FUNDAÇÃO ESCOLA DE SOCIOLOGIA E POLÍTICA DE SÃO PAULO
FESPSP- MBA EM SANEAMENTO AMBIENTAL
Luis Gustavo Alves de Lima
Avaliação do uso de Estações de Tratamento de Esgoto Compactas Provisórias para o tratamento de esgoto de comunidades isoladas
São Paulo
2021
Luis Gustavo Alves de Lima
Avaliação do uso de Estações de Tratamento de Esgoto Compactas Provisórias para o tratamento de esgoto de comunidades isoladas
Artigo científico apresentado à Fundação Escola de Sociologia e Política de São Paulo, como exigência parcial para obtenção do título de especialista em Saneamento Ambiental, sob a orientação da professora Dra. Tathiana Chicarino.
São Paulo
2021
Catalogação-na-Publicação – Biblioteca FESPSP
CDD 23.: Esgotos – Problemas sociais e serviços 363.728493 Elaborada por Éderson Ferreira Crispim CRB-8/9724 363.728493
L732a Lima, Luis Gustavo Alves de.
Avaliação do uso de Estações de Tratamento de Esgoto Compactas Provisórias para o tratamento de esgoto de comunidades isoladas / Luis Gustavo Alves de Lima. – 2021.
32 p. : il., tab. ; 30 cm.
Orientadora: Profa. Dra. Tathiana Senne Chicarino.
Trabalho de conclusão de curso (MBA emSaneamento Ambiental) – Fundação Escola de Sociologia e Política de São Paulo.
Bibliografia: p. 30-32.
1. Estações de Tratamento de Esgoto. 2. Indicadores de desempenho. 3. Comunidades isoladas. 4. Tecnologias de tratamento de esgoto. 5. Remoção de nutrientes. I. Chicarino, Tathiana Senne. II. Título.
Luis Gustavo Alves de Lima
Avaliação do uso de Estações de Tratamento de Esgoto Compactas Provisórias para o tratamento de esgoto de comunidades isoladas
Artigo científico apresentado à Fundação Escola de Sociologia e Política de São Paulo, como exigência parcial para obtenção do título de especialista em Saneamento Ambiental, sob a orientação da professora Dra. Tathiana Chicarino.
Data de aprovação:
________/________/_________.
Banca examinadora:
__________________________________
Nome do (a) professor (a), titulação, Instituição e assinatura.
__________________________________
Nome do (a) professor (a), titulação,
Instituição e assinatura.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus por permitir viver esta experiência e pelas pessoas especiais que colocou diante do meu caminho. Aos meus professores da FESPSP pela oportunidade em agregar novos conhecimentos e assim crescer intelectualmente. À Sociedade de Abastecimento e Saneamento S/A - (SANASA CAMPINAS), através da Gerência de Operação de Esgoto, pela oportunidade de aprimorar meus conhecimentos; ao engenheiro Murilo Ferracini e meus colegas de curso pelo companheirismo nesta jornada de aulas, provas e viagens. À minha orientadora Prof.ª Dr.ª Tathiana Chicarino pela paciência e apoio para construção deste trabalho.
A minha filha Maria Eduarda Ribeiro de Lima e a Ana Meire e Vitória pela motivação
para continuar prosseguindo em meus estudos, a meu irmão Fabiano pela ajuda na
revisão do texto. In memoriam a Georgina Mourão de Lima, Lenice Maria Ribeiro
de Lima, Maria Aparecida Silva de Lima e Claudia Aparecida Alves de Lima – eu
nunca seria a pessoa que sou, se vocês não tivessem passado em minha vida.
Os sonhos são como vento, você os sente, mas não sabe de onde eles vieram nem para onde vão. Eles inspiram o poeta, animam o escritor, arrebatam o estudante, abrem a inteligência do cientista, dão ousadia ao líder. Eles nascem como flores nos terrenos da inteligência e crescem nos vales secretos da mente humana, um lugar que poucos exploram e compreendem. (Augusto Cury, 2005)
RESUMO
Uma das grandes dificuldades dos municípios brasileiros é levar infraestrutura de saneamento básico para regiões com baixa densidade populacional ou comunidades isoladas, devido aos investimentos necessários. Por sua vez, nas regiões metropolitanas, o desenvolvimento econômico desordenado associado à demanda crescente por áreas pela população pressiona o município a ocupar regiões até então não ocupadas. Nessas regiões, levar infraestrutura de saneamento representa um desafio tecnológico e logístico para os prestadores de serviço. Um dos muitos entraves para se atingir a meta de universalização, proposta pela Lei Federal 11.455/07, é justamente levar os serviços de saneamento a comunidades isoladas, municípios com baixa densidade populacional e locais com problemas de regularização fundiária. Uma alternativa possível para esses casos é desenvolver uma solução local através de uma estação de tratamento provisória. Essas estações precisam apresentar algumas características que facilitem a sua implantação por parte dos municípios e comunidades, tais como: facilidade operacional, baixo custo de implantação, baixo custo operacional e baixo requerimento de área. Neste artigo é realizada uma avaliação das tecnologias utilizadas por 6 estações de tratamento de esgoto, compactas e provisórias utilizadas para tratar localmente o esgoto especifico de conjuntos habitacionais localizados num município da região sudeste. Para realizar essa avaliação, foram utilizados indicadores construídos com os principais parâmetros operacionais dessas estações, dentre eles o consumo energético, a produção de lodo, os requisitos de área e o consumo de produtos químicos. Em seguida, procurou fazer um comparativo entre as concepções de tratamento para identificar as dificuldades na sua operação e qual tecnologia é mais apropriada para os diferentes cenários em comunidades isoladas, principalmente em municípios de pequeno porte. Conclui-se que entre as opções as tecnologias anaeróbias, através de tanque séptico e filtro anaeróbio, no somatório dos indicadores, é a que apresenta maior simplicidade e menor custo operacional. Contudo esta tecnologia é crítica para remoção de nutrientes e necessidade de área. Por sua vez a tecnologia com o Tratamento Primário Quimicamente Avançado é uma tecnologia com um prazo e custo de implantação bastante reduzidos, mas apresenta um alto custo operacional. A tecnologia de lodos ativados é a que apresenta maior eficiência na remoção dos parâmetros estudados, mas apresenta um alto consumo energético e alto custo operacional.
Palavras-chave: Estações de Tratamento de Esgoto, Indicadores de desempenho,
Comunidades isoladas.
ABSTRACT
One of the great difficulties faced by Brazilian municipalities is to deliver basic sanitation infrastructure to regions with low population density or isolated communities, due to the high costs of necessary investments. Otherwise, in the metropolitan regions, the disordered economic development associated with the growing demand for areas by the population puts pressure the municipality to occupy inhospitable regions that had not been occupied until then. In these regions, taking sanitation infrastructure creates a technological and logistical challenge for service providers. One of the many obstacles to achieving the goal of universalization, proposed by Federal Law 11.455/07, is precisely to take sanitation services to isolated communities, municipalities with low population density and places with problems of land regularization problems. A possible alternative for these cases is to develop a local solution through an temporary treatment plant. These plants need to present some characteristics that facilitate their implementation by municipalities and communities, such as: operational ease, low implantation cost, low operational cost and low area requirement.
In this article, an evaluation of the technologies used by 6 compact and temporary sewage treatment plants used to locally treat the specific sewage of residencial complexes located in the city of southeast region is performed. In order to carry out this evaluation performance were used. They were built with main operational parameters of these plants,such as energy consumption, sludge production, area requirements and consumption of chemical products.
A comparison was attemped between the treatment concepts to identify the difficulties in its operation, which technology is more appropriate for the different scenarios in isolated communities and small municipalities. It is concluded that among the options, anaerobic technologies, through a septic tank and anaerobic filter, in the sum of the indicators, is the one with the greatest simplicity and the lowest operating cost. However, this technology is critical for nutrient removal and area requirements. On the other hand, the technology with the Chemically Advanced Primary Treatment is a technology with a very low implementation time and cost, but it presents a high operational cost. The activated sludge technology is the one with the greater efficiency in removing the studied parameters, but it has a high energy consumption and high operating cost.
Keywords: Sewage Treatment Plants, Performance indicators, Isolated communities.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Mapa destacando municípios com população ... 2 Figura 2: Foto de Satélite da região onde está inserida a estação B ... 5 Figura 3: Fluxograma ETE B (direita) e foto na esquerda. ...
Figura 4:Fluxograma da ETE A (direita) e foto da ETE A (esquerda)
Figura 5: Fluxograma (à direita) e foto (esquerda) ETE C. ...
Figura 6: Fluxograma (à direita) e foto à esquerda ETE D F...
Figura 7: Fluxograma e foto ETE E . ...
Figura 8:Fluxograma e foto ETE F . . ...
Figura 9:Distribuição da DBO das ETEs em Estudo ... 20 Figura 10: Distribuição dos sólidos SST das ETEs em estudo. ... 20
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Quadro resumo das informações das estações de tratamento em estudo. ... 6 Quadro 2: Resumo das informações das estações de tratamento em estudo. ... 7 Quadro 3: Dados primários levantados em pesquisa documental... 13 QUADRO 5:Resumo dos dados de influência do fator de carga orgânica. ... 19 Quadro 4: Quadro Resumo sobre os indicadores selecionados pelas instituições de saneamento. ... Erro! Indicador não definido.
QUADRO 6: Resumo dos dados que influênciam no atendimento de legislação
ambiental. ... 21 QUADRO 7: Resumo de dados vazão atual x vazão de projeto e numero de horas da equipe operacional e supervisão. ... 22 QUADRO 8:Resumo de dados de influência do tratamento da fase sólida (lodo). ... 23 QUADRO 9:Resumo dos dados de indicadores que impactam na localização da
estação e sua concepção de tratamento. ... 24 QUADRO 10: Resumo de dados influência no prazo de implantação das estações nas comunidades. ... 25 QUADRO 11:Resumo de dados que influenciam a simplicidade operacional e no custo operacional. ... 26 QUADRO 12: Resumo de dados que influênciam no custo operacional e despesas correntes. ... 27 QUADRO 13:Resumo de dados que influênciam no custo operacional e despesas correntes. ... 28
LISTA DE ABREVIATURAS g – gramas
h – horas
hab. – habitante
IM/IF – índice de partes móveis e fixas kg – kilograma
km – kilometro
kVA – kiloVoltAmpere kWh – kiloWatt-hora L/s – litros por segundo m – metro
m2 – metro quadrado m3 – metro cúbico N – nitrogênio
NAmon – nitrogênio amoniacal , NTK – nitrogênio total Kjeldahl P – Fósforo
Ptot – fósforo total
R – é um ambiente de software livre para computação estatística e gráficos.
(Yobs) – Coeficiente de produção celular observado
LISTA DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABES – Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental AWWA – Austrian Water end Waste Association”
CEPT – Chemical Enhanced Primary Treatment DBO – Demanda bioquímica de oxigênio DQO – Demanda química de oxigênio ETE – Estação de Tratamento de Esgoto F.B.A.S – Filtros Biológicos Aerados Submersos IWA – International Water Association
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil de Portugal MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor
PAC – Policloreto de Alumínio
PAS_WWTP – Performance Assessment Systems for Wastewater Treatment Plants PNSB – Pesquisa Nacional de Saneamento Básico
SST – Sólidos suspensos totais SST SSV – Sólidos suspensos voláteis UNB – Universidade de Brasília
UASB – Upflow Anaerobic Sludge Blanket
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 1
2 MATERIAL E MÉTODOS 3
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 19
4 CONCLUSÃO 29
REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 30
1
1 INTRODUÇÃO
Uma das grandes dificuldades dos municípios brasileiros é levar infraestrutura de saneamento básico para regiões com baixa densidade populacional ou comunidades isoladas devido aos altos custos de investimentos necessários para implantação das obras de infraestrutura tais como adutoras, estações de tratamento de água, emissários e estações de tratamento de esgotos.
A Lei Federal nº 11.445, de 5 janeiro de 2007, estabelece diretrizes e princípios para se alcançar a universalização do acesso aos serviços de saneamento básico. Um dos entraves para se atingir esse objetivo está no atendimento às comunidades isoladas, áreas inóspitas ou com problemas de regularização fundiária. Outra dificuldade é viabilizar coleta e tratamento de esgoto nos municípios com baixa densidade populacional e com orçamentos reduzidos.
De acordo com a Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (ABES- SP), comunidades isoladas são núcleos habitacionais que não estão conectados aos serviços públicos de saneamento básico. Esse isolamento pode ocorrer por conta de inviabilidade técnica, econômica e/ou política, sendo fruto de diversos fatores, tais como:
grande distância em relação à sede do município, difícil acesso, baixa densidade populacional, grande dispersão entre os domicílios ou situação de irregularidade fundiária.
Por sua vez nas regiões metropolitanas o desenvolvimento econômico desordenado associado à demanda crescente por áreas pela população pressiona o município a ocupar regiões inóspitas até então não ocupadas. Como isso ocorre num curto espaço de tempo um adensamento populacional de grande volume e com isso a ocupação muitas vezes e de forma irregular e não aparelhada por estruturas de saneamento. Para essas regiões, levar infraestruturas de saneamento é um desafio tecnológico e logístico para as empresas prestadoras de serviço de saneamento.
Para estes cenários, os prestadores de serviço de saneamento encontram dificuldade, já que, em muitas vezes, a necessidade imposta pela legislação e pela população, não acompanham o cronograma de desenvolvimento das obras definitivas que, via de regra, demandam um prazo longo para serem concluídas.
O Atlas do Saneamento 2011 – BRASIL mostra que de um total de 5.564 munícipios, 2.495 não possuíam rede de coleta de esgoto. Essas regiões se caracterizam por serem preponderantemente rurais e possuírem população dispersa, ou seja, densidade populacional inferior a 80 hab./km2.
2
Comparando a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico - PNSB desenvolvida pelo IBGE em 2008 e publicada em 2010 (IBGE 2010) com a pesquisa similar realizada no ano de 2017 tem-se os seguintes cenários: em 2008 apenas 55,2% (3.069) dos municípios eram atendidos com redes coletoras de esgoto e apenas 28,5% dos municípios possuíam sistemas de tratamento de esgoto. Na pesquisa mais recente (2017), os números evoluíram para 60,3% (3.359) com atendimento por redes coletoras e 62,8% (2.013) que possuíam estações de tratamento em operação.
Na Figura 1, criada com base em dados do IBGE, destacam-se os municípios com população abaixo de 10.000 habitantes para ilustrar este universo que totalizam 2.512 municípios.
Figura 1- Mapa destacando municípios com população menor que 10.000 habitantes.
Fonte: Elaborado pelo autor (base de dados do IBGE).
Uma alternativa possível para estes casos é a utilização de estações de tratamento provisórias que atendam minimamente aquela população referente àquela comunidade, loteamento, conjunto habitacional ou município isoladamente até que as obras definitivas sejam planejadas e implantadas.
Estas estações provisórias precisam possuir particularidades que facilitem sua implantação por parte dos municípios. Entre as particularidades está a facilidade operacional, já que muitas vezes, não se dispõem de uma equipe especializada para operar estas estações, precisam ser modulares, ou seja, ser possível ajustar e ampliar a capacidade de tratamento da estação com a vazão de esgoto produzida pela população atendida. Também é recomendável que seja resistente a choque de cargas orgânicas, além
3
disso, estas estações devem ser facilmente transportadas e construídas utilizando materiais apropriados que facilitem sua implantação em um prazo reduzido.
Dependendo da região onde será inserida a estação deve requerer uma pequena área espacial, já que em regiões inóspitas ou densamente ocupadas não existe disponibilidade de área para a construção da estação.
Essas particularidades são características em função de cada concepção de tratamento. Cada concepção utiliza uma tecnologia que pode ser anaeróbia ou aeróbia, isto é, com ou sem a presença de oxigênio. A decisão da opção da tecnologia a ser utilizada no momento de concepção do projeto da estação implicará nas caraterísticas esperadas como produção de lodo, consumo energético, uso ou não de produtos químicos, tamanhos e volume das unidades que irão compor a estação e consequentemente seu custo de implantação e custo necessário para sua operação.
Entre as tecnologias aeróbias temos os lodos ativados, MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor – Reator de Biofilme de Leito Movel), O Tratamento Primário Quimicamente Assistido também conhecido como CEPT – Chemical Enhanced Primary Treatment, os Filtros Biológicos Aerados Submersos (F.B.A.S) entre outros. Entre as tecnologias anaeróbias temos os reatores anaeróbio de fluxo ascendente de manta de lodo também conhecidos como reatores UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket, os tanques sépticos e filtros anaeróbios.
Este estudo visa avaliar a operação de 6 Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs Compactas Provisórias de diferentes concepções de tratamento instaladas num município da região sudeste que tratam esgoto de conjuntos habitacionais localmente. Através de um conjunto de indicadores de desempenho elaborados com base nas principais características de cada estação, tais como, consumo de produtos químicos, consumo energético, produção de lodo, remoção de matéria orgânica e nutrientes e requisitos de área. Buscar-se-á realizar um comparativo entre estas estações para verificar o panorama das principais tecnologias utilizadas nestas soluções, suas aplicabilidades em comunidades isoladas, os benefícios e dificuldades na sua operação.
2 MATERIAL E MÉTODOS
As estações de tratamento Provisórias ETEs objeto deste estudo estão localizadas em espaços geográficos num município da região sudeste. Nestas estações são tratados apenas o esgoto de determinados conjuntos habitacionais ligados as ETE provisórias e por
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esta razão foram escolhidas para a realização deste artigo. Foram designadas genericamente com as letras A, B, C, D, E, F.
Na Figura 2 é mostrada a região onde se localiza a estação B e o condomínio a da qual trata o esgoto e a região que não tem o esgoto tratado. Esta região apresenta problemas de regularização fundiária e trata-se de uma região densamente ocupada.
No quadro 1 apresenta as ETEs provisórias (A, B, C, D, E e F) e os conjuntos habitacionais, para os quais as estações tratam exclusivamente o esgoto, suas coordenadas geográficas, a população atendida e a capacidade da estação de tratamento em litros por segundo. Pelas vazões e pela população atendida consegue-se ter uma ideia da densidade populacional.
No quadro 2 estão organizados as ETEs sua concepção de tratamento e arranjo das unidades, início de operação, potência instalada e a área da estação. Analisando as informações do quadro 1 e quadro 2 através das coordenadas geográficas e o início de operação da ETE conclui-se que em sua maioria trata-se de regiões que foram ocupadas nos últimos anos e são regiões densamente ocupadas e periféricas da cidade. Alguns dos condomínios atendidos são parte de unidades habitacionais construídas a partir de programas vinculados ao Governo Federal para população vulnerável e de baixa renda. A maioria está inserida em locais com relevo com alta declividade ou acidentados.
Nas Figuras 3 até a Figura 8 é apresentado uma foto da estação e seu respectivo fluxograma à direita e uma a foto da estação à esquerda. Observando os fluxogramas percebemos nenhuma das estações citadas tem tratamento da fase sólida, ou seja, desidratação ou qualquer tratamento para o lodo.
O lodo destas estações é transportado com caminhão esgota fossa para uma estação de tratamento de grande porte onde ele entra no processo. Isso é devido ao tipo de estrutura e preço dos equipamentos necessários para desidratar o lodo no local e como o prestador de serviço de saneamento tem uma infraestrutura disponível, isto é, estações para receber o lodo e caminhões esgota fossa à disposição.
Pela análise dos fluxogramas as estações A, B utilizam produtos químicos no processo de tratamento pelo processo CEPT. São utilizados o PAC – Policloreto de Alumínio e o Quaternário de Amônio também conhecido como Tanino.
Nas outras estações conforme a necessidade são também são utilizados o Hipoclorito de sódio, antiespumante e o neutralizador de odores que é um produto utilizado para controle de odores nas estações.
Cabe destacar também que a estação B cujo fluxograma é apresentado na Figura 3 é a única que dispõem de um tanque para armazenamento do lodo onde se consegue segregar o lodo excedente a ser removido por caminhão nas demais estações o lodo é
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retirado diretamente da unidade. Através das fotos é possível observar que tipo de material compõem as unidades.
Figura 2: Foto de Satélite da região onde está inserida a estação B
Fonte: Google Earth.
6
Quadro 1: Quadro resumo das informações das estações de tratamento em estudo.
Quadro 1: Resumo das informações das estações de tratamento em estudo.
ETE Loteamento Coordenadas
UTM
População (habitantes)
Vazão (L/s)
A Vila Abaeté
Zone 23K Long.
284478mE Lat. 7455799m S
6.038 7,0
B
Conj.
Habitacional Taubaté I, II, III
Zone 23K Long.286056 mE Lat. 7460081 mS
1.913 3,0
C
Residencial Parque Capricórnio,
Parque Centauro, Parque Cetus
Zone 23K Long. 280142mE
Lat. 7469649mS
1.628 3,0
D
Conj.
Habitacional São Luis
Zone 23K Long. 272978mE
Lat. 7460106mS
3.500 5,0
E
Conj.
Habitacional Parque Eldorado
Zone 23K Long. 285914mE
Lat 7456987mS
2.252 5,58
F
Conj.
Habitacional Nova Bandeirantes
Zone 23K Long 284478E Lat 7455799 S
3.195 7,02
Fonte: Elaborado pelo autor.
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Quadro 2: Resumo das informações das estações de tratamento em estudo.
Quadro 2: Resumo das informações das estações de tratamento em estudo
ETE Concepção de Tratamento Início de Operação (Idade do Ativo)
Potência Instalada em
kW
Área Utilizada em
m2 A CEPT + MBBR + Mídia Fixa +
Decantação Secundaria 2014 (7anos) 55 1.718
B MÓVEL: CEPT + MIDIA FIXA + Decantação Secundaria
2016
( 5 anos) 15 450
C Lodos Ativados: Aeração Prolongada
2017
(4 anos) 51 2.308
D
RAFA + F.B.A.S + Decantação Secundaria + Tanque de
Contato
2012
(9 anos) 10 670
E Tanque Séptico +Filtro Anaeróbio +Tanque de Contato
2007
(14 anos) 2 1.960
F Tanque Séptico +Filtro Anaeróbio
2007
(14 anos) 2 6.706
Fonte: Elaborado pelo autor.
Figura 3: Fluxograma ETE B (direita) e foto na esquerda. Fonte: Arquivo do autor.
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Figura 5: Fluxograma (à direita) e foto (esquerda) ETE C. Fonte: Arquivo do autor.
Figura 4:Fluxograma da ETE A (direita) e foto da ETE A (esquerda) Fonte: Arquivo do autor.
Figura 6: Fluxograma (à direita) e foto à esquerda ETE D Fonte: Arquivo do autor.
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As informações sistematizadas são frutos de uma pesquisa documental do prestador de serviço de saneamento responsável pela operação das ETEs (A, B, C, D, E e F) em estudo.
As referências bibliográficas utilizadas para o desenvolvimento deste estudo foi conseguida através de pesquisa na literatura especializada, em busca de sites de instituições ligadas ao saneamento e pesquisa na internet.
Nas pesquisas de Brostel (2002) e Barros (2013) foram estudadas e organizados os indicadores utilizados por diversas instituições de saneamento específicos para estações de tratamento. Baseado nesta seleção realizadas por Brostel e Barros buscou-se indicadores Figura 7: Fluxograma e foto ETE E Fonte: Arquivo do autor.
Figura 8:Fluxograma e foto ETE F . Fonte: Arquivo do autor.
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para avaliar as estações em estudo. Selecionaram-se indicadores com base nos critérios que deseja verificar como facilidade operacional, possibilidade de se construir em módulos ou transportar, critérios de projeto, requisitos de área.
Os dados primários sistematizados no quadro 3 foram utilizados para calcular os indicadores com base nas referências bibliográficas. Foram utilizados como referência os autores Matos et al. (2003), Quadros et al. (2010); Silva et al (2010); Silva et al. (2011);
Rosa et al. (2010) Lindtner (2004), Brostel et al. (2001) que desenvolveram pesquisa semelhante a esta com indicadores de desempenho. Os dados utilizados no cálculo dos indicadores são referentes aos anos de 2019 e 2020.
Os parâmetros analiticos considerados foram demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), sólidos suspensos totais (SST), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal (NAmon), fósforo total (P tot). Foi considerada a relação SST/SSV igual a 0,75.
Os resultados analíticos de DBO, DQO, nutrientes (P, N) foram conseguidas através de analises que são mensalmente realizadas. Para realização das analise físico químicas foram amostrados através de coleta composta a entrada (afluente bruto) e a saída de efluente tratado. Os procedimentos de coleta e preservação das amostras e os métodos de análises seguem as recomendações do “Standard methods for the examination of water and wastewater” (APHA, AWWA, WEF, 2005) e são realizadas pelo laboratório próprio do prestador de serviço de saneamento.
Os resultados analíticos referente às coletas foram utilizados para calcular a eficiência de remoção de DBO, DQO e nutrientes N, P. Como os dados de DBO e SST irão alimentar alguns indicadores foi analisado a distribuição dos dados utilizando o programa R para construir os gráficos boxplot das figuras 9 e 10 onde se pode observar a variabilidade dos parâmetros de DBO e SST do afluente bruto (entrada da estação) e efluente tratado (saída da estação).
Alguns dados necessários não estavam disponíveis e foi necessário produzi-los como a produção de lodo item 28 do quadro 3, e o percentual de partes móveis itens (16, 17,18, 19, 20) do quadro 3.
Para estimar a quantidade de lodo de cada estação item 28 do quadro 3 de dados primários foi utilizado critérios específicos conforme a concepção/tecnologia utilizada.
Desta forma para as tecnologias anaeróbias utilizadas no reator UASB da ETE C e para as ETEs com tanque séptico e filtro anaeróbio das ETEs E e F foi considerado no cálculo os valores descritos no projeto destas estações onde foi adotado o coeficiente de produção de lodo (Yobs) com o valor de 0,15 gramas de sólidos suspensos totais para cada kilograma de DQO removida.
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Para os processos aeróbios foi estimado o lodo produzido pela estação com base na expressão 1 retirada de Von Sperling (2012) onde adotou-se o coeficiente de produção de lodo (Yobs) igual a 0,7 gramas de sólidos suspensos voláteis para cada kilograma de DBO removida.
Conforme relata Jordão (2009) para estações que adotam o CEPT como parte de sua concepção de tratamento ocorre um incremento de 15% a 30% na geração de lodo de acordo com as características do esgoto, das taxas de vazão e dos os reagentes químicos e dosagens aplicadas. Desta forma para estimar a produção de lodo das estações A e B que utilizam esta concepção de tratamento considerou o pior cenário adotando com aumento de 30% na produção estimada com base na expressão 1.
P = Y.Q.(So – S) (1)
P = produção de sólidos [gSSV/m³]
Y= Coeficiente de produção celular [gSSV/gDBOremovida]
S0 = DBO afluente [mg/L]
S = DBO efluente tratado [mg/L]
Q = vazão da estação [m3/dia]
No cálculo do indicador índice de partes móveis e fixas (IM/IF) proposto pelo autor a porcentagem de material que constituem as estações foi estimada pelo cálculo do volume das unidades e a porcentagem do material que constitui a unidade. Estes dados são apresentados no quadro 3 itens (16, 17, 18, 19 e 20). Foi realizado uma diferenciação entre alvenaria e concreto embora algumas partes de alvenaria contenham concreto na sua composição. Foi considerado como em concreto todas as estruturas que tinham concreto armado em toda a estrutura.
Foi feito uma diferenciação entre tipo de metal. Onde o metal 1 são estruturas que podem ser transportados, pois constituem uma estrutura que não necessita de corte com maçarico. Por sua vez a o metal 2 são estruturas soldados com maçarico e não permite reaproveitamento sendo considerado uma estrutura fixa.
Para compor o custo operacional item 34 do quadro 3 exclui-se o valor da mão de obra devido à variabilidade do valor em função da região e outros fatores como encargos trabalhistas. Além disso, cada município ou comunidade deverá adequar a mão de obra disponível em função da concepção de tratamento escolhida. O cálculo do custo operacional foi aplicado considerando os seguintes fatores: gastos com energia elétrica, gastos para transportar e dispor corretamente o lodo, gastos com a realização de analises, gastos com produtos químicos.
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Para o cálculo do custo de implantação item 35 do quadro 3 foi considerado o valor estimado a ser gasto pelo empreendedor na época de elaboração do projeto das ETEs e informado nos projetos básicos fornecidos ao prestador de serviço pelo empreendedor responsável pela construção da estação. Para atualizar os valores para a data de hoje deve se recorrer a indicadores econômicos isto não foi realizado aqui, pois este não era o objetivo deste trabalho.
Nas pesquisas de Brostel (2002) e Barros (2013) foram estudadas e organizados os indicadores utilizados por diversas instituições de saneamento específicos para estações de tratamento. Baseado nesta seleção realizadas por Brostel e Barros buscou-se indicadores para avaliar as estações em estudo. Selecionaram-se indicadores com base nos critérios que deseja verificar como facilidade operacional, possibilidade de se construir em módulos ou transportar, critérios de projeto, requisitos de área.
O quadro 4 apresenta um número de indexação do indicador, o indicador selecionado, a instituição ou projeto que criou o indicador, o código do indicador (quando há um código atribuído a ele pela referencia utilizada), a fonte onde pode ser encontrado, a forma de cálculo do indicador, o critério pela qual o indicador foi selecionado baseado no que se deseja concluir e a forma de avaliação do indicador.
Como as estações estão no mesmo contexto regional, são todas operadas pela mesma equipe operacional e de supervisão. A comparação entre elas com o uso dos indicadores apropriados torna-se relevante e adequado. Os resultados são apresentados nos quadros de 5 até 11. Para facilitar a visualização nestes quadros estão destacados conforme a orientação os melhores resultados na cor verde e os piores resultados na cor vermelha.
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Quadro 3: Dados primários levantados em pesquisa documental.
Quadro 3 : Dados primários levantados em pesquisa documental
ITEM PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE A B C D E F
1 VOLUME TRATADO NO MÊS –[m3/mês] 18.705 6.383 7.088 5.619 12.310 9.908
2 VAZAO DE PROJETO [L/s] - Média 7,0 3,00 5,00 3,00 5,58 7,02
3 VAZAO MEDIA ATUAL [L/s] 7,10 2,42 2,70 2,15 4,68 3,79
4 CARGA ORGANICA PROJETO [kgDBO/dia] 180 91,00 130 86,36 145 173,6
5 POPULAÇÃO ATENDIDA [habitantes] 6.038 1.913 3.500 1.628 2.252 3.195
6 AREA [m2] 1.718 450 670 2.308 1.960 6.706
7 CARGA ORGANICA ATUAL [kgDBO/dia] 295 145 149 70 283 204
8 CONSUMO DE ENERGIA [kWh/mês] 24.732 8.129 4.390 24.225 157 421
9 NUMERO DE MOTORES ELETRICOS [unidades] 9 5 4 10 1 0,00
10 TEM POTENCIAL PARA APROVEITAMENTO ENERGETICO [SIM OU NÃO] NÃO NÃO SIM NÃO NÃO NÃO
11 RECLAMAÇÃO DE MAU ODOR PELA POPULÇÃO [nº por ano] 0 1 1 0 1 1
12 POTENCIA DO GERADOR EM [KVA] 100,00 0,00 0,00 100,00 0,00 0,00
13 TEM POTENCIAL PARA REUSO DO EFLUENTE [SIM OU NÃO] NÃO NÃO NÃO SIM NÃO NÃO
14 LOCAL DE DESCARGA DO EFLUENTE TRATADO [ REDE COLETORA OU CLASSE DO RIO]
REDE COLETORA
REDE COLETORA
Rio Classe II
REDE COLETORA
Rio Classe II
Rio Classe II
15 NECESSITA DE POS –TRATAMENTO [SIM OU NÃO] NÃO NÃO NÃO NÃO SIM SIM
16 PERCENTAUL MATERIAL ETE - CONCRETO [% DO
VOLUME/CAPACIDADE] 65,73 9,40 1,77 2,78 99,90 99,91
17 PERCENTAUL MATERIAL ETE - FIBRA DE VIDRO [% DO
VOLUME/CAPACIDADE] 0,10 16,00 7,88 95,60 0,00 0,00
18 PERCENTAUL MATERIAL ETE - ALVENARIA [% DO
VOLUME/CAPACIDADE] 7,05 3,60 5,78 1,63 0,10 0,09
19 PERCENTUAL MATERIAL ETE METAL TIPO 2 NÃO REUTILIZAVEL [% DO
VOLUME/CAPACIDADE] 0,00 0,00 84,52 0,00 0,00 0,00
14
Quadro 3 : Dados primários levantados em pesquisa documental
ITEM PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE A B C D E F
20 PERCENTUAL MATERIAL ETE METAL TIPO 1 REUTILIZAVEL [% DO
VOLUME/CAPACIDADE] 27,12 70,80 0,00 0,00 0,00 0,00
21 TIPO DE ETE [ MOVEL - SEMI MOVEL - FIXA] SEMI MOVEL MOVEL FIXA MOVEL FIXA FIXA
22 PRAZO DE IMPLANTAÇÃO [meses] 4- 12 2-4 4 - 8 4 -6 4 -12 4 -12
23 CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 1- PAC [kg/mês] 5.400,00 2.160,00 0,00 0,00 0,00 0,00
24 CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 2 – TANINO [kg/mês] 1.850,00 881,00 0,00 0,00 0,00 0,00
25 CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 3 – NODL [kg/mês] 0,00 1.118,00 50,00 0,00 0,00 1.943,00
26 CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 4 – HIPOCLORITO [kg/mês] 0,00 0,00 0,00 0,00 425,00 0,00
27 CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 5 - ANTI ESPUMANTE [L/mês] 137,00 144,00 0,00 0,00 0,00 0,00
28 PRODUÇÃO DE LODO ESTIMADA [KGSSV/dia] 188,00 110,00 45,00 185,00 79,00 63,00
29 QUANTIDADE DE LODO EXCEDENTE REMOVIDA M3/MÊS 729,00 232,00 74,00 174,00 114,00 121,00
30 HORAS DA EQUIPE OPERCIONAL [h] por mês 180,00 90,00 45,00 90,00 30,00 30,00
31 HORAS DA SUPERVISÃO [h] por mês 24,00 16,00 12,00 16,00 4,00 4,00
32 HORAS CAMINHÃO ESGOTA FOSSA [h] por mês 64,00 32,00 16,00 16,00 8,00 8,00
33
TOTAL DE HORAS DE MANUTENÇÃO ACUMULADOS NOS ANOS 2019 E
2020 [h] 755,51 362,47 263,91 357,16 32,47 86,82
34 CUSTO DE OPERAÇÃO MENSAL[R$/mês]
47.873 31.364 6.897,25 15.070,65 2.085,33 3.147,31
35 CUSTO DE INSTALAÇÃO 559.000 100.000 416.924,
00 766.397,00 240.000 398.800 FONTE: Arquivo do autor
15
Quadro 4 : Quadro Resumo sobre os indicadores selecionados pelas instituições de saneamento.
Quadro 4: Resumo sobre os indicadores selecionados pelas instituições de saneamento Nº
INDICADOR INDICADOR CODIGO
INDICADOR INSTITUIÇÃO FONTE CRITERIO DE
AVALIAÇÃO FORMA DE CALCULO ORIENTAÇÃO
1 Reclamações relativas
a odores wQS23 International Water Association (IWA)
Fonte: Quadros et al. (2010);
Silva et al (2010);
Silva et al.
(2011); Rosa et al. (2010).
Impacto na Vizinhança e localização da
ETE
Numero de Reclamações/1000
habitantes. Ano
QUANTO MENOR, MENOR
O IMPACTO NA VIZINHANÇA
2 Consumo de energia
(kWh/m3) wtRU03
Laboratório Nacional de Engenharia Civil de
Portugal (LNEC) - PAS_WWTP (Performance
Assessment Systems for Wastewater Treatment Plants),
Fonte: Quadros et al. (2010);
Silva et al (2010);
Silva et al.
(2011); Rosa et al. (2010).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Consumo
Energético[kWH]/[volume tratado][m3]
QUANTO MENOR MELHOR, MAIS
FACIL DE OPERAR, MENOR CUSTO
PARA OPERAR
3 Eficiência Remoção
DBO [%]
Austrian Water end Waste Association”
(AWWA)
Lindtner (2004).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
[DBO] Afluente bruto –[
DBO] efluente tratado/[
DBO] Afluente bruto
QUANTO MAIOR MAIS EFICIENTE
4 Eficiência Remoção
DQO [%]
Austrian Water end Waste Association”
(AWWA)
Lindtner (2004).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
[DQO] Afluente bruto –[
DQO] efluente tratado/
[DQO] Afluente bruto
QUANTO MAIOR MAIS EFICIENTE
16
Quadro 4: Resumo sobre os indicadores selecionados pelas instituições de saneamento Nº
INDICADOR INDICADOR CODIGO
INDICADOR INSTITUIÇÃO FONTE CRITERIO DE
AVALIAÇÃO FORMA DE CALCULO ORIENTAÇÃO
5 Eficiência Remoção
SST [%]
Austrian Water end Waste Association”
(AWWA)
Lindtner (2004).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
[SST] Afluente bruto – [SST] efluente tratado/{SST] Afluente
bruto
QUANTO MAIOR MAIS EFICIENTE
6 Eficiência Remoção N
[%]
Austrian Water end Waste Association”
(AWWA)
Lindtner (2004).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
[NTK] Afluente bruto – [NTK] efluente tratado/{NTK] Afluente
bruto
QUANTO MAIOR MAIS EFICIENTE
7 Eficiência Remoção P
[%]
Austrian Water end Waste Association”
(AWWA)
Lindtner (2004).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
[P] Afluente bruto –[ P]
efluente tratado/ [P]
Afluente bruto
QUANTO MAIOR MAIS EFICIENTE
8 Produção de lodo (kg
lodo/m3) wtBP01.1
Laboratório Nacional de Engenharia Civil de
Portugal (LNEC) - PAS_WWTP (Performance
Assessment Systems for Wastewater Treatment Plants),
Quadros et al.
(2010); Silva et al (2010); Silva et al. (2011); Rosa
et al. (2010)
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Lodo produzido[
kgSST]/[volume tratado [m3]
QUANTO MENOR MELHOR
9 Armazenamento de
produtos químicos wtER23
Laboratório Nacional de Engenharia Civil de
Portugal (LNEC) - PAS_WWTP (Performance
Assessment
Quadros et al.
(2010); Silva et al (2010); Silva et al. (2011); Rosa
et al. (2010)
Facilidade Operacional da
ETE
Quantidade de Produtos químicos utilizados [kg]/dias de utilização
QUANTO MENOR MELHOR
17
Quadro 4: Resumo sobre os indicadores selecionados pelas instituições de saneamento Nº
INDICADOR INDICADOR CODIGO
INDICADOR INSTITUIÇÃO FONTE CRITERIO DE
AVALIAÇÃO FORMA DE CALCULO ORIENTAÇÃO Systems for
Wastewater Treatment Plants),
10
Ocupação do solo pelo tratamento
(m2/m3)
wtPD02
Laboratório Nacional de Engenharia Civil de
Portugal (LNEC) - PAS_WWTP (Performance
Assessment Systems for Wastewater Treatment Plants),
Quadros et al.
(2010); Silva et al (2010); Silva et al. (2011); Rosa
et al. (2010)
Possibilidade de Construir em
modulo
Área das unidades da ETE [m2]/[volume de efluente
tratado [m3].dia
QUANTO MENOR MELHOR
11
Índice Partes Moveis (Perca.
Moveis/Perc.Fixas)
IM/IF Proposto pelo autor Proposto pelo autor
Facilidade para Transportar e
reaproveitar materiais
Percentual de estruturas moveis/Percentual de
estruturas fixas
QUANTO MAIOR MAIS FACIL DE TRANSPORTAR E
REAPROVEITAR 12
Carga orgânica por volume [KgSSV]/M3.DIA]
Austrian Water end Waste Association”
(AWWA)
Lindtner (2004).
Resistencia a choques de
carga
[Qx[SSV]/[volume tratado [m3]]
QUANTO MAIOR MAIS RESISTENTE A
CHOQUES 13 Consumo de energia/
kg DQO removida UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Consumo de Energia [kWh]/kg DQO removida
QUANTO MENOR MELHOR 14
Número de motores elétricos/habitante de
projeto
UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Facilidade Operacional da
ETE
Número de motores elétricos/1000 habitante
de projeto
QUANTO MENOR MAIS
FACIL DE
18
Quadro 4: Resumo sobre os indicadores selecionados pelas instituições de saneamento Nº
INDICADOR INDICADOR CODIGO
INDICADOR INSTITUIÇÃO FONTE CRITERIO DE
AVALIAÇÃO FORMA DE CALCULO ORIENTAÇÃO OPERAR
15 Área da ETE/1000
hab. Projeto UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001). Área necessária Àrea da ETE/População atendida
QUANTO MENOR MELHOR 16 Produção de lodo/ kg
de DQO removida UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Lodo produzido[ kgSST]/
kg DQO removida
QUANTO MENOR MELHOR
17 Custo de Operação/
m3 tratado UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Custo de Operação em R$
por mês/Volume tratado em m3
QUANTO MENOR MELHOR
18 Custo de Operação/
kg de DQO removida UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Custo de Operação em R$
por mês/kg DQOremovida
QUANTO MENOR MELHOR
19 Custo de Operação/
habitante atual UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Custo de Operação em R$
por mês/População atendida
QUANTO MENOR MELHOR
20
Custo de Implantação/
habitante de projeto
UNB- Universidade de Brasília
Brostel et al.
(2001).
Critério para decisão da Concepção de
Tratamento
Custo de Instalação em R$/População atendida
QUANTO MENOR MELHOR
Fonte: Elaborado pelo autor com base em Brostel et al. (2001, Lindtner (2004), Quadros et al. (2010).
19
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Analisando os gráficos das figuras 9 e 10 observa-se que os valores de DBO, e SST de entrada que apresentam maior variação dos valores são as ETEs B, D e F isso implica numa maior variação de cargas o que caracterizamos como choque de carga orgânicas.
Pode-se confirmar este fato quando considera-se as informações levantadas no quadro 5 nos item 4 (carga orgânica do Projeto da estação e 7 (Carga Orgânica Atual) do quadro 3 onde praticamente todas as estações estão recebendo carga orgânica maior do que para qual foram projetadas. Entretanto o efluente tratado destas ETEs ficaram na faixa esperada entre primeiro e terceiro quartil o que indica que o processo de tratamento encontra-se estabilizado.
O mesmo percebemos para o efluente tratado de todas as estações aqui estudadas percebemos uma pequena variação o que indica que os processos de tratamento encontram –se estabilizados e são eficientes na remoção dos parâmetros estudados mesmo com choque de cargas orgânicas. Analisando o indicador 12 – (Carga orgânica por volume) as estações que apresentam maiores indicadores são as estações B (CEPT +MBBR) e C (UASB +F.B.A.S). Para comunidades que ainda estão em expansão urbanística com possibilidade de crescimento populacional e isso implicará em incremento de vazão e cargas orgânicas estas concepções são as mais indicadas pois conseguem absorver mais carga por volume de tratamento.
QUADRO 5:Resumo dos dados de influência do fator de carga orgânica.
QUADRO 5 – FATORES DE CARGA ORGANICA PARAMETRO OU
CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+
MBBR)
B C D E F
ORIENTA (CEPT+ ÇÃO
MBBR)
(UASB+F BAS)
Lodos Ativado
s
TS +FA TS+FA
4
CARGA ORGANICA PROJETO
[kgDBO/dia] 180 91 130 86 145 173 PROPOR
CIONAL A POPULA
ÇÃO ATENDID
A 7
CARGA ORGANICA ATUAL
[kgDBO/dia] 295 145 149 70 28 204
INDICADOR QUE IMPACTAM NA ADAPTAÇÃO AO INCREMENTO DE POPULAÇÃO ATENDIDA
12
Carga orgânica por volume
[KgSSV/M3.DIA] 0,47 0,68 0,63 0,37 0,59 0,52
QUANTO MAIOR MELHOR
20
Figura 9:Distribuição da DBO das ETEs em Estudo
Fonte: Elaborado pelo autor no programa R.
Figura 10: Distribuição dos sólidos SST das ETEs em estudo.
Fonte: Elaborado pelo autor no R
.
21
QUADRO 6: Resumo dos dados que influênciam no atendimento de legislação ambiental.
QUADRO 6 ¨- INDICADORES DE DESEMPENHO OPERACIONAL QUE IMPACTAM NO ATENDIMENTO A LEGISLAÇÃO AMBIENTAL E MELHORA DO CORPO RECEPTOR
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+
MBBR)
B C D E F
ORIENT AÇÃO (CEPT+
MBBR)
(UASB+F BAS)
Lodos Ativad os
TS +FA TS+FA
3 Eficência Remoção DBO
[%] 80 a 91 82 a 95 85 a 97 86 A
95 75 a 85 75 a 86
QUANT O MAIOR
MAIS EFICIEN
TE
4 Eficência Remoção
DQO [%] 75 a 86 70 a 94 72 a 94 75 a 97 64 a 86 67 a 87
QUANT O MAIOR
MAIS EFICIEN
TE
5 Eficência Remoção SST
[%] 75 a 95 78 a 98 80 a95 75 a 99 78 a 91 76 a 91
QUANT O MAIOR
MAIS EFICIEN
TE
6 Eficiência Remoção N
[%] 30 a 60 29 a 57
NÃO REMOV
E
29 a 79
NÃO REMO VE
NÃO REMO VE
QUANT O MAIOR
MAIS EFICIEN
TE
7 Eficiência Remoção P
[%] 72 a 95 72 a 97
NÃO REMOV
E
50 a 88
NÃO REMO VE
NÃO REMO VE
QUANT O MAIOR
MAIS EFICIEN
TE Fonte: Elaborado pelo autor
Observando o quadro 6 pelos indicadores 3 – (Eficiência Remoção DBO [%]), 4- (Eficiência Remoção DQO [%]), 5- (Eficiência Remoção SST [%]). Nota-se que as tecnologias combinadas de UASB + FBAS, CEPT + MBBR e Lodos ativados se equivalem atingindo valores de eficiência de remoção até 95%. Se consideremos todos os fatores combinados o melhor resultado geral de remoção é alcançado com a estação de lodos ativados. As tecnologias anaeróbias puras com tanque séptico combinado com filtro anaeróbio apresentou os piores resultados estando mais próximos do limite mínimo de atendimento da legislação.
22
Assim a comunidade que adotar essa concepção de tratamento implicará em risco de não atender a legislação ambiental. Outra dificuldade desta concepção de tratamento que devido a simplicidade de tratamento não tem-se recursos operacionais para garantir uma qualidade do efluente tratado. A única forma de garantir é um bom dimensionamento das unidades na fase de elaboração do projeto. Com isso tem se o risco de ter se uma estação subdimensionada (operando abaixo da vazão de projeto com estruturas construídas com capacidade maior) ou trabalhando acima da vazão de projeto (estruturas construídas com volume menor que o necessário.) Verificamos isso ao consultar o quadro 7 item 2 para as ETEs E e F (vazão de projeto) e 3 (vazão atual) onde encontramos os valores de 5,58 e 4,68 para E e 7,02 e 3,79 para F. O que caracteriza que E e F estão sendo operadas com vazão abaixo de projeto.
QUADRO 7 : Resumo de dados vazão atual x vazão de projeto e numero de horas da equipe operacional e supervisão.
QUADRO 7: INFLUENCIA DA VAZÃO E DEMANDA DE CONHECIMENTOS ESPECIALIZADOS.
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+
MBBR)
B C D E F
ORIENTAÇÃO (CEPT+M
BBR)
(UASB+F BAS)
Lodos Ativados
TS +FA
TS+
FA
2
VAZAO DE PROJETO [L/s]
- Qmedia 7,0 3,00 5,00 3,00 5,58 7,0
2
ESTIMADO PELA
POPULAÇÃO
3
VAZAO MEDIA ATUAL
[L/s] 7,10 2,42 2,70 2,15 4,68 3,7
9
PROPORCION AL A
POPULAÇÃO
30
HORAS DA EQUIPE
OPERCIONAL [h] por mês 180,00 90,00 45,00 90,00 30,00 30, 00
QUANTO MENOR MELHOR
31
HORAS DA SUPERVISÃO
[h] por mês 24,00 16,00 12,00 16,00 4,00 4,0
0
QUANTO MENOR MELHOR Fonte: Elaborado pelo autor
Pela analise do quadro 6 e indicador 6 - (Eficiência Remoção de Nitrogênio [%]) verificou-se que ocorre uma considerável faixa de variação este indicador. As tecnologias que alçaram os melhores resultados na remoção são a de lodos ativados e MBBR combinado com o CEPT. Nestas últimas (estação A e B) a remoção de nitrogênio ocorre devido ao uso do processo MBBR. Na estação D (lodos ativados) atingiu o máximo de 79%
e A e B (CEPT+MBBR) atingiu máximo de 60%. As tecnologias anaeróbias não se mostraram eficientes para remoção de nitrogênio.
Observando as informações do quadro 6 o indicador 7 - (Eficiência Remoção de Fósforo [%]) verificou-se que as tecnologias que alçaram os melhores resultados na remoção são as que combinam o MBBR com o CEPT nas estações A e B. Atingindo um máximo de
23
97% de remoção. A estação D (lodos ativados) também apresentou remoção variando de 50 a 88%. As tecnologias anaeróbias não se mostraram eficientes para remoção de fosforo.
Para municípios e comunidades onde o corpo receptor do efluente tratado encontra- se bastante eutrofizado (rico em nitrogênio e fosforo) as concepções com CEPT + MBBR e lodos ativados seriam as mais indicadas.
Retomando a questão de simplicidade operacional e recursos operacionais para se atingir a eficiência na remoção. No processo de lodo ativados pode se ajustar a retirada de lodo excedente, atuar na recirculação de lodo, controlar a quantidade de oxigênio no tanque de aeração. O CEPT permite controlar a dosagem de produtos químicos, atuar no descarte de lodo excedente estas são estratégias comuns na operação de estações de tratamento mas que necessitam de uma equipe com conhecimento especializado para realizar a operação e monitoramento da estação conforme pode verificar-se no quadro 7 nos itens 30 Horas da Equipe Operacional e 31 Horas da equipe de Supervisão onde são encontrados os valores de 180 e 24 horas para estação A (CEPT+MBBR), 90 e 16 horas para a estação B (CEPT+MBBR) e estação D (lodos ativados).
QUADRO 8:Resumo de dados de influência do tratamento da fase sólida (lodo).
QUADRO 8 - INDICADORES DO IMPACTO DO TRATAMENTO DA FASE SOLIDA DO TRATAMENTO.
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+M
BBR)
B C D E F
ORIENTA (CEPT+M ÇÃO
BBR)
(UASB+F BAS)
Lodos Ativa
dos TS +FA
TS+
FA 8 Produção de lodo (kg
lodo/m3) 10,051 17,233 6,349 32,92
4 6,4
18 6,4
20
QUANTO MENOR MELHOR 16 Produção de lodo/ kg de
DQO removida
0,46 0,68 0,15 1,12 0,2
1 0,2
0
QUANTO MENOR MELHOR
32
HORAS CAMINHÃO ESGOTA
FOSSA [h] por mês 64,00 32,00 16,00 16,00 8,0 0
8,0 0
QUANTO MENOR MELHOR Fonte: Elaborado pelo autor
Cabe destacar ao analisar o quadro 8 pelos indicadores 8- (Produção de lodo) e 16 – (Produção de lodo/ kg de DQO removida) e pelos dados do item 32 do quadro 3 a tecnologia de lodos ativados, e a tecnologia que utiliza o processo CEPT pode criar uma dificuldade para a realidade de municípios com baixa densidade populacional, pois muitos não possuem a infraestrutura, ou seja, outras estações de grande porte para dispor o lodo gerado e ou caminhões para transportar o lodo. Uma alternativa para esta dificuldade é o município ou localidade buscar se consorciar com outros municípios de maior porte que tenham uma estação de grande porte para receber o lodo proveniente daquela estação ou criar parcerias
24
estratégicas com empresas que disponham deste tipo de caminhão em troca de isenções fiscais.
A operação de estações de tratamento que utilizam o processo CEPT mostra que a produção de lodo deste tipo de tecnologia é alto e portanto é vantajoso ter uma estrutura para acumúlo de lodo como se mostrou no fluxograma da estação B.
QUADRO 9 :Resumo dos dados de indicadores que impactam na localização da estação e sua concepção de tratamento.
QUADRO 9 - INDICADORES QUE CAUSAM IMPACTO NA LOCALIZAÇÃO GEOGRAFICA DA ETE E SUA CONCEPÇÃO
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+M
BBR)
B C D E F
ORIENTA (CEPT+M ÇÃO
BBR)
(UASB+F BAS)
Lodos Ativa
dos TS +FA
TS+F A
1 Reclamações relativas a
odores 0,00 0,00 0,29 0,00 0,44 0,31
QUANTO MENOR MELHOR
,
11
Índice Partes Móveis (Perc.
Moveis/Perc.Fixas
0,37 6,68 0,09 21,68 0 0
QUANTO MAIOR MELHOR
9
Armazenamento de produtos químicos
246,23 143,43 1,67 0 14,1
7 64,77
QUANTO MENOR MELHOR
10
Ocupação do solo pelo tratamento (m2/m3)
2,76 2,11 2,84 12,32 4,78 20,3
QUANTO MENOR MELHOR
15
Área da ETE/1000 hab.
Projeto
284,53 235,23 191,43 1.417 ,69
870, 34
2.098 ,90
QUANTO MENOR MELHOR Fonte: Elaborado pelo autor
Pela analise do quadro 9 e indicador 1 – (Reclamações relativas a odores) - concluiu que o tratamento anaeróbio com reatores UASB e Tanque Séptico seguido de Filtro Anaeróbio não é aconselhável quando se tem proximidade com residências. Para as comunidades que optarem por esta tecnologia existem no mercado produtos químicos que podem ser utilizados para minimizar o efeito de odores.
Pelo indicador 11 no quadro 9 – (Índice Partes Moveis (Perc. Móveis/Perc.Fixas)) - concluiu que o as estações que apresentam os melhores indicadores são as estações D (lodos ativados) e B (CEPT +MBBR). Por este indicador percebemos que estas estações são mais apropriadas para transporte e reaproveitamento de materiais. Para aplicação em comunidades estas estações seriam as mais indicadas para locais de difícil acesso como terrenos acidentados. Porque teriam se grandes dificuldades em construir estruturas fixas
25
em concreto armado nestas regiões. Seja na dificuldade para transportar o material e estoca-los, seja pelo processo de escavações e terraplanagem.
O uso de materiais como fibra de vidro e containers de metal observados nas fotos em estações como por exemplo a estação D (lodos ativados) e B (CEPT +MBBR) evidencia que nestas concepções e utilizando estes materiais torna-se possível a construção em módulos ajustando a construção e o porte da estação conforme o aumento populacional.
Isso pode ser conseguido aumentando o número de unidades/tanques necessários.
Pelo indicador 9 – (Armazenamento de produtos químicos) Percebe-se que o pior cenário é das tecnologias que combinam o CEPT + MBBR. Com este indicador associado com a informação do item 30 Horas da Equipe Operacional e 31 Horas da equipe de Supervisão do quadro 7 onde são encontrados os valores de 180 e 24 horas para estação A (CEPT+MBBR), 90 e 16 horas para a estação B (CEPT+MBBR) do quadro 3 conclui-se que esta tecnologia demanda mais horas da equipe operacional e da equipe de supervisão e necessidade de uma equipe altamente especializada para o desenvolvimento da operação da estação com ajuste da dosagem de produto químico além do seu abastecimento, recebimento e controle de qualidade. Para municípios que não dispõem de uma equipe operacional para monitorar a estação esta tecnologia não seria indicada
Observando no quadro 9 os indicadores 10 – (Ocupação do solo pelo tratamento) e 15 – (Área da ETE/1000 hab.) Os melhores resultados foram alcançados com as estações A e B (CEPT +MBBR) e C (UASB+F.B.A.S) estas concepções seriam as mais indicadas para as comunidades que dispõem de pouca área para a construção da estação. Os piores resultados com relação a demanda por área são as estações E e F (TS+FA) não sendo indicadas para comunidades onde o valor dos terrenos tem valor elevado.
QUADRO 10: Resumo de dados influência no prazo de implantação das estações nas comunidades.
QUADRO 10 – INFLUENCIA DO PRAZO DE IMPLANTAÇÃO
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+M
BBR)
B C D E F
ORIENTA (CEPT+M ÇÃO
BBR)
(UASB+F BAS)
Lodos Ativa
dos TS +FA
TS+F A
22
PRAZO DE
IMPLANTAÇÃO [MESES]
4- 12 2-4 4 - 8 4 -6 4 - 12
4 - 12
QUANTO MENOR MELHOR, INDICADOR QUE IMPACTA NA FACILIDADE DE IMPLANTAÇÃO DA ESTAÇÃO
20 Custo de Implantação/
habitante de projeto 92,58 52,27 119,12 470,7 6
106, 57
124, 82
QUANTO MENOR MELHOR, Fonte: Elaborado pelo autor
26
Por sua vez quando consideramos as informações do quadro 10 o prazo de implantação item 22 do quadro 3 e o indicador 20 – (Custo de Implantação/ habitante de projeto) observa-se que a tecnologia CEPT + MBBR é a que apresenta os melhores indicadores e menor prazo. Para comunidades com urgência de se implantar uma solução para o tratamento de esgoto e com pouco recurso para investir no início do projeto esta pode ser uma opção viável.
Considerando as informações do quadro 11 os indicadores 13 – (Consumo de energia/ kg DQO removida e 14 - Número de motores elétricos/habitante de projeto) e os dados do item 8 (Consumo de Energia) do quadro 3 as estações que utilizam a tecnologia anaeróbia estação E e F (TS+FA) e C (UASB+F.B.A.S) foram as que apresentaram os melhores resultados. Por este indicador é possível avaliar a facilidade operacional ou simplicidade do processo pois reflete o consumo e o uso de equipamentos elétricos na estação. Estas estações são as que utilizam menos equipamentos elétricos e como consequência demandam menos conhecimentos especializados para sua operação e manutenção. Essas tecnologias são atrativas para comunidades onde não se dispõem de uma equipe operacional para monitoramento e manutenção da estação. Percebemos que a tecnologia de lodos ativados é com maior consumo energético.
QUADRO 11:Resumo de dados que influenciam a simplicidade operacional e no custo operacional.
QUADRO 11 - INDICADOR QUE IMPACTA NA SIMPLICIDADE OPERACIONAL E NO CUSTO OPERACIONAL
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+MB
BR)
B C D E F
ORIENTA (CEPT+MB ÇÃO
BR)
(UASB+FB AS)
Lodos Ativad os
TS +F
A TS+
FA 8 CONSUMO DE ENERGIA
[kWh/mês] 24.732 8.129 4.390 24.22
5 15
7 421
QUANTO MENOR MELHOR INDICADOR DE SIMPLICIDADE OPERACIONAL
13 Consumo de energia/ kg
DQO removida 2,02 1,67 0,50 4,88
0,0
1 0,04 QUANTO MENOR MELHOR 14
Número de motores elétricos/habitante de projeto
2,15 3,66 1,43 9,21 0,4
4 0,31 Fonte: Elaborado pelo autor
27
QUADRO 42: Resumo de dados que influenciam no custo operacional e despesas correntes.
QUADRO 12 - INDICADORES QUE IMPACTAM NO CUSTO OPERACIONAL E DESPESAS CORRENTES
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+M
BBR)
B C D E F
ORIENTA (CEPT+M ÇÃO
BBR)
(UASB+FB AS)
Lodos Ativad os
TS +F
A TS+
FA 17 Custo de Operação/ m3
tratado 2,56 4,91 0,97 2,68 0,2
1 0,32
QUANTO MENOR MELHOR, 18 Custo de Operação/ kg de
DQO removida
3,91 6,46 0,78 3,04
0,1 8 0,33
QUANTO MENOR MELHOR, 19 Custo de Operação/
habitante atual 7,93 16,4 1,97 9,26 0,9
3 0,99
QUANTO MENOR MELHOR, Fonte: Elaborado pelo autor
Em termos econômicos com base nas informações do quadro 12 nos indicadores 17- (Custo de Operação/ m3), 18 - Custo de Operação/ kg de DQO removida, 19 - Custo de Operação/ habitante os melhores indicadores para os custos operacionais são das tecnologias anaeróbias utilizadas nas estações E e F (TS+FA) e C (UASB+ F.B.A.S). Isto implica que uma comunidade com pouco recursos para as despesas correntes, isto é, mês a mês deve optar por estas tecnologias. As tecnologias que apresentaram os piores resultados são as tecnologia que combina CEPT +MBBR que exigiriam uma capacidade financeira maior para conseguir operar a estação.
Ao considerarmos o uso de produtos químicos relacionados no quadro 13 itens 23, 24, 25, 26 e 27 e a quantidade de horas para transportar o lodo item 32 horas de caminhão esgota fossa impactam consideravelmente na despesa corrente refletindo no custo operacional. Ao correlacionarmos os indicadores 8 - (Produção de lodo) e 9- (Armazenamento de produtos químicos) onde também a tecnologia combinada de CEPT + MBBR apresentou os piores indicadores. Concluímos que esta tecnologia é mais dependente de insumos e de recursos o que torna mais necessário que a comunidade ou município tenha uma infraestrutura de gestão eficiente.
28
QUADRO 13: Resumo de dados que influenciam no custo operacional e despesas correntes.
QUADRO 13 – INFLUÊNCIA NO CUSTO OPERACIONAL E DESPESAS CORRENTES
ITEM
PARAMETRO OU CARACTERISTICA/ETE
A- (CEPT+
MBBR)
B C D E F
ORIENT AÇÃO (CEPT+
MBBR)
(UASB+
FBAS) Lodo
s Ativa
dos TS +FA
TS+F A
23
CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 1- PAC [kg/mês]
5.400,0 0
2.160,0
0 0,00 0,00 0,0 0 0,00
QUANT O MENOR MELHO
R 24
CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO 2 – TANINO [kg/mês]
1.850,0
0 881,00 0,00 0,00 0,0 0 0,00 25
CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO
3 – NODL [kg/mês] 0,00 1.118,0
0 50,00 0,00 0,0 0
1.94 3,00 26
CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO
4 – HIPOCLORITO [kg/mês] 0,00 0,00 0,00 0,00 425 ,00 0,00 27
CONSUMO DE PRODUTO QUIMICO
5 - ANTI ESPUMANTE [L/mês] 137,00 144,00 0,00 0,00 0,0 0 0,00 32
HORAS CAMINHÃO ESGOTA FOSSA
[h] por mês 64,00 32,00 16,00 16,0
0 8,0
0 8,00 INDICADORES QUE IMPACTAM NO CUSTO OPERACIONAL E DESPESAS CORRENTES 8 Produção de lodo (kg lodo/m3) 10,051 17,233 6,349 32,9
24 6,4
18 6,54 QUANT O MENOR MELHO
R 9 Armazenamento de produtos
químicos 246,23 143,43 1,67 0,00 14,
17 64,7
7 Fonte: Elaborado pelo autor
