UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DIRETORIA DE GRADUAÇÃO E EDUCAÇÃO PROFISSIONAL
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
ALESSANDRA ALGERI
IMPLANTAÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO
POR ZONA DE RAÍZES EM UMA PROPRIEDADE RURAL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
MEDIANEIRA 2015
ALESSANDRA ALGERI
IMPLANTAÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO
POR ZONA DE RAÍZES EM UMA PROPRIEDADE RURAL
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental, do Curso de Engenharia Ambiental, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Medianeira.
Orientadora: Profa. Dra Juliana Bortoli Rodrigues Mees.
MEDIANEIRA 2015
TERMO DE APROVAÇÃO
IMPLANTAÇÃO DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO POR ZONA DE RAÍZES EM UMA PROPRIEDADE RURAL
por
ALESSANDRA ALGERI
Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) foi apresentado às 14:00 h do dia 26 de novembro de 2014, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental. A candidata foi arguida pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.
__________________________________ Profa. Dra. Juliana B. Rodrigues Mees
Orientadora
___________________________________ Profa. Dra. Carla Daniela Camara
Membro titular
___________________________________ Profa. Me. Ismael Laurindo Costa Junior
Membro titular
___________________________________ Me. Sheila Aparecida Fritsch
Membro titular
- O Termo de Aprovação assinado encontra-se na Coordenação do Curso - Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Medianeira
Diretoria de Graduação e Educação Profissional Coordenação do Curso de Engenharia Ambiental
. Dedico este trabalho à minha família pela ajuda, em especial á minha mãe, Bernadete Algeri, por acreditar em mim e apoiar meus sonhos.
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar a UTFPR pelo apoio financeiro na execução deste trabalho de conclusão de curso, através do Programa de Bolsas de Fomento às Ações de Graduação.
Agradeço imensamente a minha Família pela ajuda e apoio, sem vocês esse trabalho não seria possível, em especial aos meus irmãos Sidnei Algeri, Alex Algeri e minha mãe Bernardete Algeri. Obrigada a professora orientadora Juliana Bortoli Rodrigues Mees pelo apoio e pela excelente orientação.
Aos meus colegas pelo apoio, abrigo, consolo e ideias: Iuri Ribeiro, Adriel Barbosa, Bruna Mayer, Michelle Wagner, Fernando Raia, Osmair R. de Caires, Mariana Menoncin e Jéssica Reolon.
A todos os meus professores durante o tempo de universidade pelo conhecimento repassado.
Agradeço ao meu companheiro Augusto Luchese pelo apoio incondicional e por me confortar nas horas difíceis.
Enfim, a todos os que por algum motivo contribuíram para a realização desta pesquisa.
“A quem me pergunta se sou
pessimista ou otimista, respondo
que o meu conhecimento é de
pessimista, mas a minha vontade e
a minha esperança são de otimista
.“RESUMO
ALGERI, Alessandra. Implantação de uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes em uma propriedade rural. 2015. Número total de folhas. Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Ambiental - Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Medianeira, 2015.
Grande parte do esgoto doméstico produzido no Brasil não possui nenhuma forma de tratamento, sendo que a rede coletora de esgotos mal abrange a totalidade de domicílios urbanos. Em áreas rurais e comunidades de periferia, a maioria do esgoto gerado é lançado no meio in natura e acaba por poluir o solo e as águas, tanto superficiais, quanto subterrâneas, aumentando o risco de doenças causadas por patógenos característicos das água residuárias. As wetlands- construídas (wc) são sistemas naturais alagados que fazem uso do sistema combinado de solo e planta, que acaba por criar um ambiente propicio para o desenvolvimento de microrganismos capazes de tratar águas poluídas. As Estações de Tratamento por Zona de Raízes (ETEZR) são um tipo de wetlands de fluxo subsuperficial, onde existe um filtro feito com areia e brita, onde são plantadas espécies de plantas que se adaptem ao esgoto e a região de implantação da estação. Apresentam-se como sistemas baratos e de fácil operação e manutenção, considerados ideias para comunidades rurais. O objetivo do presente trabalho foi a construção de uma ETEZR em um domicilio rural com 4 moradores. A seleção das plantas existentes no filtro foi feita com base na adaptabilidade ao esgoto e clima regionais, bem como características ornamentais e repelentes. A montante da estação foram construídos um tanque séptico de 1,3 m³, dimensionado segundo a NBR 7929/93, para remover os materiais sólidos oriundos das águas do vaso sanitário, e um tanque de carvão ativado de 0,5 m³ para remover materiais surfactantes. Foram escolhidas para compor a ETEZR as plantas conhecidas como: Copo-de-leite, Caeté, Comigo-ninguém-pode e citronela. A caracterização do esgoto doméstico que entra na ETEZR foi realizada por meio de amostragem composta e os parâmetros de DQO, sólidos totais, sólidos sedimentáveis, nitrogênio amoniacal, nitrato, nitrito, fósforo total, pH e temperatura apresentaram valores condizentes com os encontrados na literatura para esgotos domésticos. A construção da ETEZR foi simples e barata, sendo que o custo final do projeto foi estimado em R$850,00.
ABSTRACT
ALGERI, Alessandra. Implementation of a wastewater treatment station by the root zone in a rural property. 2015. 48. Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Ambiental- Federal Technology University - Parana. Medianeira, 2015.
Much of the sewage produced in Brazil has no form of treatment, and the evil sewage collection network covers all urban households. In rural and peripheral communities, most of the sewage generated is released in the middle in nature and ends up polluting the soil and water, both surface, the underground, increasing the risk of diseases caused by pathogens characteristic of residual water. The built wetlands- (wc) are flooded natural systems that make use of the combined system of soil and plant, which ultimately create an enabling environment for the development of microorganisms capable of treating polluted water. The treatment plants for Root Zone (ETEZR) are a type of subsurface flow wetlands where there is a filter made with sand and gravel, where plant species that are adapted to the sewer and the station deployment region are planted. They present as cheap systems and easy operation and maintenance, considered ideas for rural communities. The objective of this work was the construction of a ETEZR in a rural household with 4 residents. The selection of plants in the filter was made on the basis of adaptability to the regional sewage and weather, as well as ornamentals and repellent characteristics. Upstream of the station were built a septic tank of 1.3 m³, scaled according to NBR 7929/93, to remove solid materials from the water of the toilet, and an activated carbon tank 0.5 m³ to remove surfactant materials . They were chosen to compose the ETEZR known plants such as: Calla Lilies, Caeté, Me-anyone-can and citronella. The characterization of sewage entering the ETEZR was performed by sampling composed and parameters of COD, total solids, settleable solids, ammonia, nitrate, nitrite, total phosphorus, pH and temperature had consistent values with those in the literature for domestic sewage. The construction of ETEZR was simple and inexpensive, and the final cost of the project was estimated at R$ 850.00.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Sistema subsuperficial de fluxo vertical ... 21
Figura 2 - Sistema subsuperficial de fluxo vertical ... 22
Figura 3 - Esquema ilustrativo de uma ETEZR ... 23
Figura 4 - Zantedeschia aethiopica (copos de leite) ... 27
Figura 5 - Cymbopogon nardus (Citronela ) ... 27
Figura 6 - Canna indica (Caetê) ... 28
Figura 7 - Dieffenbachia picta Schott (comigo-ninguém-pode) ... 28
Figura 8 - Conexão dos sistemas preliminares de tratamento a ETEZR ... 31
Figura 9 - Ilustração de ETEZR finalizada ... 33
Fotografia 1 - Copo-de-leite 60 dias após o plantio ... 34
Fotografia 2 - Caeté 60 dias após o plantio ... 34
Fotografia 3 - Comigo-ninguém-pode após 60 dias do plantio ... 34
Fotografia 4 - Citronela após 20 dias de plantio ... 34
Fotografia 5 - Tanque séptico para as águas provenientes do vaso sanitário ... 36
Fotografia 6 - Caixa de carvão vegetal para remover materiais surfactantes... 36
Fotografia 7 - Buraco escavado para a construção da ETEZR ... 37
Fotografia 8 - Impermeabilização da ETEZR com lona plástica preta ... 38
Fotografia 9 - Cano de coleta de esgoto tratado perfurado ... 38
Fotografia 10 - Sistema de coleta de tratamento de esgotos tratados ... 39
Fotografia 11 - Sombrite colocado sobre o sistema de coleta de esgoto ... 39
Fotografia 12 - Preenchendo o buraco com areia grossa ... 40
Fotografia 13 - Buraco preenchido com aproximadamente 50 cm de areia grossa . 40 Fotografia 14 - Camada de pedra brita de aproximadamente 45 cm ... 41
Fotografia 15 - Sistema de distribuição de esgoto bruto ... 41
Fotografia 16 - ETEZR com cano de distribuição de esgoto e camada de pedra brita Fonte: Autoria própria (2015) ... 42
Quadro 1 - Pesquisas com wetlands e as plantas utilizadasErro! Indicador não definido.
Quadro 2 - Tipos e características dos propágulos das espécies de plantas ... 29 Quadro 3 - Elementos utilizados na construção da ETEZR ... 32
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Características dos esgotos domésticos segundo a literatura ... 16
Tabela 2- Parâmetros avaliados nas análises de eficiência da ETEZR ... 29
Tabela 3 - Dimensões do tanque séptico de acordo com a NBR 7229/1993 ... 30
Tabela 4 - Dimensões do tanque séptico e do tanque de carvão vegetal ... 31
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 11 2 OBJETIVOS ... 13 2.1 OBJETIVO GERAL ... 13 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 13 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 14 3.1 SANEAMENTO BÁSICO ... 14 3.1.1 Esgoto Doméstico ... 153.2 TRATAMENTOS CONVENCIONAIS DE ESGOTO... 16
3.3 WETLANDS ... 19
3.3.1 Sistema de Lâmina Livre ou Escoamento Superficial ... 20
3.3.2 Sistemas de Escoamento Subsuperficial ... 20
3.4 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO POR ZONA DE RAÍZES (ETEZR) ... 22
3.5 ELEMENTOS DA ETEZR ... 24
3.5.1 Meio Suporte ... 24
3.5.2 Plantas Utilizadas na ETEZR ... 25
4 METODOLOGIA ... 27
4.1 LOCALIZAÇÃO DA ETEZR ... 27
4.2 SELEÇÃO DAS PLANTAS UTILIZADAS NA ETEZR ... 27
4.2.1 Ensaios de Adaptação ... 28
4.3 CARACTERIZAÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO... 29
4.4 DIMENSIONAMENTO ETEZR - ELEMENTOS DO PROJETO ... 30
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 34
5.1 ENSAIOS DE ADAPTAÇÃO ... 34
5.2 CARACTERIZAÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO... 35
5.3 CONSTRUÇÃO DOS SISTEMAS PRELIMINARES E DA ETEZR ... 36
6 CONCLUSÕES ... 44
1 INTRODUÇÃO
Grande parte do esgoto produzido no Brasil não possui nenhum tipo de tratamento, sendo geralmente despejado no ambiente. Os esgotos domésticos apresentam como principais características a elevada concentração de matéria orgânica e grande quantidade de nutrientes, principalmente nitrogênio, fosforo e potássio. O excesso desses materiais no ambiente resulta na poluição e no aumento da eutrofização de rios e lagos, que são os principais destinos dos esgotos domésticos sem tratamento.
A criação da Lei 11.445 de 2007 previa a melhoria do serviço, e o acesso a todos os cidadãos dos municípios brasileiros, ao saneamento básico, que compreende quatro setores: a distribuição de água potável, drenagem adequada de águas pluviais, o manejo e gerenciamento dos resíduos sólidos e a coleta e tratamento do esgoto sanitário. Entretanto são poucos os municípios que conseguem oferecer a todos os seus cidadãos estes quatro serviços.
Quando se fala em coleta e tratamento de esgoto a situação em nível nacional é precária, pois a rede coletora não abrange nem a totalidade de residências no perímetro urbano dos municípios e em áreas mais distantes, como periferias e comunidades rurais, ela praticamente não existe.
O despejo inadequado das águas residuárias domésticas tem consequência direta na saúde da população, já que existem quantidades consideráveis de patógenos presentes nestas águas, que causam doenças como cólera, difeteria, diaréia, entre outras. Em áreas rurais o problema se agrava, pois a água utilizada para consumo é geralmente proveniente de poços, contando como tratamento, no máximo, uma dosagem de cloro. O grande problema associado a este fato é que sem o tratamento de esgoto adequado a captação de água de poços é perigosa, pois esta água pode estar contaminada.
Uma solução ideal para o tratamento dos esgotos em regiões desprovidas da rede coletora são as Estações de Tratamento por Zonas de Raízes (ETEZR), também conhecidas como wetlands, que consistem em um filtro, geralmente preenchido com areia e pedra brita, onde são plantadas macrófitas, que formarão uma zona de raízes capaz de modificar e absorver nutrientes, auxiliando na degradação dos poluentes característicos do esgoto doméstico. Depois de percolar
o filtro, o esgoto apresenta características que permitem sua incorporação ao ambiente sem causar quaisquer danos.
As ETEZR requerem um baixo investimento para sua construção e operação, uma vez, que simulam sistemas naturais, não utilizam energia e não geram lodo. As plantas utilizadas para construção da estação devem suportar o esgoto doméstico e as condições climáticas da região de implantação.
Partindo da premissa que as ETEZR apresentam baixos custos, evitam a emanação de maus odores e são eficientes no tratamento de águas residuárias, propõe-se a construção de um sistema de zona de raízes, em uma propriedade rural no oeste do Paraná, utilizando macrófitas, nativas ou exóticas, que sejam capazes de se adaptar a região e também ao esgoto doméstico, e que possuam características ornamentais e repelentes, diminuindo assim a poluição visual associada a estações de tratamento de esgoto e evitando a presença de vetores.
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Implantar uma estação de tratamento de esgoto por zona de raízes (ETEZR) em uma propriedade rural, localizada no oeste do estado do Paraná.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Selecionar plantas adequadas para a ETEZR de acordo com sua adaptação a região e de sua resistência ao esgoto doméstico encontradas na literatura e com base em um teste de crescimento;
Caracterizar o esgoto doméstico, a ser tratado pela ETZR, através de parâmetros físico-químicos, como: matéria orgânica (DQO), matéria sólida (ST e Sedimentáveis) e, nutrientes (N-amoniacal, NO2-, NO3- e P-total);
Construir tanques para tratamento preliminar do esgoto doméstico, sendo estes: uma caixa de gordura para o efluente proveniente da cozinha, um tanque séptico para águas oriundas do banheiro e um tanque com carvão vegetal para águas da lavanderia;
Construir a estação de tratamento de esgoto por zona de raízes.
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 SANEAMENTO BÁSICO
De acordo com a Lei 11.445/2007, saneamento básico compreende quatro serviços: abastecimento de água potável, coleta e tratamento do esgoto sanitário, limpeza urbana e manejo dos resíduos sólidos, e drenagem e manejo de águas pluviais urbanas. Um dos princípios mais importantes da lei de saneamento é a universalidade destes quatro serviços básicos, o que infelizmente ainda não acontece no Brasil.
Segundo o diagnóstico dos serviços de água e esgoto, realizado no ano de 2013 pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS), aproximadamente 29 milhões de pessoas não tem acesso à rede de distribuição de água tratada. Em relação ao esgotamento sanitário, esta mesma pesquisa aponta que o número de cidadãos brasileiros atendidos por redes de esgoto chega a 93,3 milhões, resultando em um atendimento médio, em centros urbanos, de 56,3%. Já em relação ao tratamento dos esgotos, o índice médio está em 39,0% para o esgoto gerado e 69,4% para o esgoto coletado.
No estado do Paraná 60% do esgoto gerado é coletado e desta quantidade 63,75% é tratado. A mesorregião oeste do Paraná apresenta uma cobertura de coleta de esgoto média de 33 %, a microrregião de Cascavel por sua vez, apresenta uma cobertura de coleta de esgoto de 58, 5 % (SNIS, 2013).
Quando se trata de comunidades rurais ou periferias de cidades os dados são mais críticos, pois geralmente não há acesso ao saneamento básico. Em especial a questão do tratamento do esgoto sanitário é praticamente inexistente. De acordo com dados do PNAD (Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílio) de 2012, cerca de 5% dos domicílios rurais estão ligados diretamente à rede coletora de esgoto e apenas 27,5% fazem uso da fossa séptica como tratamento dos dejetos. Os demais domicílios (67,5%) utilizam outro tipo de tratamento, ou simplesmente descartam o esgoto in natura na água ou no solo.
A falta de saneamento básico é considerada uma das principais causas dos mais graves problemas ambientais e também da poluição e contaminação de corpos
hídricos (VAN KAICK, 2002; LEMES et al., 2008). O destino mais comum dos esgotos sem tratamento são corpos de água, que consequentemente registram um aumento da quantidade de matéria orgânica e a diminuição do oxigênio dissolvido, que juntamente com a presença de substâncias nocivas impactam diretamente sobre biocenose local (PHILIPPI JR, 2005).
Além da questão ambiental existe a relação com a saúde publica, segundo o estudo feito por Visser et al. (2011), pessoas que vivem em locais que não dispõem de coleta e tratamento de esgoto e utilizam água provenientes de poços, estão sujeitas a diversas doenças, causadas principalmente por parasitas característicos do esgoto não tratado que acaba alcançando os lençóis freáticos e mananciais. Um estudo feito por Silva et al. (2009), demonstrou o desenvolvimento de doenças causadas por enteroparasitoses, em várias crianças residentes em áreas rurais, onde não existia coleta e tratamento de esgoto.
De acordo com Teixeira et al. (2014), durante os anos de 2001 a 2009, os óbitos resultantes de doenças relacionadas com a falta de saneamento básico corresponderam a 1,31% do total. A média anual de casos de notificação compulsória devido a doenças relacionadas ao saneamento básico inadequado foi de 466.351 casos e os gastos com consultas médicas e internações por doenças associadas a falta de saneamento adequado consumiram aproximadamente 2,84% do gasto total do Sistema Único de Saúde (SUS).
3.1.1 Esgoto Doméstico
Segundo a NBR 7.229/1993 esgoto doméstico é composto pela água residuária resultante das atividades higiênicas e/ou de limpeza. Sua constituição é de aproximadamente 0,1% de sólidos e 99,9% de água, sendo que 75% desses sólidos consistem em matéria orgânica (NUVOLARI et al., 2010).
De acordo Jordão e Pessoa (1995), como principais características os esgotos apresentam temperaturas acima da água de abastecimento, coloração escura, odor desagradável devido ao gás sulfídrico e presença de microrganismos, principalmente coliformes. Sendo compostos, segundo Garcez (2012), pelas: águas da cozinha (oriundas da limpeza de utensílios culinários e de alimentos, com
elevada presença de gorduras e substâncias orgânicas); águas de banhos e roupas (com elevado teor de sabão, partículas epidérmicas e raramente microrganismos patogênicos) e águas de limpeza de aposentos (com existência de partículas minerais, poeiras, gorduras e, eventualmente, microrganismos patogênicos).
De acordo a Norma Brasileira – NBR 9.648/1986, esgoto sanitário é o despejo líquido constituído de esgotos domésticos e industriais, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária. A Tabela 1 apresenta as principais características dos esgotos domésticos segundo dados retirados na literatura.
Tabela 1 - Características dos esgotos domésticos segundo a literatura
Características Concentração (mg.L-1)* Concentração (mg.L-1)** Concentração (mg.L-1)*** Demanda Bioquímica de Oxigênio 220 200 250-400 Demanda Química de Oxigênio 500 - 450-800 Nitrogênio Orgânico 15 20 15-25 Nitrogênio Amoniacal 25 15 20-35 Fósforo Total 8 10 4-15 Fósforo Orgânico 3 - 1-6 Óleos e Graxas 100 - - Sólidos Totais 720 800 700-1350
Fonte: adaptado de Metcalf; Eddy (2003)*, Mihelcic; Zimmerman (2012)** e Von Sperling (2005) apud Nunes (2012)***
3.2 TRATAMENTOS CONVENCIONAIS DE ESGOTO
Segundo Nunes (2012), o tratamento de água residuárias consiste em processos artificiais de depuração, que objetivam a remoção de poluentes e contaminantes para atendimento dos padrões exigidos pelas legislações, e posterior lançamento destes nos corpos d’agua, sem ocasionar danos ao habitat aquático.
O tratamento convencional de esgoto inclui o tratamento preliminar, no qual são removidos os sólidos grosseiros e areia. Na sequência, tem-se o tratamento primário, que visa à sedimentação e finalmente tratamento secundário, para remoção de matéria orgânica solúvel, parcela da matéria orgânica insolúvel e ocasionalmente, nutrientes e patógenos. Se for necessário, ainda podem ser incluídos processos de tratamento avançado ou terciário (NUVOLARI et al., 2010).
Os principais sistemas de tratamento biológicos são:
Lagoas de estabilização: Esse tipo de sistema é baseado na capacidade de reciclagem dos elementos em um corpo d’água lêntico natural. A degradação dos poluentes ocorre por processos físicos, químicos e essencialmente biológicos, regulados por fatores como temperatura e luminosidade. Existem diversos arranjos de lagoas de estabilização, sendo mais citados na literatura: as lagoas anaeróbias, lagoas facultativas, lagoas de maturação e as lagoas aeradas mecanicamente (BENTO, 2005).
Sistemas de lodo ativado: O princípio do processo baseia-se na oxidação bioquímica dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes nos esgotos, mediada por uma população microbiana diversificada e mantida em suspensão num meio aeróbio (BENTO, 2005).
Filtros biológicos: A tecnologia consiste na distribuição contínua e uniforme dos esgotos que percolam pelo meio suporte, contendo uma película fixa de microrganismos (biofilme), em direção aos drenos de fundo (SANTOS, 2005).
Reator anaeróbio, tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reator): trata-se de um reator anaeróbio muito conhecido, removendo de 65 a 80 % do material orgânico, além de remover grande parte do material coloidal, resultando em um esgoto digerido com baixa turbidez (MASCARENHAS; SPERLING; CHERNICHARO, 2004).
Já em relação aos tratamentos avançados são comuns sistemas de:
Membranas: Dentre os processos físicos de separação por membranas (SMP) destacam-se os processos de biorreator de membranas (MBR) que combina um processo biológico, geralmente aeróbio, com a técnica de filtração por membranas, com tamanhos de poros variando de 0,1 a 0,4
µm (GIACOBBO et al., 2011).
Desinfecção química e física: O principal objetivo da desinfecção é destruir os microrganismos enteropatogênicos, que podem estar presentes no efluente tratado, principalmente no esgoto sanitário (LAPOLLI et al., 2005). O cloro é o desinfectante mais utilizado mundialmente e a utilização da radiação UV vem crescendo nos últimos tempos, devido ao risco de toxicidade associado ao cloro (SOUZA et al., 2012).
Adsorção: O processo de adsorção é amplamente utilizado para tratamento de efluentes têxteis e consiste em interações físicas e químicas entre o adsorvente (poluente) e adsorvato (CARVALHO;FUNGARO; IZIDORO, 2010; DALLAGO;SMANIOTTO, 2005). O material adsorvente mais conhecido é o carvão ativado, devido a sua grande área superficial e a presença de diversos grupos funcionais em sua superfície, que permite sua aplicação para o tratamento de diversos efluentes.
As lagoas de estabilização são amplamente utilizadas no Brasil para tratamento de efluentes com alta carga orgânica (SILVA; ROSTON, 2010), em virtude das condições climáticas favoráveis e da grande disponibilidade de área. Dentre as lagoas de estabilização, é comum o arranjo em série de uma lagoa anaeróbia seguida por uma lagoa facultativa, conhecido como sistema australiano, onde ocorre a biodegradação, sedimentação de partículas, troca de gases e precipitação, que possibilita a obtenção de efluentes finas que podem ser despejados no ambiente sem causar impactos negativos (MELO; LINDNER, 2013).
Os sistemas de tratamento empregados variam de uma região para outra e é importante que estes considerem características culturais, sociais e econômicas do local, buscando alternativas tecnológicas apropriadas para cada cenário, seja em grandes centros urbanos ou em pequenas comunidades (FERREIRA; SARON, 2013). Neste contexto surgem os sistemas de tratamento alternativos, como as técnicas de fitorremediação, que se trata de uma técnica aceita para despoluição de águas e solos (MADALÃO et al, 2012). Na fitorremediação são utilizadas plantas específicas, com boa capacidade de adsorção, sistema radicular profundo, acelerada taxa de crescimento, fácil colheita e grande resistência ao poluente, no intuito de amenizar ou até mesmo despoluir totalmente áreas contaminadas (COUTINHO; BARBOSA, 2007).
wetlands, que são baseadas, e dependem fundamentalmente, de componentes e
processos naturais para manter as principais operações de tratamento. Isso difere estes sistemas dos tratamentos convencionais, onde os processos naturais são mantidos com uso de equipamentos e grande consumo energético (VESILIND; MORGAN, 2013).
3.3 WETLANDS
O primeiro experimento com wetland foi planejado em 1952 pelo Instituto Max Planck (“Max Planck Institute”) localizado em Pion, na Alemanha. Posteriormente esta tecnologia foi implantada e estudada em diversos países, como: Portugal, Itália, Bélgica, Estados Unidos, Dinamarca, França, entre outros (SILVA, 2007).
Wetland é a uma denominação inglesa para as áreas úmidas naturais, onde
existe uma transição entre ambientes aquáticos e terrestres, caracterizadas pela diversidade e riqueza de espécies e se apresentando como um local propício para melhorar a qualidade de águas poluídas. São exemplos de wetlands naturais: os pântanos, brejos, charcos, várzeas, lagos muito rasos e manguezais (ZANELLA et al., 2007).
Os sistemas de wetlands-construídas (wc) são sistemas naturais de tratamento de efluentes que fazem uso do solo e de plantas para o pós-tratamento de águas residuárias. Esses sistemas são feitos com a finalidade de receber esgotos previamente tratados e melhorar a qualidade desse esgoto. São constituídos pelo solo, microrganismos e plantas, e buscam simular as condições naturais de terrenos alagados com o intuito de promover a degradação de poluentes e a estabilização dos efluentes (ZANELLA et al., 2007).
Vários estudos tem demonstrado uma alta capacidade dos sistemas de
wetlands em remover DBO, sólidos em suspensão, nitrogênio, fósforo, traços de
metais e organismos patogênicos. A remoção destes poluentes ocorre através de processos como: sedimentação, filtração, adsorção, precipitação, decomposição, metabolismo de plantas e decaimento bacteriano (NUNES, 2012).
Os wetlands-construídos são classificados em dois grandes grupos, de acordo com o nível de efluente em relação ao leito (SEZERINO, 2006; OLIJNYK, 2008; ZANELLA, 2008). São eles:
(i) Sistemas de lâmina livre ou de escoamento superficial;
(ii) Sistemas de escoamento subsuperficial (filtros plantados com macrófitas).
3.3.1 Sistema de Lâmina Livre ou Escoamento Superficial
Nos wetlands de escoamento superficial o efluente escoa sobra a superfície do solo, estando em contato direto com o ar. Neste tipo de configuração podem-se utilizar plantas do tipo emergentes, emersas ou flutuantes (OLIJNYK, 2008).
Esses sistemas de wetlands-construídos são lagos rasos, vegetados, que tem como objetivo fazer uso das condições físicas, químicas e biológicas de ambientes alagados, para acelerar o processo de redução da matéria orgânica, nutrientes, sólidos suspensos e microrganismos patogênicos (ZANELLA, 2008). São sistemas semelhantes as lagoas facultativas, onde existem duas zonas de atuação microbiana, a aeróbia, na superfície da lâmina de água e anaeróbia, no fundo do alagado, onde praticamente não existe oxigênio (OLIJNYK, 2008).
3.3.2 Sistemas de Escoamento Subsuperficial
Esses tipos de wetlands-construídas são também conhecidos como filtros plantados com macrófitas. São constituídos por um canal onde existe um leito que serve de suporte para o crescimento das plantas e por onde o efluente a ser tratado irá percolar. Neste tipo de configuração a lâmina d’agua fica abaixo do nível do leito fazendo com que sejam diminuídas as chances de emanação de odores, de contato com homens e animais e de proliferação de vetores. Além do fato do meio suporte servir para a formação do biofilme que promoverá a degradação dos poluentes (ZANELLA, 2008).
Dentre as configurações de wetlands, a de fluxo subsuperficial é considerada a mais efetiva para o tratamento de efluentes (ZANELLA, 2008). Segundo Olijnyk (2008) os filtros subsuperficiais podem ser classificados segundo o fluxo hidráulico
em: fluxo horizontal e fluxo vertical.
Nos sistemas de fluxo horizontal, o efluente bruto é alimentado na porção inicial do leito, conhecida como zona de entrada, e percola lentamente através do material filtrante até atingir a zona de saída, assim como ilustra a Figura 1. Esta percolação do efluente segue, geralmente, na horizontal e é impulsionada por uma declividade de fundo (SEZERINO, 2006). Enquanto o efluente percola entra em contato com regiões anaeróbias, aeróbias e anóxicas. A camada aeróbia se concentra ao redor das raízes das plantas, em virtude do transporte de oxigênio das partes aéreas para as raízes, além do contato com o ar atmosférico que aumenta os níveis de oxigênio (SEZERINO, 2006; OLIJNYK, 2008).
Figura 1 - Sistema subsuperficial de fluxo vertical Fonte: Adaptado de OLIJNYK (2008)
Já nos sistemas de fluxo vertical, o esgoto não é alimentado de forma contínua e vai sendo gradualmente drenado verticalmente para baixo por meio do leito filtrante, como ilustra a Figura 2. O percolado é coletado no fundo por um sistema de drenagem (OLIJNYK, 2008). Os sistemas de fluxo vertical são mais comumente utilizados quando o efluente contém formas de nitrogênio que necessitam ser desnitrificadas (MORVANNOU et al., 2014).
Figura 2 - Sistema subsuperficial de fluxo vertical Fonte: Adaptado de OLIJNYK (2008)
Pela forma de aplicação ser em batelada ocorre um grande arraste de oxigênio atmosférico para o material filtrante e quando uma nova aplicação acontece o oxigênio arrastado anteriormente se mantém o que faz com que se aumente a concentração de O2 e seja possível realizar a degradação da matéria orgânica e a oxidação da amônia (COOPER et al., 1996 apud SEZERINO, 2006 ).
3.4 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO POR ZONA DE RAÍZES (ETEZR)
. Nos últimos anos tem sido estudado e verificado a eficiência do tratamento de esgoto feito por sistemas de zonas de raízes (COLARES; SANDRI, 2013; NAVA; LIMA, 2012; FURUTI, 2010; BEGOSSO, 2009). Esse sistema apresenta vantagens devido ao baixo custo de instalação, a não geração de lodo e maus odores, além de não utilizar produtos químicos e nem energia elétrica (SILVA, 2007).
A ETEZR (Estação de Tratamento por Zona de Raízes) é uma wetland de fluxo subsuperficial, onde existe um meio suporte para o crescimento das plantas, geralmente areia e britas, que também funciona como um filtro e permite a formação
das zonas de raízes. Essas zonas vão propiciar o habitat ideal para o desenvolvimento de microrganismos que irão degradar os poluentes (CRISPIM et
al., 2012).As ETEZR são recomendadas para pequenas cidades e também para
tratamento individual, ideias para domicílios rurais, pois se trata de uma técnica eficiente e que não requer muito investimento para implantação e operação (MORVANNOU et al., 2014; VYMAZAL, 2011).
O sistema de tratamento por zonas de raízes é um sistema de tratamento físico-químico seguido de tratamento biológico, onde o esgoto é alimentado por uma rede de tubulação perfurada que se localiza logo abaixo de uma área plantada, que deve ser dimensionado de acordo com a vazão de esgoto. As plantas que formam a zona de raízes devem ser plantadas sobre um filtro físico, constituído por pedra e areia. O fundo da ETE contém as tubulações coletoras do esgoto tratado e deve ser impermeabilizado com lona ou concreto (VAN KAICK, 2002). A Figura 3 apresenta um esquema de uma ETEZR.
Figura 3 - Esquema ilustrativo de uma ETEZR Fonte: VAN KAICK, 2002.
O efluente que vai para estação de tratamento por zona de raízes deve primeiro passar por uma fossa séptica objetivando a redução de sólidos sedimentáveis, também é importante retirar a gordura e as substâncias surfactantes por meio de caixas de gordura e filtros de carvão vegetal. As raízes das plantas, fixadas sobre o substrato, são responsáveis pelo desenvolvimento dos microrganismos que atuarão no tratamento do efluente, bem como a introdução de oxigênio e nitrogênio através dos aerênquimas, propiciando uma associação
vantajosa tanto para as plantas quanto para microrganismos (ZANELLA, 2008). O efluente final das ETEZR pode atingir valores de 5 a 10 mg/L de DBO e nitrogênio total e 5 a 15 mg/L de Sólidos Totais Voláteis (STV) (VESILIND; MORGAN, 2013). Essas características possibilitam o reuso desse efluente para fertirrigação de jardins e gramados, ou lavagem de calçadas (NUNES, 2012).
3.5 ELEMENTOS DA ETEZR
São importantes elementos da ETE por zona de raízes as plantas utilizadas e o meio suporte que preenche o filtro físico.
3.5.1 Meio Suporte
O meio suporte além de promover a filtração do esgoto é propício para a fixação e o desenvolvimento das plantas. Ele é essencial para a filtração dos sólidos em suspensão presentes nos efluentes. Os meios suportes utilizados variam de brita a solos com baixo teor de argila, que devem apresentar elevada permeabilidade e troca catiônica e uma boa atividade microbiológica (LOHMANN, 2011).
Em estações de tratamento por zona de raízes utilizam-se mais comumente meios suportes clássicos combinados: uma camada de brita nº 2 com 50 cm de espessura sobre uma camada de areia de 40 cm com granulometria de média para grossa (CRISPIM et al., 2012). Mas cabe ressaltar que independente do meio suporte utilizado é importante que a impermeabilização seja adequada e impeça a contaminação do ambiente. Segundo Crispim et al. (2012) uma forma de impermeabilização eficiente e de baixo custo são as lonas plásticas com espessura igual ou maior que 200 micras. A impermeabilização com geomembranas e alvenaria também pode ser feita, contudo seu custo é mais elevado.
3.5.2 Plantas Utilizadas na ETEZR
As plantas utilizadas em ETEZR são geralmente macrófitas que são plantas nativas de áreas alagadas e brejos, possuindo capacidade de suportar locais saturados e com grande carga orgânica. A atuação das plantas em sistemas de wetlands consiste na remoção de macro e micro nutrientes que são essenciais para seu crescimento, removendo-os assim do efluente a ser tratado (MATOS et al., 2010).
As ações das plantas na ETE por zona de raízes são: auxiliar na estabilização da superfície do filtro, promover a filtração adequada do esgoto, aumentar a aeração na região das raízes, propiciar área disponível para aderência de microrganismos nas raízes, retirar nutrientes do efluente e também embelezamento paisagístico (BRIX, 1997 apud OLIJNYK, 2008).
Para a escolha das plantas que irão compor a estação por zonas de raízes, é importante adotar critérios básicos que consistem na utilização de espécies nativas ou exóticas que sejam adaptadas às variações sazonais, como, o clima, a temperatura e a umidade e também sejam tolerantes a prolongados períodos de permanência em substrato saturado (SOUZA, 2003).
Segundo Ferreira; Saron (2013) os sistemas de alagados construídos, por serem compostos por plantas, possuem valor paisagístico, o que o trona um sistema de mais fácil aceitação pelas comunidades.
As macrófitas mais amplamente utilizadas mundialmente nos sistemas de wetlands são a Phragmites australis (espécie não nativa do Brasil), Typha spp. E
Juncus spp (PELISSARI, 2013).
Segundo Olijnyk (2008) as plantas utilizadas em estações de tratamento de raízes são do tipo emergente, desta forma várias espécies podem ser escolhidas. O Quadro 1 apresenta algumas pesquisas realizadas com esgoto e as plantas utilizadas.
(continua)
AUTORIA PLANTA TIPO DE
EFLUENTE/ESGOTO
CALIJURI et al. (2009) Typha sp. (Taboa) e Brachiaria
arrecta (braquiária do brejo) Esgoto sanitário
BRASIL;MATOS; SOARES (2007);
COLARES; SANDRI (2013) Taboa (Typha sp.) Esgoto sanitário FERREIRA; SARON (2013) Eleocharis parvula Esgoto doméstico LOHMANN (2011); LEMES et al.
(2008)
Copo-de-leite (Zantedeschia
aethiopica) Esgoto doméstico
OLIJNYK (2008) Typha domingensis Esgoto doméstico
QUEGUE; ALMEIDA; UCKER (2013)
Bambu (Guadua angustifolia,
Phyllostachys aurea e Phyllostachys bambusoides)
Esgoto sanitário
ALMEIDA; OLIVEIRA; KLIEMANN (2007)
Taboa (Typha angustifolia L.), lírio do brejo (Hedychium coronarium J.
König), conta-de-lágrima (Coix lacryma-jobi L.) e capim Angola
(Urochloamutica (Forssk.) T.Q. Nguyen).
Esgoto sanitário
ZACARKIM (2006) Eicchornia crassipes e Salvinia sp. Efluente de curtume OLIVEIRA; COSTANZI (2014) Cyperus Papyrus Água de cinzas
CRISPIM et al. (2012)
Cymbopogon nardus (L.) Rendle conhecida como Citronela e a
Canna indica, comumente chamada
de Caetê.
Esgoto doméstico
FURUTI (2010)
Capim-dos-pampas(Cortaderia
selloana) e o Papiro (Cyperus papyrus)
Esgoto doméstico
MORVANNOU et al. (2014) Phragmites australis Esgoto doméstico Quadro 1 - Pesquisas com wetlands e as plantas utilizadas
4 METODOLOGIA
4.1 LOCALIZAÇÃO DA ETEZR
A construção da estação de tratamento de esgoto por zona de raízes (ETEZR) foi efetuada em um domicilio rural localizado no município de Cascavel-PR, coordenadas geográficas 25°21’11’’ S e 53°38’24’’ W. A residência se encontra em um dos cinco distritos do município de Cascavel: Rio do Salto que conta com 3.229 habitantes (IBGE, 2010). Atualmente residem 3 pessoas no domicilio onde foi implementada a ETEZR.
4.2 SELEÇÃO DAS PLANTAS UTILIZADAS NA ETEZR
As espécies de plantas utilizadas na ETZR foram selecionadas de acordo com sua capacidade de adaptação a ambientes com elevada umidade e carga orgânica, seu potencial ornamental e repelente encontrados na literatura e, sua disponibilidade na região oeste do estado do Paraná. Foram escolhidas quatro espécies que estão ilustradas nas Figuras 4 a 7 apresentadas na sequência.
Figura 4 - Zantedeschia aethiopica (copos de leite)
Figura 6 - Canna indica (Caetê) Figura 7 - Dieffenbachia picta Schott (comigo-ninguém-pode)
Fonte: Google Imagens (2015)
4.2.1 Testes de crescimento
Para testar a adaptabilidade das plantas previamente escolhidas, as mesmas foram plantadas em vasos com volume de aproximadamente 20 litros, com solo típico da região que foi peneirado e recebeu adubação inicial. Os vasos foram alocados na parte externa do laboratório Biotecnologia e Saneamento Ambiental da UTFPR/Medianeira, sendo parcialmente expostos a condições naturais de chuva e sol. Como ficaram em local parcialmente coberto, as plantas foram irrigadas com água de poço, assim que for necessário, até atingirem porte médio. Os propágulos e as características de cada espécie estão descritos no Quadro 2.
(continua)
Espécie Família Botânica Origem Tipo de ambiente Forma de propágulo Zantedeschia aethiopica (copo de leite)* Areáceas Etiópia Climas amenos e solos com elevada umidade Bulbos Cymbopogon nardus (Citronela)*
Poáceas Índia Solo fértil e
Canna indica
(Caetê)** Cannaceae América Tropical
Sol pleno e solo rico em matéria orgânica e umidade elevada Rizomas Dieffenbachia picta Schott (comigo-ninguém-pode)*
Aráceas América central Locais úmidos e
sombreados Caule
*Dicionário informal ; ** RIBEIRO;PAIVA (2015)
Quadro 2 - Características das espécies de plantas escolhidas
4.3 CARACTERIZAÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO
O esgoto doméstico foi caracterizado através de amostragem composta, por um período de 10 horas, com alíquotas coletadas em intervalos aproximadamente 60min. As amostras foram coletadas, preservadas e armazenadas seguindo as recomendações da ABNT (NBR 9.898/1987). Os parâmetros físico-químicos, matéria orgânica (DQO), matéria sólida (ST e Sedimentáveis) e, nutrientes (N-amoniacal, NO2-, NO3- e P-total), foram avaliados de acordo com as metodologias propostas pela APHA, AWWA, WEF (2012), com seus respectivos métodos descritos no Tabela 2.
Tabela 2- Parâmetros avaliados nas análises de eficiência da ETEZR
PARÂMETRO UNIDADES MÉTODO (APHA, AWWA, WEF, 2012) Demanda Química de Oxigênio mg.L-1 5220 D - Colorimétrico
Sólidos Totais (Fixos e Voláteis) mg.L-1 2540B - Gravimétrico
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1h-1 2540B (Totais) e 2540E (Fixos e Voláteis) Nitrogênio amoniacal mg.L-1 4500-NH3 F - Colorimétrico
Nitrito mg.L-1 Kit HACH - Colorimétrico Nitrato mg.L-1 Kit HACH - Colorimétrico Fósforo Total mg.L-1 Método 4500-P E - Ácido Ascórbico
pH
-Sonda multiparâmetros Hanna Instruments
Temperatura ºC
4.4 DIMENSIONAMENTO ETEZR - ELEMENTOS DO PROJETO
O esgoto doméstico passou por um tratamento preliminar, composto por caixa de gordura, tanque séptico e leito de carvão vegetal, antes de ser encaminhado a ETEZR, com o intuito de retirar impurezas que prejudicam o desenvolvimento das plantas.
As águas de cozinha foram direcionadas para uma caixa de gordura, já existente na residência, com dimensões de 0,5 metros de comprimento, 0,5 m de largura e 1 m de altura, a caixa foi reaproveitada e teve suas dimensões verificadas de acordo com o dimensionamento proposto por (NUNES, 2001).
As águas do banheiro foram encaminhadas para um tanque séptico, já existente na residência, com dimensões de 0,8 m de comprimento, 0,7 m de largura e 1m de profundidade. Foi construído mais um tanque séptico, dimensionado de acordo com a NBR 7.229/1993 da ABNT, assim como está descrito na Tabela 3. Para este dimensionamento foi utilizado a vazão de despejo oriunda somente do vaso sanitário, pois este banheiro não era utilizado para o banho.
Tabela 3 - Dimensões do tanque séptico de acordo com a NBR 7229/1993
Variável Sigla Equação Valor Unidade
Número de pessoas ou unidades
de contribuição N - 4 Unidade
Contribuição de despejos C - 30* Litros / pessoa.dia
Período de detenção T - 1 Dias
Taxa de acumulação de lodo
digerido K - 65 Dias
Contribuição de lodo fresco Lf - 1 Litro / pessoa.dia
Volume útil do Tanque Séptico V V = 1000 + N.(C.T+K.Lf) 1380 Litros
*Contribuição oriunda somente do vaso sanitário de acordo com MMA (2015)
De acordo NBR 7229/1993, o volume do tanque deveria ser de 1,38 m³, tendo uma profundidade útil de 1,2 m e uma razão entre comprimento e largura de 2:1. Contudo, considerando a limitação de profundidade do solo, pela presença de uma camada rochosa, que impede a escavação, limitou-se a profundidade em 1m.
As águas da lavanderia, por possuírem uma grande quantidade de surfactantes, passam por um tanque preenchido com carvão vegetal, que foi
construído na residência. A Tabela 4 apresenta as dimensões do tanque séptico e do tanque de carvão vegetal.
Tabela 4 - Dimensões do tanque séptico e do tanque de carvão vegetal
Variável Sigla Equação Valor Unidade
Tanque séptico
Volume útil do Tanque Séptico Profundidade útil máxima Profundidade útil mínima Largura Comprimento V H Hm L C V = L.C.H - 1,38 1 m³ m - L = (V/2.H)1/2 C = L.2 1 1 1,3 m m m Tanque de carvão ativado
Volume útil do tanque Profundidade Largura Comprimento Vc Hc Lc Cc Vc=Lc.Cc.Hc - L = (V/H)1/2 Cc = L 0,5 1 0,7 0,7 m³ m m m
Após tratamento preliminar, ilustrado na Figura 8, o esgoto doméstico foi encaminhado para ETZR.
Figura 8 - Conexão dos sistemas preliminares de tratamento a ETEZR Fonte: Autoria própria
A estação de tratamento por zona de raízes foi construída de acordo com a metodologia usada por Crispim et al. (2012), onde se recomenda que a mesma possua 1 m² para cada habitante da residência e uma profundidade de 1 m. O volume da estação foi preenchido com brita e areia, onde foram cultivadas as plantas selecionadas.
Além dos elementos já mencionados foram ser colocados canos perfurados para distribuição do esgoto bruto e coleta do esgoto tratado. Também foi colocada uma manta de impermeabilização em toda a área lateral e inferior da estação de tratamento. O quadro 3 apresenta algumas especificações dos elementos de projeto, utilizados para a construção da ETEZR, que foram adaptadas de Crispim et al. (2012).
Elemento Especificação Quantidade
Lona plástica Espessura: 200 micras 36 m²
Tubulações
100 mm 10 m
50 mm 2 m
Reduções 100x50 mm 2 unidades
Conexões (90°) 100 mm 8 unidades
Areia Espessura: grossa 2 m³
Brita nº 2 2 m³
Sombrite - 4 m²
Quadro 3 - Elementos utilizados na construção da ETEZR Fonte: Autoria própria, 2015.
A figura 9 ilustra como ficaria a ETEZR após o fim da construção e com as plantas já colocadas.
Figura 9 - Ilustração de ETEZR finalizada Fonte: Autoria própria (2015)
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 ENSAIOS DE ADAPTAÇÃO
Das espécies de plantas testadas em vasos, três delas se desenvolveram bem durante os 60 dias de observação, já a citronela não resistiu e acabou morrendo. As Fotografias 1 a 4 mostram as plantas 60 dias após o plantio.
Fotografia 1 - Copo-de-leite 60 dias após o plantio
Fotografia 2 - Caeté 60 dias após o plantio
Fotografia 3 - Comigo-ninguém-pode após 60 dias do plantio
Fotografia 4 - Citronela após 20 dias de plantio
A citronela foi plantada duas vezes e em nenhuma delas a planta se desenvolveu. Tal fato pode ser explicado pelas condições de plantio adotadas. A muda de citronela deve ser feita através da separação das touceiras, entretanto é preciso deixar que a planta desenvolva as raízes para depois plantá-la, isso pode ser feito colocando as raízes da touceira em um recipiente com água. Outro fator que não foi considerado é que a citronela não se desenvolve bem na sombra e o local onde foram colocados os vasos não era totalmente ensolarado.
Mesmo a citronela não se desenvolvendo bem nos vasos, ela ainda foi utilizada para compor a ETEZR, juntamente com o copo-de-leite, o caeté e o comigo-ninguém-pode, devido a suas propriedades repelentes.
5.2 CARACTERIZAÇÃO DO ESGOTO DOMÉSTICO
A Tabela 5 apresenta a caracterização do esgoto doméstico que entra na estação de tratamento de esgoto por zona de raízes.
Tabela 5 - Caracterização do esgoto bruto que entra na ETEZR
PARÂMETRO CONCENTRAÇÃO*
Demanda Química de Oxigênio (mg.L-1) 491
Sólidos Totais (mg.L-1) 700 Sólidos Sedimentáveis (mL.L-1h-1) 8 Nitrogênio amoniacal (mg.L-1) 33,2 Nitrito (mg.L-1) 70 Nitrato (mg.L-1) 60 Fósforo Total (mg.L-1) 12 pH 7,36 Temperatura (ºC) 25
Os valores encontrados análises estão de acordo com valores encontrados na caracterização de esgotos domésticos feitas por outras pesquisas (CUNHA et al., 2005; MOURA et al., 2011; LOURES et al., 2005; CALIJURI et al., 2009; ALMEIDA;OLIVEIRA; KLIEMANN, 2007).
A DQO encontrada, de 400 mg.L-1,ficou um pouco abaixo da citada na literatura, de 500 (METCALF;EDDY,2003) e 450 a 800 mg.L-1 (Von Sperling (2005) apud Nunes ,2012). O valor de sólidos totais, nitrogênio amoniacal e fósforo total encontrado está de acordo com o proposto por Von Sperling (2005) apud Nunes (2012) que é de 700-1350, 20-35 e 4-15 respectivamente.
5.3 CONSTRUÇÃO DOS SISTEMAS PRELIMINARES E DA ETEZR
O tanque séptico e a caixa de carvão foram construídos de alvenaria, de acordo com o especificado na metodologia. As Fotografias 5 e 6 ilustram as construções feitas.
Fotografia 5 - Tanque séptico para as águas provenientes do vaso sanitário
Fotografia 6 - Caixa de carvão vegetal para remover materiais surfactantes
Como mencionado, a caixa de gordura já existia na residência, e o efluente desta etapa preliminar foi incorporado aos efluentes da caixa de carvão e do tanque séptico e os três foram encaminhados para a ETEZR. O buraco escavado para a implantação da ETEZR, com dimensões de 2x2x1 metros, está ilustrado na Fotografia 7.
Fotografia 7 - Buraco escavado para a construção da ETEZR Fonte: Autoria própria (2015)
Depois de escavado o buraco, este foi revestido de lona plástica preta de 100 micras dobrada, objetivando impermeabilizar a área, assim como mostra a Fotografia 8.
Fotografia 8 - Impermeabilização da ETEZR com lona plástica preta Fonte: Autoria própria (2015)
Após a instalação da lona foi montado o sistema de coleta de esgoto tratado, que consiste em um quadrado de cano de PVC de 100 mm, onde foram feitos furos com um diâmetro de 10 mm e um espaçamento de 10 cm, como mostra a Fotografia 9. O sistema de coleta foi alocado na ETEZR e posteriormente esta foi coberta com sombrite, para evitar entupimentos dos furos do sistema de coleta de efluente, como pode ser observado nas Fotografias 10 e 11.
Fotografia 9 - Cano de coleta de esgoto tratado perfurado Fonte: Autoria própria (2015)
Fotografia 10 - Sistema de coleta de tratamento de esgotos tratados Fonte: Autoria própria (2015)
Fotografia 11 - Sombrite colocado sobre o sistema de coleta de esgoto Fonte: Autoria própria (2015)
Após esta etapa foi preenchido metade do buraco com 50 cm de areia grossa, assim como ilustram as Fotografias 12 e 13.
Fotografia 12 - Preenchendo o buraco com areia grossa Fonte: Autoria própria (2015)
Fotografia 13 - Buraco preenchido com aproximadamente 50 cm de areia grossa Fonte: Autoria própria (2015)
Posteriormente foi colocado aproximadamente de 45 cm de pedra brita nº 2, assim como ilustra a Fotografia 14 e na sequência foi instalado um distribuidor de efluente bruto com perfurações entre 15 mm de diâmetro e distanciados a cada 15 mm, assim como mostra a Fotografia 15.
Fotografia 14 - Camada de pedra brita de aproximadamente 45 cm Fonte: Autoria própria (2015)
Fotografia 15 - Sistema de distribuição de esgoto bruto Fonte: Autoria própria
Após ser colocado o tubo de distribuição de esgoto bruto, foi colocado mais uma camada de pedra brita para encobrir o tubo e evitar emanação de maus odores, assim como ilustra a Fotografia 16.
Depois de aproximadamente 20 dias de funcionamento da estação de tratamento foram plantadas as plantas na mesma, assim como mostra a Fotografia 17, finalizando a construção e com o sistema pronto para operação.
A construção da estação não demandou mais do que três dias de trabalho e apresentou-se aparentemente eficiente na opinião dos moradores da residência, que antigamente reclamavam de odores provenientes da tubulação, pelo despejo inadequado de esgoto doméstico sem qualquer forma de tratamento.
Fotografia 16 - ETEZR com cano de distribuição de esgoto e camada de pedra brita Fonte: Autoria própria (2015)
Fotografia 17 - ETEZR finalizada Fonte: Autoria própria (2015)
A simplicidade, baixo custo para construção e operação da estação de tratamento de esgotos por zona de raízes faz dessa uma ótima alternativa para tratamento de esgotos domésticos em comunidades rurais e periféricas, onde não existe coleta de esgoto.
6 CONCLUSÕES
A estação de tratamento de esgoto por zona de raízes foi implantada com sucesso na propriedade rural no oeste do Paraná e estima-se que foram gastos aproximadamente R$ 850,00 para a compra de todos os materiais necessários. A mão-de-obra foi proveniente do próprio morador da residência onde a ETEZR foi implantada.
Para compor a ETEZR foram selecionadas quatro espécies de plantas com base em sua adaptação, disponibilidade na região oeste do Paraná, e também suas propriedades ornamentais e repelentes. As plantas escolhidas foram: Copo-de-leite, caeté, comigo-ninguém-pode e citronela. A presença de plantas ornamentais acaba aumentando a aceitação deste tipo de tratamento de esgoto.
A caracterização do esgoto doméstico que entra na ETEZR ficou dentro do esperado, de acordo com valores encontrados na literatura.
A construção do tanque séptico e de carvão, que foi feita em alvenaria, demandou meio dia de trabalho e foi relativamente simples, apresentando-se aparentemente eficiente como constituinte das etapas preliminares de tratamento.
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