Estações Tratamento de Águas Residuais

Admitindo que os valores limite de detecção humana do odor, associados aos compostos preferencialmente monitorizados, são inferiores aos valores de detecção e de registo dos analisadores portáteis, é possível que o ar após tratamento ainda seja odorífico dependendo da sua composição efectiva e das respectivas concentrações. Em consequência e porque em muitos dos casos de estudo se verificou que a saída do ar correspondia à saída do último órgão de tratamento, a uma cota mais relacionada com o órgão ou com o edifício que o encerrava do que com fenómenos de dispersão, afigura-se que a adopção de infraestruturas de descarga do ar tratado para diluição e dispersão atmosférica, como medida complementar ao tratamento do ar odorífico e de prevenção do incómodo, conforme referido por [Lund, 1971; WSDE, 1998], ainda não seja aplicado nem, tão pouco, avaliada a sua necessidade. Com efeito, o facto de ocorrerem odores em algumas das ETAR visitadas e, ou nas imediações destas pode indicar que não foram optimizadas as estratégias e soluções de diluição e de dispersão atmosférica, principalmente se a origem dessa ocorrência é o ar tratado, o que não foi possível confirmar nos casos estudados.

A figura anterior evidencia o facto dos consumos totais afetos ao tratamento de lamas na ETAR “B“, definida como uma ETAR de pequena dimensão, serem consideravelmente superiores aos registados em três (ETAR “D”, ETAR “E” e ETAR “F”) das cinco instalações definidas como ETAR de média dimensão. A esta circunstancia está associado o facto da quantidade de lama tratada anualmente pela ETAR “B” ser consideravelmente superior às três ETAR acima referidas. .As dificuldades encontradas na desagregação de consumos referentes à ETAR “G” levaram a que os consumos energéticos de parte do tratamento de lamas, nomeadamente a desidratação, fosse contabilizado na parcela “erro de fecho e outros consumos”. Note-se que a localização da ETAR e a grande variabilidade da população servida ao longo do ano, em virtude da sazonalidade da região em que se encontra, leva a que o processo de desidratação de lamas, habitualmente feito com recurso a um filtro de banda, seja feito através de uma bomba centrifuga com maior capacidade de tratamento e com uma potência elétrica mais elevada.

As Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR’s) têm um importante papel na preservação da qualidade das águas e na manutenção dos recursos hídricos através da implementação de sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais. Os benifícios para as populações são evidentes quer na manutenção das zonas costeiras, quer no bem-estar na população. As estações tratam as águas residuais de origem doméstica e industrial para depois serem escoadas para o mar ou rio. Existem vários esquemas de Estações de Tratamento de Ág uas Residuais (ETAR’s). A escolha do processo a implementar depende da localização, da carga a tratar e das propriedades exigidas para o efluente final tratado uma vez que existem processos que se revelam economicamente e ambientalmente mais rentáveis do que os outros.

A proveniência das águas residuais permite ainda estabelecer mais uma distinção com base em dois tipos de fontes poluidoras. Existem aquelas que resultam de descargas de instalações, residências e serviços que possuem uma elevada carga orgânica, e uma grande quantidade de vírus e bactérias, que constituem um problema grave de saúde pública, e as águas residuais industriais que possuem uma elevada carga poluente, devido ao elevado teor de substâncias contaminantes, que o meio recetor não está apto para conseguir eliminá-las. São inúmeras as indústrias responsáveis pela descarga de efluentes altamente contaminados, destacando-se principalmente as indústrias farmacêuticas, unidades de produção de ferro e aço, fábricas de produção de papel, refinarias petrolíferas, curtumes, etc. (EFACEC – Ambiente, 2009).

A acumulação de resíduos de antibióticos no ambiente conduz ao favorecimento da aquisição de genes que conferem resistência a bactérias inicialmente suscetíveis. Consequentemente, para que haja um menor impacto na saúde pública é necessário adotar estratégias que tornem mais célere e eficaz a deteção e caracterização de microrganismos resistentes, que controlem a sua libertação no meio ambiente, bem como reduzam a disseminação das doenças infeciosas provocadas por esses microrganismos patogénicos. Esta situação tem conduzido ao aparecimento de microrganismos patogénicos resistentes nas águas residuais tratadas nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e, posteriormente, descarregadas em massas de água natural. Neste trabalho pretendeu-se caracterizar o microbioma e os perfis de resistência de amostras de águas residuais em três momentos do processo de tratamento da ETAR: à entrada, antes do tratamento terciário e à saída deste, bem como determinar os perfis de suscetibilidade a determinados antibióticos e avaliar a presença e diversidade dos integrões presentes. A caracterização da comunidade bacteriana e dos perfis de resistência foi possível através do método de eletroforese em gel de gradiente desnaturante (DGGE) e da técnica Illumina Miseq. Com base nas pesquisas de similaridade para as sequências do gene 16S usando o programa de pesquisa NCBI BLAST e da análise dos resultados de Illumina Miseq, foi possível concluir que a maior parte das bactérias apresentaram multirresistência a todos os antibióticos testados, principalmente bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria e à família Enterobactereacea. Estas bactérias foram encontradas tanto no na água residual afluente à ETAR como no efluente final (tratado), o que sugere que os processos de tratamento utilizados nas ETAR não estão a ser eficazes na remoção de bactérias patogénicas. Relativamente à análise da presença dos integrões por PCR (reação em cadeia da polimerase), verificou-se a existência de pelo menos uma classe de integrões presente tanto no afluente como no efluente tratado, essencialmente integrões de classe 1. A presença de bactérias multirresistentes e de integrões nos efluentes tratados na ETAR, constitui assim um fator preocupante, uma vez que tais contribuem para a disseminação e dispersão de resistência antimicrobiana por outros ecossistemas aquáticos, nomeadamente rios e mares.

Constata-se também que embora fosse de esperar que as ETAR de Caminha (2008) e de Viana do Castelo – Cidade (2009) pudessem apresentar rácios de eco-eficiência superiores devido ao facto dos proveitos operacionais calculados para estas duas estações serem os mais elevados, verifica-se que isto não acontece. Isto deve-se ao facto de o valor dos rácios ser influenciado significativamente pelo denominador (indicador de influência ambiental). A estação que possui maior número de rácios com valor reduzido é Caminha (2008) com seis valores, incluindo, o consumo de energia eléctrica, consumo de polímero, produção de embalagens contaminadas, produção total de lamas, produção de areias, emissões de CO 2 . O mesmo se passa com Viana do

Ao longo dos vários níveis de tratamento que o efluente residual sofre aquando da sua chegada a uma ETAR, vão se formando sub-produtos inevitáveis, aos quais se dá o nome de lamas. Estas resultam da acumulação das substancias em suspensão da água residual e têm de ser submetidas a tratamento antes do seu encaminhamento a destino final, de modo a reduzir o seu volume e a serem estabilizadas (AZEVEDO, 2008). Embora o seu tratamento seja complexo e caro, assim como o seu encaminhamento a destino final e representam cerca de 50% dos custos de funcionamento de uma ETAR, o tratamento da fase sólida é um elemento essencial a ter em conta na concepção de estações de tratamento de águas residuais. Ao dimensionar uma ETAR o engenheiro responsável pode optar entre muitos processos de tratamento da fase sólida. Independentemente da combinação escolhida, o objectivo será sempre o mesmo, a transformação das lamas residuais num subproduto que possa ser manuseado facilmente e tornar o seu transporte a destino final mais económico e seguro. O seu tratamento vai também ele permitir aumentar o poder calorífico das lamas por redução do seu teor em água, essencial para uma possível incineração, reduzir o seu cheiro assim como o seu potencial de putrefacção (SPELLMAN, 2000).

2 O recurso a soluções descentralizadas de saneamento deve ser considerado para pequenos aglomerados, não só como forma de reduzir os custos de investimento e O&M associados aos emissários e estações elevatórias, necessários à centralização do tratamento, como também como forma de viabilizar a reutilização de água próxima do local da sua produção. No entanto, verifica-se uma reduzida disponibilidade financeira e de mão-de-obra qualificada para a gestão dos sistemas, sendo estes aspetos serem ainda mais agravados com as elevadas exigências de qualidade na descarga da água residual tratada.

As águas residuais que chegam às estações de tratamento são constituídas por matéria inorgânica (sendo na maioria compostos de azoto e fósforo), matéria orgânica e microrganismos. Ocorre a remoção de poluentes por ação dos microrganismos, que vão crescer e formar flocos. São estes que vão permitir, posteriormente, uma separação física da matéria poluente do efluente final. As comunidades bióticas presentes no reatores biológicos compreendem diferentes microrganismos que estabelecem entre si relações de predação (I), competição (II) e canibalismo (III) (Figura 3). Inicialmente, a rede trófica nos processos de lamas ativadas começa pela matéria orgânica, substrato para o crescimento de bactérias, e de alguns flagelados e protozoários, nomeadamente, ciliados nadadores livres. Seguidamente desenvolvem-se outros tipos de protozoários (primeiro ciliados sésseis e depois ciliados móveis de fundo) que se alimentam das bactérias e ainda metazoários cujo alimento são bactérias e protozoários. Geralmente, 95% dos organismos presentes na cadeia trófica são bactérias (Abreu, 2004). Acrescente-se que estas têm o papel de degradar a maioria da matéria poluente presente na água residual e que os protozoários são fundamentais para o bom desempenho da ETAR,

Apesar das inúmeras vantagens relatadas, a aplicação de biossurfactantes em larga escala é ainda bastante limitada, devido a diversos fatores, destacando-se dentre eles o seu alto custo de produção. A área de aplicação ambiental, é a que está mais desenvolvida, uma vez que nesse setor os requisitos exigidos em relação à pureza são baixos. Os biossurfactantes aceleram a degradação microbiana de vários óleos devido a sua capacidade de aumentar a interação interfacial água-óleo e, assim, promovem a biorremediação de águas e solos (BANAT, 1995; BUGAY, 2009). Em relação ao uso ligado a indústria petrolífera, os biossurfactantes podem ser aplicados em recuperação avançada de petróleo melhorando a drenagem de óleo em poço, estimulando a liberação de óleo aprisionado por capilares, no molhamento de superfícies sólidas, ajudam a reduzir a viscosidade do óleo e petróleo ao ponto de fluidez, reduz a tensão interfacial, solubilizando o petróleo, dentre diversas outras funções. Os biossrfactantes atuam ainda como de-emulsificantes de emulsões de óleo, solubilizantes de óleo, redutores da viscosidade e como agente molhante (SINGH et al ., 2007). Silva e Kiperstok (2000) definem desemulsificantes como produtos químicos que, dependendo da sua afinidade, desemulsificam e desestabilizam as emulsões de água em óleo ou de óleo em água. Nas emulsões de água em óleo, os desemulsificantes agem na superfície das gotículas de água, de modo que estas se rompam. Nas emulsões de óleo em água, os aditivos devem ser solúveis na água e agir na superfície das gotículas do óleo emulsionado, fazendo com que se coagulem e se separem da água.

A intrusão de águas parasitas em redes de águas residuais é um tema conhecido e preocupante para várias entidades gestoras das redes de drenagem de águas residuais (Rocha & Marques, 2006). Este fenómeno origina aumentos consideráveis nos caudais afluentes às estações de tratamento de águas residuais (ETAR), traduzindo-se num maior custo e menor eficácia do tratamento, levando assim os responsáveis a preocuparem-se com a implementação de metodologias e técnicas que permitam avaliar e detetar estas águas parasitas. No entanto, a deteção destas afluências indevidas é complexa e por vezes negligenciada. Numa grande parte dos casos não é conhecida ao pormenor toda a rede de águas residuais, apesar deste conhecimento sobre a área a atuar ser da maior importância, e sendo que a intrusão de águas parasitas se dá maioritariamente a nível subterrâneo, a preocupação das entidades gestoras só surge quando há uma falha significativa no sistema (Wirahadikusumah, Abraham, Iseley, & Prasanth, 1998). Para além disso, a importância destas infraestruturas não é evidente para o cidadão comum, sendo que estas se encontram enterradas e a jusante do mesmo, provocando muitas vezes uma atitude pouco recetiva por parte dos utilizadores à sua reabilitação (Almeida & Cardoso, 2010).

Esta medida permitiria garantir melhor manutenção e limpeza das estruturas físicas do sistema de tratamento, assim como a manutenção da qualidade do Rio Guto (corpo hídrico receptor). Por outro lado, mostra-se necessário alargar os estudos de eficiência, sobretudo, procurando inseri-los num histórico de dados mais alargado e com um mínimo de duas estações ao longo do ano. Assim, a monotorização do oxigénio dissolvido e da temperatura “in situ” possibilitaria uma caracterização mais completa e detalhada da eficiência da estação de tratamento.

O trabalho realizado foi proposto no âmbito da unidade curricular Projecto em Ambiente Empresarial do 5º ano do Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente da Faculdade de Engenharia da[r]

Atendendo a esta conjuntura, o objectivo deste trabalho é contribuir para o desenvolvimento da ferramenta de avaliação do desempenho de ETAR urbanas concebida recentemente por Quadros et al., (2009) como instrumento de apoio à gestão, ao nível da operação-projecto-reabilitação destas infra-estruturas. Pretende-se, designadamente, desenvolver a componente operacional que visa quantificar e, se possível, melhorar, o controlo eficiente do processo de tratamento, assim como a qualidade da água para rega de campos de golfe. Esta contribuição será desenvolvida com base na avaliação do risco e metodologia HACCP, que envolve a compilação e organização dos pontos críticos de controlo (PCC), dos pontos de controlo da qualidade (PCQ), limites de alerta, limites críticos, e medidas preventivas e reactivas face a variações de eficiência de tratamento e/ou de qualidade do efluente.

2.4) Tratamento terciário: Antes das águas tratadas serem lançadas aos rios ou oceanos passam por uma última etapa que tem como finalidade o controlo e desinfeção das águas residuais previamente tratadas, para a remoção de organismos patogénicos, nomeadamente bactérias e vírus, por um processo físico-químico. Além destes acontecimentos pode-se ainda fazer a remoção de poluentes específicos. A execução desta etapa é realizada numa lagoa de maturação, onde há a utilização de oxidantes/desinfetantes, tais como cloro (o mais usado devido ao baixo custo), ozono ou radiação ultravioleta. Também pode ser adicionado carvão para auxiliar a absorção de microrganismos que foram utilizados nos processos realizados previamente.

Para que os dados coletados constitua uma amostra representativa, não podendo ser omissos e contraditórios, as ETAR selecionadas devem possuir uma boa manutenção de registros, devem estar operando no mínimo a um ano em condições normais (com um nível de tratamento relativamente constante), isso tem por objetivo eliminar os casos de ETAR que sofreram grandes danos, expansão, modernização, entre outros fatores que possam contribuir para uma análise de custos que não produzam estimativas seguras. (USEPA, 1980)

(decantadores primários) são operados corretamente podem reduzir significativamente a carga orgânica afluente ao estágio de tratamento secundário. Comparando os dois processos unitários, a sedimentação é, de longe, mais barata do que o tratamento biológico (tratamento secundário) em termos de unidade de remoção de poluição. Por esta razão, a maior parte das instalações têm incorporado no seu projeto uma decantação primária. A remoção de sólidos em suspensão acontece devido a vários processos que ocorrem simultaneamente dentro de um decantador, tais como floculação, adsorção e sedimentação. Os decantadores primários são normalmente projetados para remover entre 50 a 70% de sólidos suspensos e entre 25 a 40% de CBO 5 das águas residuais. A sua

Buscam-se de soluções de automação computadorizada de baixo custo que auxiliem estações compactas de tratamento de efluentes a adequar o efluente tratado aos requisitos legais, protegendo os corpos receptores contra lançamentos inadequados. Tem por objetivos específicos o desenvolvimento de um sistema de supervisão automática para pequenas estações de tratamento de águas residuais e a criação de uma base de dados histórica para apoio à tomada de decisão no que concerne a operação e manutenção do processo. Para alcançar tais objetivos, foi analisada uma configuração combinada, constituída pelo reator anaeróbio de fluxo ascendente em manta de lodo, seguido do sistema de lodo ativado convencional. Tal sistema é utilizado para tratar os efluentes sanitários do Hospital Waldemar de Alcântara, situado no bairro de Messejana, em Fortaleza – CE. De modo geral, há poucos estudos sobre instrumentação eletrônica e automação aplicados a sistemas combinados desse tipo. Inicialmente são apresentados os conceitos básicos sobre o tratamento de efluentes, bem como descritas as partes componentes do sistema de tratamento, dando, assim, suporte para que estudos sobre automação sejam desenvolvidos. No decorrer do trabalho são apresentadas a descrição e a motivação para o uso de sensores no sistema de monitoramento automático de estações de tratamento, bem como da eletrônica necessária para sua implantação. Também é apresentada a descrição da arquitetura mestre-escravo usada no sistema, bem como do funcionamento de cada módulo que o compõe, abordando o desenvolvimento de hardware e software para cada um. Por fim, são analisados os resultados da experimentação de campo do sistema de monitoramento automático. A pesquisa resultou em um sistema computadorizado de monitoramento aplicado a situações reais em campo, possibilitando uma compreensão mais profunda a respeito do processo de tratamento de esgoto e de sua operação mediante o acesso a dados, seja em tempo real, seja acessando a base de dados formada.

Na terceira fase é efetuado um tratamento biológico de lamas ativadas através de tanques de arejamento, decantadores secundários, recirculação de lamas e extração de lamas. Nos tanques de arejamento é efetuado, em presença de oxigénio, a degradação da matéria orgânica por microrganismos aeróbios. Em seguida a água tratada é separada da lama ativada de forma a ser reutilizada. Esta recirculação é efetuada por um sistema de bombagem, sendo o excesso de lamas biológicas direcionado para o processo de flotação. Esta fase é a que tipicamente apresenta uma maior intensidade de consumo de energia, dado que o processo de arejamento é efetuado por potentes unidades de produção de ar com elevado caudal a baixa pressão (frequentemente designados por sobrepressores) e, no processo de recirculação de lamas, os acionamentos elétricos possuem potências elevadas e tempos de funcionamento alargados.

Durante o transporte e tratamento de águas residuais são produzidos odores devido à degradação de matéria orgânica por microrganismos em condições anaeróbias. As águas residuais industriais também podem conter constituinte que exalam fortes odores. O fenómeno da septicidade pode ser acelerado devido a factores como altas temperatura, elevada concentração de CBO e presença de compostos químicos redutores. A gama de compostos químicos responsáveis pelo odor é muito vasta e inclui como principais constituintes o sulfureto de hidrogénio, amoníaco, compostos orgânicos sulfurados, tióis (mercaptanos entre outros), aminas, indol e escatol, ácidos gordos voláteis e outros compostos orgânicos (EN 12255-9, 2002).