulamentado, desde a década de 1970, diretrizes para a utilização de águas residuárias e critérios de saúde.

No Brasil, a regulamentação sobre os recursos hídricos inicia-se com a promulgação da lei n. 9433, de 8 de janeiro de 1997, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (BRASIL, 1997). O projeto de lei n. 5296 de 2005, que define diretrizes para os serviços públicos de saneamento básico, faz referência ao reuso da água, como mostra o artigo 10: “São diretrizes relativas ao esgotamento sanitário: incentivar o reuso da água, a reciclagem dos demais constituintes dos esgotos e a eficiência energética, condicionado ao

atendimento dos requisitos de saúde pública e de proteção ambiental pertinentes”

(BRASIL, 2005b). Ainda em 2005, o Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH) pela resolução n.54 estabeleceu as diretrizes, modalidades e critérios para o reuso direto não potável da água, definindo como modalidades o reuso para fins agrícolas e florestais, urbanos, ambientais, industriais e para aqüicultura. A partir dessa regulamentação o reuso da água passa a integrar as políticas de gestão dos recursos hídricos no país (BRASIL, 2006).

A discussão sobre os critérios de qualidade para o reuso de águas residuárias será realizada com base nas diretrizes adotadas nos EUA pela agência ambiental americana - United States Enviromental Protection Agency (USEPA) - e recomendadas pela OMS.

4.1 Reuso Agrícola

Em relação ao reuso de águas residuárias na agricultura, serão discutidos os parâmetros relacionados à saúde, no que se refere ao seu potencial contaminante, não sendo abordados aspectos relacionados à qualidade da água para produção agrícola.

O controle sanitário das águas utilizadas na irrigação irrestrita, como aquelas utilizadas na irrigação de hortaliças e outros alimentos que podem ser ingeridos crus, é de grande importância, pois essas águas podem servir de veiculação de doenças.

A USEPA exige para irrigação irrestrita, um padrão de qualidade de efluentes, semelhante ao padrão de potabilidade da água para consumo humano, ou seja, ausência de coliformes, turbidez 2uT e cloro residual de 1 mg/L. Tais padrões somente podem ser conseguidos com processos rigorosos de tratamento, incluindo filtração e desinfecção (USEPA, 2004).

Porém, para a irrigação restrita, em culturas alimentícias processadas e culturas não alimentícias, a USEPA permite uma maior tolerância no que diz respeito ao padrão bacteriológico, 200 CTer 100mL^-1(USEPA, 2004).

Assegurando tais parâmetros, acredita-se chegar aos seguintes entendimentos: os parâmetros apresentados pela USEPA não contemplam de forma clara os ovos de helmintos. Entretanto, partindo do pressuposto da utilização de processos como filtração, decantação e ou lagoas de estabilização, visando atingir os baixos índices de

turbidez propostos, pode-se conseguir conjuntamente a desinfecção, a remoção através desses processos físicos de tais ovos(PROSAB, 2006).

A seguir é apresentada a Tabela 1 onde são descriminadas as modalidades de reuso de águas residuárias para a agricultura e seus respectivos parâmetros de aceitação de acordo com a USEPA.

Tabela1 - Diretrizes da USEPA para o uso agrícola de esgotos sanitário

ND: não detectável; C Ter: coliformes termotolerantes; CRT: cloro residual total. (1) Culturas alimentícias processadas comercialmente são aquelas que recebem processamento físico ou químico, prévio à comercialização, suficiente para a destruição de patógenos. (2) Tratamento secundário é considerado aquele capaz de produzir efluentes com DBO e SST < 30 mg L^-3. (3) A coagulação química pré-filtração pode ser necessária para o atendimento da qualidade do efluente recomendada. (4) Turbidez pré-desinfecção, média diária; nenhuma amostra > 5uT (ou 5 mgL SST L^-1). (5) Cloro residual total após tempo de contato mínimo de trinta minutos. (6) Residuais ou tempos de contato mais elevados podem ser necessários para a garantia de inativação de vírus e parasitas.

(7) Média móvel de sete dias; nehuma amostra > 14 CTer 100 mL^-1. (8) Um padrão mais exigente pode ser necessário no caso de irrigação por aspersão. (9) Média móvel de sete dias; nenhuma amostra > 800 CTer 100 mL^-1; lagoas de estabilização podem alcançar o critério de qualidade sem a necessidade de desinfecção. (10) O consumo das culturas irrigadas não deve ser permitido antes de 15 dias após a irrigação; desinfecção mais rigorosa (<14 CTer 100mL^-1) se o período de 15 dias não for observado.

Fonte: Adaptado de USEPA (2004) apud PROSAB (2006)

Em 1989 foram publicadas pela OMS as primeiras diretrizes para o reuso de águas residuárias na agricultura (Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989). Essas diretrizes foram vigentes até o ano de 2005, onde tais critérios eram relativamente rigorosos em relação à remoção de helmintos, mas permissíveis no tocante à qualidade bacteriológica e omissos em relação aos vírus e protozoários, sob o argumento de estarem fundamentados em evidências epidemiológicas (PROSAB, 2006).

A seguir é apresentada a Tabela 2, onde são explicitadas as diretrizes recomendadas pela OMS vigentes entre 1989 e 2005.

Tabela2 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (1989- 2005).

(1)Nematóides intestinais humanos: Ascaris, trichuris, Necador e Ancylostoma; média aritmética durante o período de irrigacção. (2) Média geométrica durante o período de irrigação. (3) No caso de árvores frutíferas, a irrigação deve terminar duas semanas antes da colheita e nenhum fruto deve ser apanhado do chão; irrigação por aspersão não deve ser empregada. (4) SR: sem recomendação; em revisão posterior sugeria-se 10⁴-10⁵ CTer 100 mL^-1. (5) NA: não se aplica.

Fonte: Adaptado de WHO (1989) apud PROSAB (2006)

Desde a publicação dessas diretrizes pela OMS, diversos estudos foram conduzidos no sentido de sua avaliação. Ao longo do contínuo processo de avaliação das diretrizes da OMS, foram incorporadas novas ferramentas de avaliação e parâmetros, como avaliação de risco e conceitos de risco e de carga de doença toleráveis, culminando com a publicação em 2006 das novas diretrizes para a utilização de águas residuárias na agricultura (BRASIL, 2006), conforme apresentado na Tabela 3.

Tabela 3 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (2006).

(1)Combinação de medidas de proteção à saúde. (A): cultivo de raízes e tubérculos; (B): cultivo de folhosas; (C): irrigação localizada de plantas que se desenvolvem distantes do nível do solo; (D): irrigação localizada de plantas que se desenvolvem rentes ao nível do solo; (E): qualidade de efluentes alcançável com o emprego de técnicas de tratamento tais como tratamento secundário + coagulação + filtração + desinfecção; qualidade dos efluentes avaliada ainda com o emprego de indicadores complementares (por exemplo, turbidez, SSt, Cloro residual; (F): agricultura de baixo nível tecnológico e mão de obra intensiva;

(G): agricultura de alto nível tecnológico e altamente mecanizada; (H): técnicas de tratamento com reduzida capacidade de remoção de patógenos ( por exemplo, tanques sépticos ou reatores UASB associada ao emprego de técnicas de irrigação com elevado potencial de minimização da exposição (irrigação subsuperficial). (2) remoção de vírus que associada a outras medidas de proteção à saúde corresponderia a uma carga de doenças viral tolerável < 10^-6 DALY ppa e riscos menores de infecções bacterianas e por protozoários. 93) qualidade do efluente correspondente à remoção de patógenos indicada em (2). (4) No caso de exposição de crianças (15 anos) recomenda-se um padrão e, ou, medidas complementares mais exigentes: < 0,1 ovo L^-1, utilização de equipamentos de proteção individual, tratamento quimioterápico. No caso da garantia da remoção adicional de 1 log10 na higiene dos alimentos pode-se admitir < 10 ovos L^-1. (5) Média aritmética em pelo menos 90% do tempo, durante o período de irrigação. A remoção requerida de ovos de helmintos (log10) depende a concentração presente no esgoto bruto com o emprego de lagoas de estabilização, o tempo de detenção hidráulica pode ser utilizado como o indicador de remoção de helmintos. No caso da utilização de técnicas de tratamento mais complexas (opçãoE), o emprego de outros indicadores (por exemplo, turbidez < 2 uT) pode dispensar a verificação do padrão ovos helmintos. No caso de irrigação localizada, em que não haja contato da água com as plantas e na ausência de riscos para os agricultores (por exemplo, opção H) o padrão ovos de helmintos poderia ser dispensável.

Fonte: Adaptado de WHO (2006a) apud PROSAB (2006)

4.2 Reuso na Piscicultura

Nesse tópico serão abordados os aspectos de saúde, não sendo abordadas informações a respeito da qualidade sob o ponto de vista de produção.

Assim como para a agricultura, a OMS em 1989, inicialmente propôs as seguintes diretrizes sanitárias para o reuso de esgotos sanitários em piscicultura: 10³ CTer 100 mL^-1 no tanque de piscicultura ou 10⁴ CTer 100 mL^-1 no afluente ao tanque de piscicultura e ausência de ovos de helmintos (Trematóides) (WHO, 1989). A OMS também identificou os grupos de risco expostos, agentes/doenças e metas de saúde caso a caso. Esses dados podem sem visualizados na Tabela 4.

Tabela 4 - Perigos, grupos de risco e metas de saúde de interesse para a avaliação e gerenciamento de risco em piscicultura com a utilização de esgotos

sanitários.

(1)Incluindo os consumidores e as pessoas envolvidas na comercialização e no processamento do produto. (2) Trabalhadores em contato direto com a água de cultivo e peixes. (3) Relacionado à população que habita ou circula por áreas vizinhas às áreas onde se pratica a irrigação com esgotos. (4) Carga de doença tolerável. (5) Ingestão Diária Aceitável (tolerável), de acordo com o Codex Alimentarius Commision.

Fonte: Adaptado de WHO (2006b) apud PROSAB (2006)

4.3 Reuso Urbano e Industrial

A USEPA define duas categorias para o reuso de águas residuárias em ambientes urbanos e industriais. Classificam-se semelhante ao reuso na agricultura, em reusos urbanos restritos e irrestritos. Sua diferenciação baseia-se, principalmente, no que se refere ao grau de exposição do ser humano ao efluente e as exigências de tratamento e padrão de qualidade desse efluente.

4.3.1 Uso Urbano

Atualmente já se dispõe de tecnologia para atingir altos níveis de tratamento para as águas residuárias. Tratamentos esses, capazes caso seja necessário, em torná-la potável para consumo humano. Assim o grau necessário para o tratamento de águas residuárias deve ser orientado em função do uso pretendido, pois pode tornar o processo antieconômico ou até mesmo um risco a saúde publica.

Os modos de utilização e seus respectivos processos de tratamento e qualidade do efluente, conforme recomendado pela USEPA, são apresentados na Tabela 5.

Tabela 5 - Diretrizes da USEPA para usos urbanos de esgoto sanitário

ND: não detectável; CTer coliformes termotolerantes; CRT: cloro residual total. (1) Tratamento secundário é considerado aquele capaz de produzir efluentes com DBO e SST < 30 mg L^-1. (2) A coagulação química pré-filtração pode ser necessária para atendimento da qualidade do efluente recomendada. (3) O efluente tratado deve apresentar aparência e odores não objetáveis. (4) turbidez pré-desinfecção, média diária; nenhuma amostra > 5 uT (ou 5 mgL SST L^-1).

(5) Cloro residual total após tempo de contato mínimo de trinta minutos. (6) Residuais ou tempos de contato mais elevados podem ser necessários para a garantia de inativação de vírus e parasitas. (7) Em sistemas de distribuição CTRT > 0,5 mg L^-1 para prevenir o desprendimento de odores e a formação de biofilmes. (8) Média móvel de sete dias; nenhuma amostra > 14 CTer 100 mL^1-. (9) Em situações de maior controle da exposição admite-se tratamento secundário + desinfecção e CTer < 14 100 mL^-1. (10) Média móvel de sete dias; nenhuma amostra > 800 CTer 100 ml^-1; lagoas de estabilização podem alcançar o critério de qualidade sem a necessidade de desinfecção. (11) Desinfecção mais rigorosa (<14 CTer 100 mL^-1) em situações de menor controle da exposição.

Fonte: Adaptado de USEPA (2004a) apud PROSAB (2006)

A OMS estabelece diretrizes para o reuso urbano somente ao que se refere a irrigação de parques e jardins, para tanto sugere um padrão de 200 CTer100mL^-1 (WHO, 1989).

Para o reuso urbano de águas residuárias, além da necessidade de se atingir um nível de tratamento adequado para não prejudicar a saúde humana, deve-se levar em consideração outros aspectos como, sociais, éticos, culturais e econômicos. Aspectos esses que se não atendidos ou aceitos pela população pode tornar o processo inviável economicamente ou até mesmo rejeitado pela população, mesmo atendendo os padrões de qualidade necessários.

4.3.1.1 Aspectos Estéticos

Para o reuso de águas residuárias no meio urbano deve-se levar em consideração os aspectos estéticos. Uma água com cor, odor e turbidez elevadas, pode causar rejeição da população, mesmo essa estando dentro dos padrões sanitários exigidos pelos órgãos de saúde.

Assim, além de padrões técnicos de qualidade, as normas e critérios de qualidade estabelecem que a água para reuso em ambiente urbano deve ter aspecto agradável e odor não objetável, semelhante à água potável no que tange a cor, odor e turbidez. Para turbidez, tomando-se como referência a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, apesar dessa não citar diretamente o reuso, fixa o limite de 5 uT como padrão de aceitação para o consumo humano (BRASIL, 2004). Entretanto no Brasil e no mundo, são recomendados como padrão de tratamentos adequados, um efluente final com turbidez menor ou igual a 1 uT. Isso se deve ao fato de pesquisas realizadas na área comprovarem que tratamentos, em geral por meio de filtração ou decantação, que atinjam um efluente final com tal valor de turbidez, reduzirá bastante o risco de ocorrência de ovos de protozoários nesse efluente, conseguindo assim através da necessidade sanitária um efluente melhor do que o recomendado, quando avaliado por critérios estéticos.

Em relação ao odor, uma forma estabelecida pelas normas seria o controle da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e ou da concentração de oxigênio dissolvido, como forma de conter o desenvolvimento de odor associado ao estado anaeróbio decorrente da degradação da matéria orgânica. Os valores recomendados situam-se entre 10 e 30mg/L para DBO e OD>1,0mg/L (PROSAB, 2006).

4.3.1.2 Aspectos Sanitários

A questão da segurança sanitária não é de fácil consenso no que diz respeito ao reuso urbano. Além disso, a definição do que seja risco aceitável ainda é objeto de discussões no meio acadêmico.

Por isso, a definição dos limites microbiológicos tem recebido diferentes abordagens, dependendo do balanço entre capacidade econômica e risco. Muitas das metas de qualidade microbiológicas apontadas em diretrizes carecem de base cientifica. Os estudos epidemiológicos aplicados ao reuso da água são focados principalmente para o reuso agrícola (PROSAB, 2006).

A caracterização da exposição, em termos de magnitude e freqüência, permite a estimativa da ingestão (ou inalação) de determinado volume de liquido contendo um

número médio conhecido de microrganismos. Na Tabela 6 são apresentados os valores de exposição aproximados para alguns usos urbanos.

Tabela 6 - Distribuição para descrever a exposição associada ao uso de água reciclada.

Notas: (*) T: distribuição triangular; (**) N: distribuição normal

Fonte: Ashbolt et al (2005) apud PROSAB (2006)

A USEPA recomenda para o uso de águas residuárias em vasos sanitários, a ausência de coliforme em 100mL o que indica um parâmetro conservador, quando em águas balneárias é largamente aceito padrões de 100 a 200 coliformes termotolerantes para 100mL, considerado como um risco aceitável (PROSAB, 2006). Parâmetro esse também abaixo do recomendado pelo CONAMA, que pela Resolução 274/2000 estabelece para contato primário o limite de 1.000 coliformes termotolerantes para 100mL.

4.3.2 Uso Industrial

Varias são as aplicações da água na indústria, sua utilização varia em uma gama quase infinita, que vai desde seu uso, como matéria prima, até seu uso, como transporte de materiais ou resfriamento.

O reuso de águas residuárias na indústria está se tornando uma pratica comum. Vários são os fatores que justificam esse aumento na demanda por processos de reutilização de águas residuárias na indústria, mas o que mais tem influenciado essa demanda é a

possibilidade da economia de água tanto como matéria prima como parte do processo de produção.

Desse modo, a qualidade necessária para o reuso de águas residuárias na indústria dependerá de qual o seu papel no processo produtivo e da exposição de pessoas envolvidas no processo.

Assim, a qualidade para as diversas aplicações será bastante variada e a escolha do número de parâmetros a serem atendidos estará relacionada, em cada caso, aos riscos ao processo, produto ou sistema. (PROSAB, 2006).

Na Tabela 7 são listados alguns dos principais parâmetros indicadores da qualidade da água e problemas potenciais aos processos devido à possível presença de impurezas.

Tabela 7 - Parâmetros indicadores da qualidade da água e problemas potenciais aos processos industriais devido às impurezas da água.

Notas: P: principal fator responsável pelo problema; C: contribui para o problema; Se: não apresenta efeitos significativos; pH: afeta o pH; (1) no sistema de condensação de vapor; (2) na turbina; (3) abastecimento de água por poço profundo; DEP: depósito; COR: corrosão; OUT: outros.

Fonte: Adaptado de Mierzwa e Hespanhol (2005) apud PROSAB (2006)

Para reuso industrial, a USEPA recomenda os mesmos padrões referidos a reuso urbano do tipo uso restrito, apresentados na Tabela 5, com menção a um tratamento adicional,

ao que se refere a usos específicos, quando for necessário processos de tratamento contra corrosão, incrustação e ou formação de espumas e biofilmes.

As águas de resfriamento e as águas para caldeiras são, muitas vezes, responsáveis pela maior quantidade de água utilizada em processos industriais. Há uma grande quantidade de indústrias que necessitam de torres de resfriamento em seus processos produtivos, onde ocorre uma expressiva perda de água por evaporação, água esta que poderia ser reposta por água de reuso.

Tais utilizações requerem um padrão de qualidade da água para seu correto funcionamento. Os parâmetros de qualidade requeridos tanto para águas de resfriamento quanto para caldeiras são apresentados na Tabela 8.

Tabela 8 - Qualidade da água recomendada para torres de resfriamento

(1)Aceito como recebido; em geral não há problemas com as concentrações ou valores usualmente encontrados. (2) Ausência de óleos flutuantes.

Fonte: Metcalf & Edd (2003) apud PROSAB (2006)

5 ARTIGOS PUBLICADOS SOBRE O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS

Neste capítulo foram analisados os artigos publicados na Revista Engenharia Sanitária Ambiental organizada pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-ABES) no período de 2001 a 2009. Primeiramente, foi realizada uma síntese dos artigos focando os pontos principais, seguida de uma análise dos mesmos, relacionando os métodos e resultados encontrados com as normas vigentes.

Vale destacar o baixo número de artigos, com foco no reuso de águas residuárias, publicados na revista nesse período. Foram catalogados apenas cinco trabalhos publicados que tratavam diretamente sobre o tema de reuso de águas residuárias, independentemente da finalidade desse reuso, para todo o período estudado.

5.1 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na agricultura

Nesse tópico serão tratados os artigos catalogados na revista Engenharia Sanitária e Ambiental da ABES que tratam diretamente sobre o reuso de águas residuárias na agricultura. A análise foi composta de uma breve descrição sobre o tema, metodologia e resultados de cada artigo, seguida de uma análise crítica sobre o artigo.

5.1.1 Reuso da água em áreas semi-áridas

O artigo publicado na revista Engenharia Sanitária e Ambiental, volume10, nº 3, em 2005, intitulado “Tratamento de esgoto para uso na agricultura do semi-árido nordestino” foi escrito por um grupo de pesquisadores ligados à Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) e à Universidade Federal da Paraíba (UFPB)² (Souza, 2005). O objetivo desse trabalho foi verificar o desempenho de três sistemas de pós-tratamento de efluentes anaeróbios, quais sejam: wetland, leito de brita e lagoas de polimento, e como

2 José Tavares de SousaMestre em Engenharia Civil, UFPB. Doutor em Hidráulica e Saneamento, USP.

Professor da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB). Diretor do CCT/ UEPB; Adrianus Cornelius van Haandel PhD em Engenharia Civil África do Sul. Pós-Doutorado Universidade Agrícola de Wageningen, Holanda. Professor da Universidade Federal da Paraíba. Coordenador do PROSAB/UFPB; Paula Frassinetti Feitosa Cavalcanti Mestre em Engenharia Civil, UFPB. PhD na Wageningen University.

Professora da Engenharia Civil, Universidade Federal da Paraíba; Anna Mitchielle Fernandes de Figueiredo Mestranda do PRODEMA UFPB/UEPB

tais tipos de tratamento podem ser utilizados para produzir efluentes para o reuso da água na atividade agrícola no semi-árido do Nordeste brasileiro. O reuso da água na região semi-árida do nordeste do Brasil apresenta-se como uma importante estratégia para atenuar os problemas gerados pela escassez de água nessa região. Sendo a região caracterizada por apresentar curto período chuvoso, temperatura elevada e alta taxa de evaporação, além de apresentar pouca disponibilidade de água no solo para as plantas em grande parte do ano, o reuso da água na agricultura poderia contribuir para atenuar os problemas da escassez hídrica no semi-árido. Como observado pelos autores “O reuso planejado de águas residuárias domésticas na agricultura vem sendo apontado como uma medida para atenuar o problema da escassez hídrica no semi-árido, sendo uma alternativa para os agricultores localizados especificamente nas áreas circunvizinhas das cidades” (SOUSA et al., 2005).

Para analisar o desempenho desses tipos de tratamento destinados ao reuso agrícola, foram utilizados como parâmetros aspectos de sodicidade, salinidade, excesso de nutrientes e, principalmente aspectos sanitários (DQO, pH, sólidos e suas frações, macronutrientes e ovos de helmintos). Este último aspecto que apresenta indicadores de contaminação fecal e identifica a presença de bactérias, cistos de protozoários, ovos de helmintos e vírus é, sobretudo, importante já que podem gerar graves problemas de saúde pública, acarretando em enfermidades e podendo contaminar o ambiente, os trabalhadores das áreas cultivadas e os consumidores das culturas que serão irrigadas.

Segundo os autores, a irrigação das culturas utilizando-se o esgoto doméstico, devidamente tratado, ainda apresenta outra vantagem, uma vez que os esgotos apresentam teores consideráveis de nutrientes, o que pode favorecer a produtividade das culturas. Apesar de não existir no Brasil, normas e critérios que regulamentam o reuso da água na agricultura, é necessário observar e respeitar alguns critérios, para garantir o uso seguro na irrigação. Os autores do artigo seguiram as recomendações da Organização Mundial da Saúde (OMS, 1989) que tratam da irrigação irrestrita, a qual recomenda menos de 1 ovo de helminto por litro e menor ou igual a 1000 coliformes fecais por litro. Apesar de seguirem tais critérios, para os autores “essas recomendações parecem muito rigorosas, mesmo tratando-se de irrigação de alimentos que podem ser ingeridos crus, sendo, ao mesmo tempo, omissas em relação aos protozoários e vírus”

(SOUSA et al., 2005).

Como dito, para avaliar e comparar a qualidade dos efluentes que seriam utilizados para fins de irrigação, os autores propuseram observar três diferentes sistemas de pós- tratamento: wetland, leito de brita não vegetado e lagoas de polimento. Antes de ser encaminhado para as unidades de pós-tratamento o esgoto passou por reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo - reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanked).

O experimento foi conduzido na área que pertence à Companhia de Águas e Esgotos do Estado da Paraíba (CAGEPA), localizada no município de Campina Grande - PB e onde se localiza a Estação de Tratamento Biológico de Esgotos (EXTRABES). O experimento foi acompanhado durante vinte meses, sendo instalado um reator UASB, seguido das três unidades de pós-tratamento.

O reator UASB, fabricado em PVC com volume útil de 5m³, foi operado com um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 6 horas, sendo alimentado com esgoto bruto coletado de um poço de visita do sistema de esgotamento da cidade de Campina Grande, Paraíba - Brasil.

A wetland foi construído em alvenaria e revestido internamente com argamassa impermeabilizante. Com área de 10m² tinha, como enchimento, areia lavada com granulometria variando de 2,8 a 4,8mm, formando uma camada de 60cm, com percentual de vazios de 38%. Com a finalidade de melhorar a distribuição do fluxo foi depositada, na entrada e na saída, uma camada de cascalho com 40cm de largura por 60cm de altura, com granulometria variando de 15 a 20mm. A wetland era vegetada com macrófitas do tipo Juncus spp, apresentando uma densidade de 25 propágulos vegetativos por metro quadrado. A vazão de alimentação e o TDH eram, respectivamente, de 0,325m³/dia e 7 dias.

O leito de brita foi construído em alvenaria, também com 10m² de área, tendo como enchimento brita com granulometria variando de 15 a 35mm, formando uma camada de 0,60m de altura e percentual de vazios de 48%. A alimentação era sub-superficial, com uma vazão de 0,411m³/dia o que correspondia a um TDH de 7 dias.

As lagoas de polimento, em número de 5, totalizaram uma área de 50m². Funcionando em série, cada uma com 10m de comprimento, 1m de largura, 0,60m de profundidade

útil e TDH de 15 dias. O sistema de tratamento UASB mais as lagoas de polimento em série já vinham sendo operados há cerca de três anos. No período de monitoramento, a vazão de alimentação das lagoas (efluente do reator UASB) era de 2m³/dia.

As análises físico-químicas e microbiológicas eram realizadas semanalmente seguindo a recomendação do Standard Methods for the Examination of Wastewater (APHA, 1998).

A concentração de coliformes termotolerantes foi determinada através da técnica de membrana de filtração que expressa os resultados em Unidade Formadora de Colônias por 100mL da amostra, apesar de a WHO (1989), nas diretrizes e recomendações para uso de esgoto tratado na agricultura, recomendar para irrigação irrestrita quantidade de coliformes expressa em Número Mais Provável por 100mL. Já os ovos de helmintos foram determinados pelo método de Bailenger (WHO, 1989).

Aos dados obtidos, foi dado um tratamento estatístico, estimando-se medidas de dispersão e de tendência central. Para testar as médias amostrais entre os sistemas de tratamento, foram aplicados métodos estatísticos de inferência com a análise de variância (ANOVA), considerando um nível de significância de 5%.

O tipo de tratamento que atingiu os melhores resultados foi a lagoa de polimento, que produziu efluentes de acordo com as recomendações da OMS para a irrigação irrestrita.

Os outros dois sistemas de tratamento não foram recomendados por apresentarem efluentes que, embora isentos de ovos de helmintos, constatou-se a presença de coliformes termotolerantes em níveis acima do recomendado.

Embora não removendo significativamente organismos patogênicos e nutrientes, o reator UASB, com TDH de 6 horas, apresentou desempenho na remoção de DQO e SSV superior a 60 e 70%, respectivamente. Essa considerável remoção representa uma significativa diminuição de carga orgânica, favorecendo, portanto, o pós-tratamento em sistemas como wetland, lagoas de polimento e leito de brita. Devido à baixa qualidade higiênica, efluentes de reatores UASB só devem ser usados na irrigação com restrição.

Os sistemas wetland, leito de brita não vegetado e lagoas de polimento, operados sob as condições apresentadas nessa pesquisa, produziram efluentes isentos de ovos de helmintos. Os sistemas wetland e leito de brita apresentaram concentrações de

coliformes termotolerantes superiores a 1000UFC/100mL, não sendo, pois, recomendados para uso na irrigação irrestrita, segundo a OMS (1989).

O efluente final produzido nas lagoas de polimento apresentou boa qualidade sanitária:

baixa concentração de coliformes termotolerantes (menor que 1000 UFC/100mL) e ausência de ovos de helmintos, podendo, pois, ainda segundo a OMS (1989), ser usado na irrigação irrestrita.

Com exceção do efluente final, oriundo das lagoas de polimento, a concentração de macronutrientes contida nos outros três efluentes é suficiente para a maioria das culturas regionais cultivadas na região semi-árida do nordeste do Brasil.

Análise do Artigo

O reuso de águas residuárias na agricultura tem um enorme potencial no Brasil, um dos maiores produtores agrícolas do mundo. O artigo em questão demonstra através de estudos experimentais, a aplicação de processos de tratamento de águas residuárias, processos comumente empregados em estações de tratamento de esgotos, visando o reuso dessas águas.

O estudo mostra que através de tratamentos convencionais, como o uso de lagoas de polimento, é possível conseguir efluentes com baixas concentrações de coliformes e ovos de helmintos, atendendo as normas da OMS, efluente com concentração de coliformes termotolerantes menor que 1000 UFC/100mL e ausência de ovos de helmintos. Esta constatação é condizente com a OMS, que sugere TDH de 8 dias para produzir efluentes com menos de 1 ovo/Litro.

O estudo confirmou também a excelente qualidade de reatores anaeróbios do tipo UASB para a remoção de matéria orgânica, remoção superiores a 60%. Valor esse condizente com a literatura, onde estima-se uma remoção média de 65% para um TDH de 6 horas (CHERNICHARO, 2007).

Outro fato a se destacar foi o desempenho dos sistemas de tratamentos wetland e leito de brita não vegetado. Ambos os sistemas apresentaram a ausência de ovos de helmintos em seus afluentes, porém, ficaram acima do valor recomendado para

coliformes termotolerantes pela OMS, que recomenda um valor abaixo de 1.000 org 100mL^-1.

Por fim, pode-se concluir o enorme potencial de utilização do reuso de águas residuárias na agricultura, com técnicas de tratamento bastante difundidas no meio acadêmico e profissional. Destaque maior ao tratamento por lagoas, tratamento esse reconhecido pela baixa necessidade de manutenção e de mão de obra especializada para sua operação, atendendo assim, as necessidades previstas para a região do nordeste brasileiro e podendo ser expandidas a outras regiões deficientes no suprimento de água, que atenda os parâmetros sanitários exigidos pelos órgãos nacionais e internacionais.

5.1.2 Reuso da água na irrigação

O artigo, publicado na revista Engenharia Sanitária Ambiental, volume 13, nº 4, em 2008, recebeu o título de “Uso de efluentes da carcinicultura de águas interiores na irrigação do arroz”³ (Miranda et al., 2008). Os autores tinham por objetivo avaliar a produção de arroz e as alterações químicas do solo, em resposta à irrigação com o efluente da carcinicultura. (técnica de criação de camarões em viveiros) de águas interiores e comparar os resultados com aqueles obtidos com a irrigação convencional, utilizando água do rio Jaguaribe.

Na região do Baixo Jaguaribe-CE observa-se a instalação progressiva de fazendas de camarão às margens do rio Jaguaribe onde não há interferência de água salina. Os efluentes gerados nessas fazendas, que em 2004 compreendiam uma área total de 413 ha, são lançados nos corpos d´água da bacia sem tratamento prévio, sendo o rio Jaguaribe o principal receptor (Miranda et al., 2008).

Dentre as principais questões ambientais relacionadas à carcinicultura em águas interiores, destacam-se o elevado consumo de água e a contaminação dos corpos hídricos por efluentes não tratados. Os efluentes da carcinicultura freqüentemente apresentam níveis mais elevados de alguns nutrientes, plâncton, sólidos suspensos e

3 Fábio Rodrigues de Miranda Pesquisador A da Embrapa Agroindústria Tropical. PhD em Engenharia de Biossistemas pela The University of Tennessee, Estados Unidos; Francisco Edson A. Souza Jr.

Engenheiro Civil, Engesoft Engenharia e Consultoria Ltda; Raimundo N. Lima Pesquisador B de Embrapa Agroindústria Tropical. Mestre em Fitotecnia pela UFC; CarmemC. M. Sousa Bolsista da Embrapa Agroindústria Tropical. Engenheira Agrônoma pela UFC; Maria G. S. Santana Bolsista da Embrapa Agroindústria Tropical. Estudante de Agronomia pela UFC; Carlos A. G. Costa Bolsista da Embrapa Agroindústria Tropical. Engenheiro Agrônomo pela UFC

demanda de oxigênio que os corpos hídricos receptores (BOYD, 2003).

Conseqüentemente, esses efluentes são considerados fontes potenciais de poluição, contribuindo para a eutrofização de rios e lagoas onde são lançados (DIERBERG e KIATTISIMKUL, 1996; PAEZ-OSUNA et al,1998).

O experimento foi conduzido no período de julho a novembro de 2005, na fazenda Poço de Onça, localizada no município de Russas, CE. A fazenda utiliza água do rio Jaguaribe para a criação de camarão da espécie L. vannamei, em dois viveiros com área de três ha cada. No plantio utilizou-se a variedade de arroz IRGA 417 e logo após o plantio foi aplicada uma lâmina de irrigação de 150 mm de água.

Utilizou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, em um esquema fatorial 2 x 2, com cinco repetições. Os tratamentos utilizados foram:

• E100 - Irrigação com o efluente e aplicação de 100% da dose de N-P-K recomendada para a cultura do arroz.

• E75 - Irrigação com o efluente e aplicação de 75% da dose de N-P-K recomendada para a cultura do arroz.

• R100 - Irrigação com água do rio Jaguaribe e aplicação de 100% da dose de N-P-K recomendada para a cultura do arroz.

• R75 - Irrigação com água do rio Jaguaribe e aplicação de 75% da dose de N-P-K recomendada para a cultura do arroz.

Na Tabela 9 são apresentados os valores médios de algumas características químicas do efluente e da água do Rio Jaguaribe observados durante o experimento. Praticamente não houve diferença entre o efluente e a água do rio com relação aos níveis de pH, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, Cl^-, HCO₃^- e RAS. O efluente apresentou valores médios de condutividade elétrica (CEa), P, SO42-

, N-amoniacal, N-nitrato e N-total maiores que a água do rio. No entanto, em virtude da variação dos parâmetros analisados ao longo do experimento, foi observada diferença significativa (p<0,05) apenas em relação à CE_a.

Tabela 9 - Características químicas médias do efluente da carcinicultura e da água do Rio Jaguaribe utilizados no experimento

NA: Não significativo; * Significativo a 5% de probabilidade

Fonte: Miranda et al., 2008

A maior produção de grãos entre os tratamentos estudados foi obtida com a utilização do efluente na irrigação do arroz e a aplicação de 75% da dose de N-P-K. A produção de grãos do tratamento E75 foi significativamente superior (p<0,05) à do tratamento com a água do rio e 75% da dose de N-P-K e semelhante às produções obtidas com ambos os tipos de água e 100% da dose de N-P-K.

Assim o autor pode concluir que:

• O efluente da carcinicultura de águas interiores pode ser utilizado na irrigação de cultivos como o arroz, proporcionando produções semelhantes às obtidas com a água de rio, ou até superiores, quando a dose de N-P-K aplicada na adubação for menor que a recomendada.

• O uso do efluente da carcinicultura de águas interiores na irrigação é viável agronomicamente e pode contribuir para o aumento da eficiência hídrica nas fazendas de camarão. No entanto, tal uso deve ser acompanhado da drenagem do

solo e do monitoramento periódico da condutividade elétrica (CE) e da porcentagem de sódio trocável (PST) do solo, a fim de detectar e prevenir sua salinização.

Analise do Artigo

O artigo “Uso de efluentes da carcinicultura de águas interiores na irrigação do arroz”

trata de uma pesquisa de grande importância para a agricultura do país. O reuso de águas residuárias como forma de substituição a água captada dos rios para irrigação, traz a possibilidade da redução da demanda de água de boa qualidade para a agricultura, reduzindo custos no processo produtivo alem de preservar os corpos d’água.

O estudo mostrou a viabilidade no que se refere aos nutrientes necessários à irrigação de cultivos de arroz como N-P-K, proporcionando um aumento significativo na produção de grãos.

5.2 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na indústria

Nesse tópico serão tratados os artigos catalogados na revista Engenharia Sanitária e Ambiental da ABES que tratam diretamente sobre o reuso de águas residuárias na indústria. A análise foi composta de uma breve descrição sobre o tema, metodologia e resultados de cada artigo, seguida de uma análise crítica sobre o artigo.

5.2.1 Reuso da água em indústria de reciclagem de plástico

O artigo “Reuso de água em indústria de reciclagem de plástico tipo PEAD”

publicado no ano de 2009, no volume 14, número 2, da Revista Engenharia Sanitária e Ambiental teve por objetivo propor uma alternativa técnica simplificada para o tratamento de efluentes com vistas ao seu reuso em uma indústria de reciclagem de plásticos (Bordonalli et al., 2009). O artigo teve por autores Angela Cristina Orsi Bordonalli⁴, e por Prof. Dr. Carlos Gomes da Nave Mendes⁵. Este artigo é resultado da tese defendida pela pesquisadora, no ano de 2007, intitulada “Reúso de água em

4 Doutora em Engenharia Civil na área de concentração em Saneamento e Ambiente pela Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)

5 Doutor em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP). Professor adjunto da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp.

indústria de reciclagem de embalagens plásticas: aspectos econômicos e ambientais em modelo de escala real” trabalho orientado pelo professor acima citado.

Como analisado pelos autores, a água é um componente fundamental no processo de reciclagem do plástico, sendo utilizada para a remoção de detritos e impurezas que contaminam a matéria-prima utilizada, que geralmente é proveniente de aterros sanitários e lixões. As embalagens plásticas recicladas pela indústria são, em grande maioria, de uso doméstico, como embalagens de alimentos e produtos de limpeza ou aqueles recipientes utilizados para a comercialização e guarda de óleos lubrificantes.

Os estudos demonstraram a viabilidade do tratamento através de processo físico- químico por coagulação, floculação, decantação e filtração em manta geotêxtil, com o uso do hidroxicloreto de alumínio (PAC) como coagulante, soda cáustica (50%) como alcalinizante e polieletrólito como auxiliar de floculação e desidratação do lodo, bem como a exeqüibilidade do reuso dos efluentes em circuito fechado.

A pesquisa realizada tentou demonstrar uma solução técnica mais adequada e economicamente viável para o reuso da água em indústrias de reciclagem de pequeno e médio porte. O diferencial dessa pesquisa reside na justificativa de que não seria necessário a pureza da água para a utilização em indústrias de reciclagem, diferentemente das pesquisas que buscam avanços na ciência investindo em tecnologias e processos conhecidos como “super clean”. Como observado pelos autores: “Faz-se necessário, portanto, o desenvolvimento de outras técnicas que atendam a todos os segmentos de mercado” (Bordonalli et al., 2009).

É interessante que os autores também fazem uma reflexão sobre os modos de vida na contemporaneidade e os impactos do excesso de consumo nas questões ambientais.

Dessa forma, as indústrias passam a se preocupar, mais efetivamente, com a dimensão ambiental, que incorporada à gestão empresarial favorecem, em muitos casos, a diminuição de custos e o aumento da lucratividade, adotando medidas no processo produtivo como o reuso e o reciclo de efluentes líquidos.

Os autores apontam as embalagens de plástico, tanto aquelas utilizadas no âmbito doméstico, quanto aquelas com uso industrial, como um dos principais elementos que podem gerar problemas ambientais, principalmente quando são levados, após o uso,

para aterros sanitários ou incinerados. O artigo em questão aponta também para problemas ambientais que estão envolvidos até mesmo com o processo de reciclagem do plástico, principalmente no processo de lavagem desse material, que gera efluentes com alta carga poluidora. Como agravante, a reciclagem do plástico é realizada, muitas vezes, em instalações improvisadas sem atendimento à legislação ambiental.

A partir dessas questões o artigo busca apresentar alternativas de baixo custo de implantação e operação para o tratamento e reuso de efluentes líquidos gerados em operações de lavagem de embalagens plásticas, oriundas de diversos locais. O artigo apresenta dados obtidos em escala real, a partir do acompanhamento de uma indústria recicladora de plásticos instalada no município de Indaiatuba em São Paulo. Essa empresa de reciclagem foi criada com o intuito de produzir embalagens plásticas para produtos químicos produzidos por outras empresas da região. Atualmente, cerca de 90%

da matéria-prima é originária de embalagens plásticas pós-consumo, adquiridas pelas cooperativas de coleta seletiva da cidade ou coletadas em aterros sanitários das cidades próximas. Como ressalta os autores: “Um grande problema na reciclagem de resíduos plásticos é o tratamento do efluente de lavagem, o qual contém uma alta carga poluidora e, justamente, por causa de seus elevados níveis de contaminação orgânica e inorgânica, não pode ser descartado sem tratamento” (Bordonalli et al., 2009). Tomando como referência o trabalho de Mierzwa (2002) observa que “no reuso de efluentes tratados, uma das principais preocupações é o processo de concentração de contaminantes específicos, que reduz o potencial de reuso e pode comprometer as atividades que empregarão essa água”.

Os autores baseados em estudos prévios realizados em 2004 (BORDONALLI e MENDES, 2005), descartaram a alternativa de tratamento por processo biológico (lodos ativados por batelada), cujos resultados demonstraram eficiência muito aquém das obtidas por processo físico-químico (pré-filtração, coagulação, floculação, decantação e filtração), ambos simulados em equipamentos de bancada, tipo jarteste.

Os estudos de tratamento físico-químico desse tipo de efluente indicaram como melhor coagulante o hidroxicloreto de alumínio (PAC) em comparação ao cloreto férrico e sulfato de alumínio.

As condições necessárias para a floculação foram: (i) gradiente de velocidade igual a 60 s^-1 e (ii) período de floculação dez minutos.

A clarificação do efluente por simples sedimentação demonstrou-se insuficiente, sendo necessária uma etapa complementar de filtração, no caso, com o uso de mantas geotêxteis sintéticas não tecidas.

As eficiências de remoção dos parâmetros Demanda Química de Oxigênio (DQO), turbidez e fosfatos, corresponderam a valores de 93,2%, 99% e 98,6%, respectivamente, resultados que favoreceram a hipótese da possibilidade de reuso dos efluentes tratados no próprio processo de lavagem de embalagens plásticas.

O volume de lodo adensado gerado na decantação resultou em valores variáveis entre 50 e 53 mL/L para as condições estabelecidas nos ensaios realizados: uso de cone Imhoff, com um período de sedimentação de 30 minutos.

Na Tabela 10 são apresentados as eficiências médias e os valores obtidos para todos os parâmetros de qualidade monitorados durante o período de outubro de 2006 a janeiro de 2007.

Tabela 10 - Parâmetros de avaliação do desempenho do STAR

Fonte: Bordonalli et al., 2009

Percebe-se pelos resultados obtidos que o tratamento utilizado apresentou uma eficiência de 97% no que diz respeito à turbidez, atingindo para o efluente final uma turbidez mínima de 7 ^UT. Esse sucesso, segundo o autor, nas etapas de clarificação (decantação + filtração) decorreu da correta utilização de produtos químicos para controle do potencial hidrogeniônico (pH) e dos processos de coagulação e floculação, obtida com o uso de dosagens variando entre 4,8 a 6,2 kg/m³ parao hidróxido de sódio^, 2,0 a 4,4 kg/m³ para o hidroxicloreto de alumínio (PAC) e 6,0 a 7,3 g/m³ para o epolieletrólito catiônico.

O Sistema de Tratamento de Águas Residuarias (STAR) proposto demonstrou alto desempenho na redução dos valores de turbidez e óleos e graxas, com eficiências superiores a 90%. Para os parâmetros DBO, DQO e surfactantes, as eficiências obtidas foram próximas a 60%, impedindo o lançamento dos efluentes tratados na rede pública a cada semestre. Destaca-se que nessa situação a qualidade dos efluentes tratados adapta-se perfeitamente ao reuso, não interferindo na eficiência da lavagem dos plásticos, tampouco na qualidade dos pellets produzidos.

Analise do Artigo

O artigo em estudo apresenta uma proposta de tratamento físico-químico de efluentes visando o seu reuso. Os autores demonstraram para o caso em particular uma melhor eficiência desse tipo de processo em relação a um processo de tratamento biológico, lodos ativados por batelada.

Utilizando o processo de tratamento físico-químico, que consiste em pré-filtração, coagulação, floculação, decantação e filtração, os estudos experimentais demonstraram a possibilidade de utilização desse tipo de tratamento para o reuso de águas residuárias industriais, obtendo excelentes resultados, principalmente no que se refere à turbidez.

O que é de se esperar para esse tipo de processo de tratamento, onde processos de filtração associados a uma correta coagulação e floculação são conhecidos na literatura pela sua eficiência na redução de turbidez.

Como apresentado no item 4.3.2 de trabalho, não há uma padronização sobre a qualidade do efluente a ser reutilizado em indústrias tanto por parte da USEPA como