ANDREOLI, C. V., PEGORINI, E. S., GONÇALVES, D. F. AND FERREIRA, A. C.
Process of Implementation of Agriculture Recycling of biosolids in Curitiba, Paraná, Brasil. In Anais do Congresso Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Trento / ItáliaProcess of Implementation of Agriculture Recycling of
biosolids in Curitiba, Paraná, Brasil
C. V. Andreoli, E. S. Pegorini, D. F. Gonçalves and A. C. Ferreira
Sanitation Companhy of Paraná (SANEPAR), Rua Engenheiros Rebouças, 1376 Rebouças, Curitiba -Paraná – Brazil, CEP: 80215-900, Tel: (041) 330 3238 - Fax: (041) 333 9952, E-mail: c.andreoli@sanepar.pr.gov.br
ABSTRACT
No Brasil, a ampliação dos serviços de coleta e tratamento de esgoto doméstico é uma atividade prioritária para resgatar uma dívida ambiental que resulta no lançamento diário de aproximadamente 10 bilhões de litros de esgoto nos corpos d’água brasileiros. O Estado do Paraná, localizado na região Sul do Brasil, buscando atenuar estes problemas vem desenvolvendo a mais de 10 anos um programa de pesquisa visando equacionar o problema da disposição final do resíduo gerado pelo tratamento destes efluentes. Entre outros resultados, este programa orientou o planejamento e implementação de Projetos de reciclagem agrícola de lodo de esgoto em quatro municípios do estado, destacando-se o projeto para a Capital, Curitiba. Como alternativa de avaliação para viabilidade prática da reciclagem agrícola, a companhia optou por implantar a atividade através de serviços terceirizados, reciclando cerca de 10 5 do lodo gerado na Região Metropolitana de Curitiba. Este trabalho apresenta um diagnóstico da produção de lodo na área e as diretrizes do processo de terceirização da atividade.
KEYWORDS:
sewage sludge, biossolid, agricultural recycling, Brazil INTRODUÇÃOA disposição final adequada dos resíduos gerados nos centros urbanos constitui hoje exigência cada vez maior da sociedade. Sobre o setor de saneamento, as pressões sociais tem exigido do governo e das empresas de saneamento, políticas ambientais mais avançadas, que geralmente iniciam pelo tratamento de efluentes, um processo que gera um resíduo sólido em quantidades variáveis segundo o tipo de esgoto e o sistema de tratamento empregado.
No Brasil, esta é uma atividade prioritária para resgatar parcela da dívida ambiental contraída por políticas reducionistas do passado, que dissociaram os serviços de saneamento em atividades desintegradas. Um exemplo desta dissociação é o lançamento diário de aproximadamente 10 bilhões de litros de esgoto, que são coletados e não tratados nos corpos d’água brasileiros (Sec. Nac. San., 1991).
A questão da disposição final dos biossólidos é um problema emergente no Brasil, e que tende a se agravar rapidamente a medida em que se implantam e efetivamente se operam os sistemas de tratamento de esgoto no país. Os níveis precários de coleta e tratamento de esgoto no Brasil permitem avaliar o potencial de produção de biossólidos para o país. Aproximadamente 33,75 % da população brasileira dispõem de coleta de esgoto, e apenas cerca de 10 % do esgoto coletado sofre algum processo de tratamento (IBGE, 1998).
Este problema será ainda mais agravado com a perspectiva de inclusão de 70 milhões de habitantes urbanos às redes de coleta nos próximos quinze anos.
A adequada destinação deste resíduo é um fator fundamental para que os objetivos de um sistema de tratamento sejam plenamente alcançados. Entre as alternativas de que se dispõem atualmente para a disposição final do lodo de esgoto, a reciclagem na agricultura vem se destacando como melhor opção, tanto pela adequação sanitária e ambiental como pela viabilidade econômica, desde que o resíduo atenda padrões satisfatórios de qualidade, especialmente com relação ao teor de metais pesados e a presença de patógenos. O Estado do Paraná, através da Companhia de Saneamento do Paraná – SANEPAR, vem desenvolvendo a mais de dez anos um programa interdisciplinar e interinstitucional de pesquisas com o objetivo de definir a melhor alternativa para equacionamento da questão no estado. Este programa envolve mais de 150 pesquisadores de 15 instituições de pesquisa entre universidades, institutos e centros de pesquisa do estado. Entre os principais resultados obtidos, o programa já produziu mais de 100 trabalhos científicos, publicou seis livros e orientou a elaboração da estrutura de licenciamento ambiental e da norma técnica para a reciclagem do resíduo na agricultura.
Sob orientação desta equipe encontram-se em fase de implementação os Projetos para a Disposição Final de Lodo de Esgoto na Agricultura em quatro municípios do estado, destacando-se os trabalhos na capital, Curitiba.
SITUAÇÃO DO ESTADO DO PARANÁ
O Paraná é um dos três estados que compõem a região sul do Brasil, com uma área de 199.362 km2, sendo cortado pelo Trópico de Capricórnio, que separa o clima tropical ao Norte do subtropical ao Sul.
A economia do Estado está fundamentada sobre o setor agropecuário, participando com 31,5% dos impostos sobre circulação de mercadorias e serviços e 34,5 % sobre os impostos do setor secundário, oriundos das agroindústrias. Embora represente apenas 2,4 % do território brasileiro, o Estado responde por 7,0 % da produção pecuária e 22 % da produção nacional de grãos, com as maiores produções do país de trigo, milho, feijão, centeio, algodão, rami e casulos de seda e a segunda maior produção de soja, cebola e aveia (ANDREOLI, 1992).
O Paraná possui alguns dos solos mais férteis do Brasil mas que sofreram por muitos anos a exploração predatória, sem os cuidados necessários de conservação e sem a devida reposição mineral e orgânica. Como conseqüência, alguns solos paranaenses apresentam sinais de depauperação, com baixos teores de matéria orgânica, tornando o solo mais susceptível ao processo erosivo.
A colonização do Estado é recente, sendo que, até a metade deste século, a atividade econômica se restringia a um terço do estado e era basicamente extrativista (ouro, madeira e erva-mate) e as terras roxas da região norte eram ocupadas por café. Entre as décadas de 50 e 70 houve uma expansão acelerada da fronteira agrícola por imigrantes de origem européia, vindos dos Estados mais ao Sul. A rápida ocupação se caracterizou pela implantação de sistemas agrícolas imediatistas, causando uma contínua e progressiva degradação ambiental e dos solos, que teve como resultado sua degradação física, a remoção das camadas mais férteis e o intenso processo erosivo (ANDREOLI, 1992).
Neste sentido, o uso agrícola do lodo de esgoto apresenta propriedades capazes de atenuar estes problemas. A matéria orgânica do lodo pode aumentar o conteúdo de húmus do solo, melhorando sua estrutura, a capacidade de armazenamento e infiltração de água, aumentando a resistência dos agregados e reduzindo a erosão. Os macro e micronutrientes podem contribuir para reequilibrar o conteúdo mineral dos solos, aumentando seu potencial produtivo. Os efeitos positivos sobre as propriedades físicas e químicas do solo proporcionam ainda uma imediata reação e incremento da população edáfica. As propriedades do produto o
tornam especialmente interessante a solos agrícolas desgastados por manejo inadequado, bem como para recuperação de áreas degradadas.
Do ponto de vista econômico, a reciclagem agrícola tem o grande benefício de transformar um resíduo em um importante insumo agrícola, trazendo ainda vantagens indiretas ao homem e ao meio ambiente (USEPA, 1979).
PRODUÇÃO DE LODO EM CURITIBA
O estado do Paraná, localizado na região Sul do país (fig. 1), tendo como capital o município de Curitiba, localizado sobre a Bacia Sedimentar de Curitiba, na porção leste do Estado (fig.2). A população total do município é da ordem de 1.580.505 habitantes.
Os serviços de coleta e tratamento de esgoto da região metropolitana da cidade são executadas pela Unidade de Serviços e Operação de Esgoto da Região Metropolitana de Curitiba (USOECT), da SANEPAR. Sob responsabilidade desta unidade operam cerca de 70 sistemas de tratamento de esgoto doméstico nos municípios de Curitiba e Região Metropolitana.
Atualmente aproximadamente 60 % da população da região é atendida com serviço de coleta de esgoto e 48 % com coleta e tratamento, gerando cerca de 120 toneladas diárias de lodo com 15 % de matéria seca. Dos 70 sistemas sob responsabilidade da USOECT, três são considerados de grande porte e possuem sistema de secagem do lodo gerado: a ETE Belém e a ETE Atuba possuem prensas desaguadoras, que reduzem a umidade do resíduo a níveis de 85 % de umidade e a ETE Santa Quitéria está equipada com uma Centrífuga, que deve elevar o teor de sólidos do lodo a 25 %, sem o uso de polieletrólitos. As principais características destes sistemas são apresentadas no quadro 1, abaixo.
Quadro1. Características dos sistemas de tratamento de esgoto de Curitiba e Região Metropolitana
ETE Sistema Tipo Sistema de População LodoProduzido Secagem atendida (hab.) 100 % M.S. 15 % M.S. BELEM Aeróbio Carroussel Prensa Desag. 282.729 9,90 65,97 ATUBA Anaeróbio RALF Prensa Desag. 148.199 2,22 14,82 STA Quitéria Anaeróbio RALF Centrifuga 105.491 1,58 *6,32
Demais Anaeróbio RALF 322.522 4,84 32,25
859.004 18,54 119,36
* 25 % de m.s
As estimativas de produção do lodo prevêem um incremento significativo a curto prazo na Região, em função, principalmente, do Plano de Saneamento Ambiental (PROSAM) e das políticas definidas pela SANEPAR para tratamento de todo esgoto coletado. A produção total na cidade ultrapassará 145 toneladas (15% de matéria seca) diariamente (ANDREOLI, 1999).
As áreas disponíveis para armazenamento de lodo nestas ETEs são bastante limitadas, exigindo a definição de outras alternativas de diposição final. O Ralf Padilha é o único dos sistemas menores com processo de secagem de lodo, sendo que, os demais apresentam descarte na entrada da ETE Belém. Os grandes sistemas também são equipados com processos de desinfecção, através da calagem, porém, não possuem uma definição técnica que oriente as atividades de gerenciamento e disposição final do resíduo.
Qualidade do Lodo
Os lodos produzidos tanto na capital como no interior caracterizam pela excelente qualidade. Os teores de metais pesados encontrados apresentam-se em níveis muito baixos, conseqüência da política da empresa de restringir o lançamento de efluentes industriais nas redes de coleta de esgoto doméstico. O principal entrave ao uso agrícola refere-se a contaminação com patógenos. Para solucionar o problema o Programa de Pesquisas em Reciclagem Agrícola de Lodo da SANEPAR, vem pesquisando diversas opções de desinfecção. No momento, a nível operacional são adotadas a calagem com cal virgem a 50 % do peso seco do material ou a compostagem.
Quadro2. Média dos teores de Metais Pesados (mg/kg ms) encontrados no lodo produzido em Curitiba
Lodo Cd Cu Cr Hg Ni Pb Zn Aeróbio n.d. 439 178 1,0 73 123 824
Anaeróbio n.d. 89 58 0,5 40 64 456
Com relação a qualidade a agronômica os parâmetros de maior interesse são apresentados no quadro 3. Quadro 3. Composição média dos dois principais tipos de lodo (bruto/sem higienização) em Curitiba.
Lodo N total P2O5 total K2O Ca Mg pH M.O. C C/N
Aeróbio 4,91 3,70 0,36 1,59 0,6 5,9 69,4 32,1 6 Anaeróbio 2,22 0,95 0,34 0,83 0,30 6,1 36,2 20,1 9
PROCESSO DE TERCEIRIZAÇÃO DA DISPOSIÇÃO FINAL
Como alternativa para avaliar a viabilidade técnica da disposição do lodo no solo para fins agrícolas a nível operacional ,a SANEPAR optou por implementar a atividade através de serviços terceirizados. Neste primeiro ano, cuja experiência deverá orientar o processo no futuro, a Companhia optou pela reciclagem de 10% do lodo produzido ao longo do ano 2000. O volume restante será disposto em lagoas localizadas próximas às ETEs.
Os serviços terceirizados compreendem a elaboração do Plano de Gerenciaemnto e Disposição Final de Lodo de Esgoto das ETEs operadas pelo USOECT e a implementação das atividades para o gerenciamento e disposição final de 12 mil ( com aproximadamente 15 % de sólidos) toneladas de lodo de esgoto destas ETEs.
Plano de Gerenciamento da Disposição Final de Lodo de Esgoto
O Plano de Gerenciamento é um instrumento estratégico de planejamento que deverá analisar a produção de lodo das unidades operadas pela USOECT, avaliando as condições de infraestrutura, ambientais, sanitárias e agronômicas regionais, para estabelecer as bases para a disposição final através da reciclagem na agricultura. Outras alternativas de disposição final deverão ser apresentadas com o objetivo de estabelecer um destino alternativo para situações especiais, onde a reciclagem não seja viável, tais como: lodos contaminados com metais pesados e agentes patogênicos em níveis que excedam os limites estabelecido pela normatização pertinente. Neste caso a empresa contratada não terá responsabilidade pela disposição final destes resíduos.
Este plano deverá ser aprovado internamente pela SANEPAR, que poderá solicitar alterações e complementações. Após aprovação interna, o Plano será submetido ao Instituto Ambiental do Paraná - IAP, com vistas a obtenção da regularização ambiental prévia da atividade. A implementação das atividades a nível operacional somente serão iniciadas após a aprovação do IAP.
O plano deverá conter no mínimo a estrutura apresentada no quadro 4.
Quadro 4. Estrutura do Plano de Gerenciamento da Disposição Final de Lodo de Esgoto
I. Diagnóstico
a. Normatização e Regulamentação aplicáveis
b. Estudo da Produção do Lodo (para ETE Belém e Atuba - Sul) : b.1. regime de funcionamento e vazão de entrada
b.2. tipo de tratamento b.3. processo de secagem
b.6. sistema de estabilização e higienização b.7. avaliação da quantidade produzida b.8. área para gerenciamento do lodo
II. Alternativa de higienização e qualidade prevista do Lodo Higienizado a. Descrição do processo de higienização
b. Características agronômicas c. Características sanitárias d. Estabilidade
e. Conteúdo de Metais Pesados
f. Restrições e usos potenciais do material produzido III. Estudo da Área de Aplicação
a. localização geográfica b. Estrutura Viária c. Características gerais: c.1. Relevo e geologia c.2. Clima e Hidrologia c.3. Contexto agrícola
c.4. Características dos Solos Predominantes: (Aptidão e restrições dos solos para uso do lodo) c.5. Uso Atual e Futuro do Solo
c.6. Áreas de restrição ambiental para uso do lodo
c.7. Mapa com definição de áreas prioritárias ( vias de transporte, distância, culturas e solos) IV. Usuários Potenciais:
a. Caracterização
b. Culturas e áreas cultivadas c. Períodos de demanda
d. Equipamentos disponíveis para distribuição V. Planejamento da Distribuição
a. Adequação das ETEs à Produção de Lodo para Reciclagem: estocagem e higienização b. Apoio Técnico Agronômico:
b.1. Estrutura do Receituário Agronômico
b.2. Apoio aos Agricultores (análise de solo, critérios para recomendação agronômica, dose de aplicação, forma de aplicação e incorporação, depósito temporário na propriedade, acompanhamento dos resultados)
c. Estratégias para divulgação, cadastro e seleção dos produtores VI. Carregamento e transporte do lodo
a. Descrição dos equipamentos a serem utilizados para o manuseio do lodo na ETE ; b. Número e tipo de caminhões;
c. Precauções para o transporte; VII. Controle da Operação
a. Controle da qualidade do lodo : metodologia para coleta de amostras, frequência de amostragem, Controle de relatórios/registros, planilhas e arquivo de informações, Controle da liberação de lotes de Lodo
b. Controle da propriedade rural: Análise das restrições ambientais e de usos, Caracterização da aptidão do solo, Análise do solo e receituário, Resultados agronômicos
c. Monitoramento: Critérios de seleção das áreas a serem monitoradas, Coleta de amostras, Frequência de amostragem, Registros e arquivos, Planilha de monitoramentoambiental
Implementação da Atividade
A empresa vencedora do processo de licitação deverá realizar a destinação final dos lodos segundo os critérios definidos pelo Plano de Gerenciamento elaborado pela própria empresa, aprovado pela SANEPAR e autorizado para início de operacionalização pelo IAP, durante 12 meses.
Para efeito deste estudo, foi considerado que os custos da disposição final de lodo de esgoto inicia após a sua secagem e desinfecção. Os serviços que a empresa contratada deverá prestar e pelos quais será reembolsada, compreendem a aquisição da cal virgem ou de execução integral do processo de higienização proposto no plano de Gerenciamento, coleta e análise de amostras, movimentação interna do lodo no pátio das ETEs, operações de carregamento e transporte do lodo, identificação e cadastro de produtores, recomendação agronômica e assistência técnica ao agricultor beneficiado, gerenciamento da atividade e monitoramento ambiental definidos no Plano de Gerenciamento. As análises deverão ser realizadas por laboratórios oficiais ou de Universidades.
A empresa poderá cobrar dos agricultores pelo produto ou repassar a eles os custos de transporte. Nestes casos a empresa será responsável pela regularização da atividade junto aos órgãos competentes e deverá repassar à SANEPAR um valor correspondente a 35 % da renda bruta obtida com a comercialização e repasse de serviço na forma de abatimento dos custos referentes ao gerenciamento e disposição final do lodo. No caso da prestação de outros serviços, como espalhamento e incorporação do material no solo, nenhum valor deverá ser repassado à SANEPAR.
Caso a Empresa apresente no Plano de Disposição Final alternativas tecnológicas para melhoria dos processos de secagem e/ou higienização do lodo, a proposta técnica deverá estar detalhada nos itens I b.3 e II.a, do Plano. Eventuais construções e investimentos necessários, bem como custos operacionais serão de responsabilidade da empresa e dependerão de análise de viabilidade de implantação a critério da SANEPAR. A implementação da atividade ocorrerá gradualmente, dividida em 3 etapas, prevendo a reciclagem de 2.000 toneladas ( 13 a 15% de matéria seca) no primeiro quadrimestre, 4.000 toneladas no segundo e 6.000 toneladas no terceiro. A economia de escala tende a aumentar a eficiência da atividade e garantir melhor retorno econômico, a medida que ocorrer um aumento na quantidade de lodo reciclado. Os custos estimados no processo de licitação correspondem a R$ 50,87/ t na primeira etapa, R$ 38,09 / t na segunda e R$ 34,04 no ultimo quadrimestre
A SANEPAR garante o pagamento de uma produção mínima mensal de 500 toneladas para todos os quadrimestres, mesmo a produção real não alcançando estes níveis. O lodo será calado em até 50% do peso seco, variando seu teor de umidade entre 12 e 30%.
Serão disponibilizados para a empresa, nas ETEs Belém e Atuba Sul a infra estrutura básica para gerenciamento da atividade: pátio com piso, sistema de secagem e sistema de calagem.
Composição dos Custos Máximos admitidos pelo Edital de Licenciamento.
Higienização
O custo da cal está orçado em R$ 5,07 por tonelada de lodo. Considerando a calagem a 50%, serão necessárias 450 t./mês de cal, correspondendo a um desembolso de R$ 2281,50. Os custos referentes a higienização não estão incluídos na planilha, pois a SANEPAR será responsável pelo processo.
Movimentação e carregamento de lodo
Será necessário a contratação de um caminhão tipo Brooks de pequeno porte ( 7 t.) e uma retro escavadeira. O custo estimado do caminhão é de R$ 3.000,00 /mês, e o da retro escavadeira é de R$ 3.500,00 incluindo combustível e operador, em um total mensal de R$ 6.500, 00.
Transporte
Considerando um custo médio de R$ 0,25/t./km para as condições de trafegabilidade da ETE Belém às propriedades rurais situadas na Região Metropolitana de Curitiba, calcula-se valores que variam de R$12,50 a R$25,00 por tonelada. No edital consta o valor de R$ 15,00 / t transportada, considerando uma distância média de 60 Km.
Assistência agronômica
Para atender esta demanda é necessário a contratação de um Engo Agrônomo e um técnico agrícola para os trabalhos de divulgação, cadastro, coleta de amostras de solo, recomendação agronômica, acompanhamento da aplicação e coleta de amostras para monitoramento ambiental e elaboração das planilhas de monitoramento ambiental. Desta forma chega-se a uma despesa mensal de R$2.500,00 para o Engo Agrônomo, incluindo as leis sociais.
Monitoramento ambiental
A proposta de normatização para reciclagem agrícola de lodo do Estado do Paraná, que se encontra em discussão, prevê a realização de um número mínimo de análise de valor fertilizante a cada 300 t. de lodo, e para metais pesados e sanidade uma análise a cada 400 t. de lodo. Serão também necessárias análises de fertilidade de solo nas propriedades e monitoramento ambiental nas áreas de espalhamento de lodo.
Quadro 05 - Comparativo dos custos de análises para o monitoramento, considerando diferentes
quantidades mensais de lodo reciclado.
Análises Unitário
(R$) 500 t. mensal Valor 1000 t. mensal Valor 1.500 t. mensal Valor Fertilidade (lodo) 70,00 2 140,00 4 280,00 5 350,00 Metais pesados (lodo) 400,00 2 800,00 3 1.200,00 4 1.600,00 Sanidade (lodo) 400,00 2 800,00 3 1.200,00 4 1.600,00 Fertilidade ( solo ) 10,00 20 200,00 40 400,00 60 600,00 Metais pesados (solo) 400,00 0,5 200,00 1 400,00 1,5 600,00 Sanidade ( solo ) 400,00 0,5 200,00 1 400,00 1,5 600,00
Total 2.340,00 3.880,00 5.350,00
Gerenciamento
Considerou-se um valor de 15% para gerenciamento e lucros e de 20% como impostos, que estão demonstrados no quadro abaixo:
Quadro 06 - Comparativo dos custos de reciclagem agrícola considerando diferentes quantidades mensais
de lodo reciclado
ETAPA I ETAPA II ETAPA III Operação R$/ t. 500 t/ mês R$ / t. 1000 t/ mês R$ / t. 1500 t / mês Movimentação e carregamento do lodo 13,00 6.500,00 6,50 6.500,00 4,33 6.500,00 Transporte 15,00 7.500,00 15,00 15.000,00 15,00 22.500,00 Assistência agronômica 5,00 2.500,00 3,50 3.500,00 2,33 3.500,00 Monitoramento 4,68 2.340,00 3,88 3.880,00 3,56 5.350,00 Sub total 37,68 18.840,00 28,88 28.880,00 25,22 37.830,00 Gerenciamento (15%) 5,65 2.826,00 4,33 4.332,00 3,78 5.675,50 Impostos (20 %) 7,54 3.768,00 5,78 5.776,00 5,04 7.566,00 Total 50,87 25.434,00 38,99 38.988,00 34,04 51.071,50
Destaca-se que, os custos apresentaram um significativo aumento pela inclusão de equipamentos de transporte interno e carregamento do lodo na ETE e que quantidades reduzidas de lodo a serem reciclados determinam uma perda na economia de escala.
Referência Bibliográfica
Andreoli, C. V. (1992). Influência de la agricultura em la calidad del água. In: Prevencion de la Contaminacion del Água por la Agricultura y Actividades Afines: Anales de la Consulta de Expertos Organizada pela FAO (10:1992), Santiago: Oficina Regional de la FAO para America Latina eY el Caribe, 59-74
IBGE, Infraestrutura e Meio Ambiente, 1998 (adquirido via internet) Secretaria Nacional de Saneamento, 1991
