Apresentação sobre Jardins Flutuantes

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  • O trabalho em saneamento bsico rural desenvolvido na Embrapa

    Wilson Tadeu Lopes da Silva

    Embrapa Instrumentao

    [email protected]

    So Paulo - SP 26 de Fevereiro de 2013

    mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]

  • Atualmente est dividido em:

    69 % destinada irrigao

    12% produo animal

    7% aos processos industriais

    12 % ao consumo humano.

    Uso da gua no Brasil

    Fonte: ANA-Conjuntura, 2011

  • Percentual do nmero de pessoas com tratamento de esgoto no pas e percentual das mortes associadas a doenas diarricas:

    perodo de 1991 a 2007

    50

    55

    60

    65

    70

    75

    80

    85

    90

    95

    100

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    1991 1992 1993 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004 2005 2006 2007

    Populao rural com esgoto (%)

    Mortalidade por doenas diarricas (%)

    Populao urbana com esgoto

    % p

    op

    ula

    o

    rura

    l / m

    ort

    alid

    ade

    % d

    a po

    pu

    lao u

    rban

    a

    Fonte: IBGE / Pesquisa Nacional por Amostra de Domiclios PNAD, 2011a.

  • o Rede Coletora + Fossa

    Sptica 24 %

    o Fossa rudimentar 40,7%

    Na rea rural (~32 milhes de habitantes*):

    *IBGE, PNAD, 2011.

    Situao atual Esgotamento Sanitrio

  • Fossa negra

    percolao do chorume

    contaminao do lenol fretico

  • Imagem: www.infoescola.com

  • E como as tecnologias desenvolvidas pela Embrapa

    podem ajudar neste contexto?

    TECNOLOGIAS SOCIAIS

  • SANEAMENTO BSICO RURAL

    Embrapa Instrumentao

  • Filosofia Tecnologias simples e eficientes

    Grande participao feminina na adoo e difuso das tecnologias

    Necessitam de poucos insumos externos para resultados adequados

    Sistemas biolgicos (exceto clorador)

    Harmonizao dos sistemas de tratamento com o ambiente (quebra de paradigma)

    Reciclagem segura de nutrientes e gua na agricultura

    Fcil apropriao pelo agricultor

    Custos de instalao e manuteno acessveis

  • Tecnologias de Saneamento Bsico Fossa Sptica Biodigestora (5000 unidades

    instaladas, prmio fundao BB de Tecnologia Social (2003) e prmio Mercocidades (2011)

    Clorador Embrapa (baixssimo custo de instalao, prmio Fundao BB de Tecnologia Social (2003) juntamente com a Fossa Sptica Biodigestora).

    Biodigestor para pequenas comunidades rurais (saneamento ambiental com bioenergia)

    Jardim Filtrante (tratamento da gua cinza)

  • Parceiros na divulgao e instalao Fundao Banco do Brasil Banco de Tecnologias

    Sociais

    Ministrio do Desenvolvimento Agrrio / Incra

    Coordenadoria de Assistncia Tcnica Integral (CATI)

    Fundao Cargill

    Emater: PR, RS, etc.

    Centro Paula Souza

    Comits de Bacias Hidrogrficas

    Universidades

  • Histrico

    Incio dos estudos no ano 2000 (Fossa Sptica Biodigestora)

    Validao da Fossa Sptica Biodigestora e Clorador (Saneamento Bsico Rural)

    Prmio Fundao BB de tecnologia social (2003)

    Incio dos estudos com biodigestores para pequenas comunidades (2007)

    Incio dos estudos com Jardim Filtrante (2011)

    Prmio Mercocidades (2011)

    2012 - Unidades instaladas da Fossa Sptica Biodigestora em todo o territrio nacional (de Macap a Pelotas, de Rio Branco a Aracaj).

  • CLORADOR EMBRAPA

  • Contaminao da gua subterrnea

  • Contaminao de Poos (Biolgica)

    CETESB, 2004

    Porcentagem de amostras com presena de coliformes totais e coliformes

    termotolerantes.

  • CLORADOR EMBRAPA

    Sistema para facilitar a clorao da gua armazenada nas caixas dgua

    Custo do material para instalao:

    ~ R$ 50,00

  • Caractersticas da gua a ser clorada

    Aspecto lmpido

    Baixa concentrao de matria orgnica dissolvida para evitar a formao de organoclorados.

  • Esquema representativo do Clorador Embrapa, com destaque para seus componentes.

  • Instalao do Clorador Embrapa na rede de captao de gua.

  • QUE CLORO UTILIZAR?

    Cloro Granulado

    Hipoclorito de Clcio 65% (cloro ativo)

  • COMO USAR O CLORO

    Quantidade: 1,5 a 2 g /1000 Litros de gua

    Uma colher de caf rasa

    Equivale a 1 a 1,5 mg/L de cloro

    30 minutos depois a gua est pronta para o uso

  • QUANDO USAR O CLORO?

    Diariamente, mesmo que no use a gua

    No incio da manh

  • Nestas condies, atende a Portaria 2914/2011 do Min. da Sade

    gua de abastecimento deve ter 0 de coliformes termotolerantes

    Concentrao de cloro ativo entre 0,5 e 2 mg L-1, com um nmero no menor que 0,2 mg L-1, para ser considerada clorada.

  • Fossa Sptica Biodigestora

  • Fossa Sptica Biodigestora

    - Sistema de tratamento de

    esgoto sanitrio rural, evitando a

    contaminao de gua e solo

    por coliformes fecais.

    - Este sistema tambm produz

    um efluente orgnico para

    utilizao em plantas perenes.

    - Custo acessvel e instalao (~

    R$ 1500,00) e manuteno

    simples. Prmio Fundao Banco do Brasil de Tecnologia Social 2003

    Prmio Mercocidades - 2011

  • Fossa Sptica Biodigestora

    Como funciona?

    - biodigesto anaerbia;

    - Somente esgoto do vaso sanitrio;

    - Inoculante: 5 litros de esterco bovino/ms;

    - Casa com at 5 pessoas

    Caixa 1 Caixa 2 Caixa 3

    Vlvula de

    reteno

  • Molculas Orgnicas Complexas

    I

    Bactrias Hidrolticas Acidognicas

    II

    Bactrias Heteroacetognicas

    cidos orgnicos, Compostos neutros

    IIIa

    Bactrias Metanognicas Utilizando H2 e CO2

    IIIb

    Bactrias Metanognicas Utilizando CH3COOH

    H2O + CH4 CO2 + CH4

    H2 e CO2 Acetato

  • Instalao

    Mdulos de fermentao Mdulo de armazenamento

  • Entrada

    Sada

    Detalhe do interior de um dos mdulos de fermentao. Foto de Valentim Monzane

    Fossa Sptica Biodigestora

  • Vedao das caixas da Fossa Sptica Biodigestora com borracha macia. Foto de Valentim Monzane.

  • a) Vlvula de reteno de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemtico da vlvula de reteno de Valentim Monzane.

    A B

  • Bactrias presentes no rumem bovino (RUIZ, 1992)

    Tipos de

    Bactrias Nomes

    Celulolticas Bacterides succinogenes, Ruminococus flavefaciens, Ruminococus albus, Ruminococus Butyrivibrio fibrisolvens

    Hemiceluloltica Butyrbrio fibrisolvens, Bacteride rumincola, Ruminococus sp.

    Pectinolticas Butyvbrio fibrisolvens, Bacterides rumincola, Lachnospira multiparus, Succinivibrio dextrinosolvens, Treponema bryantii,

    Streptococus bovis

    Amilolticas Bacteride amylophilus, Streptococus bovis, Succimimonas Amylolitica, Bacteride rumincola

    Ureolticas Succinivibrio dextrinosolvens, Selenomonsas sp., Bacteride rumincola, Ruminococus bromii, Butivibrio sp., Treponema sp.

    Por que utilizar esterco bovino?

  • Fossa Sptica Biodigestora com destaque para sistema de alvio de gases. Foto de Valentim Monzane.

  • Aspecto do efluente gerado

    - Lquido

    - sem odores

    desagradveis

    - No procria baratas,

    escorpies, ratos, etc.

  • Parmetros fsico-qumicos das amostras de efluente da ltima caixa Parmetros 2B3 3B3 2FSC3* CONAMA 357**

    pH 8,67 8,61 7,73 6-9

    Turbidez (UNT) 13,8 19,2 11,2 20

    DQO* (mgO2 L-1) 605 528 252 4

    DBO5* (mgO2 L-1) 191 316 153 10

    N-NO3 (mgN L-1) 0,66 3,27 3,31 10

    N-NH4 (mgN L-1) 517 427 269 20

    N.Total (mgN L-1) 568 541 287 30

    Fosfato Total

    (mgPO4-3 L-1)

    78 7 14 0,15

    leo / Graxa (mg L-1)

    67 28 39 70

    SST* (mg L-1) 134 130 66

    SSV* (mg L-1) 122 120 64

    SSF* (mg L-1) 12 10 2

    Condutividade

    (dS cm-1) 4,63 2,98 2,62

    * Amostras: O Sistema inoculado com esterco ovino, Fazenda Morro Verde; B Sistema inoculado com esterco bovino, Stio Aparecida; FSC Fazenda Santa Cndida (inoculante esterco bovino) ; os nmeros iniciais 2, 3 referem-se, respectivamente ordem das coletas (07/2006 e 10/2006). DQO Demanda Qumica de Oxignio; DBO5 Demanda Bioqumica de Oxignio; SST Slidos Suspensos Totais; SSV Slidos Suspensos Volteis; SSF Slidos Suspensos Fixos. **Para lanamento em corpos dgua classe 2

  • Fossa Sptica Biodigestora Coliformes Totais na entrada: 105 107 UFC /

    100 mL

    Coliformes Totais na sada: 103 104 UFC / 100 mL (Eficincia de remoo: 98%)

    Coliformes Termotolerantes na entrada: 105 106 UFC / 100 mL

    Coliformes Termotolerantes na sada: 101 104 UFC / 100 mL (Eficincia de remoo: 95%)

  • ~20 dias

    Efluente

    tratado

    Adubo

    orgnico

  • Uso do efluente tratado na agricultura

    Vantagens e Limitaes

  • pH 8,0-8,5

    Nitrognio Total (mg / L) ~ 500

    Fsforo Total (mg fosfato / L) ~ 50

    Potssio (mg / L) ~ 100

    Carbono (mg / L) ~ 240

    Caractersticas qumicas do efluente

    do ponto de vista de macronutrientes

  • Resultados Micronutrientes solveis e Sdio

    Amostras de efluente da terceira caixa: mdia de 3 coletas.

    FSC3 1O3 2O3 3O3 1B3 2B3 3B30

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    mg L

    -1

    Na

    K

    P

    Ca

    Mg

    FSC3 1O3 2O3 3O3 1B3 2B3 3B30,0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1,0

    1,2

    mg

    L-1

    Fe

    Mn

    Zn

    Cu

  • Efluente na citricultura

    Cooperao com Eng. ROGRIO GIACON DEGASPARI

    Faz. Sta. Tereza

    Prof. EDSON DOS SANTOS ETEC Astor de Mattos Carvalho

  • Resultados solo a 20 cm Testemunha Tratamento 01

    30L/planta

    Tratamento 02

    60 L/planta

    Tratamento 03

    120L/planta

    pH CaCl 4.4 4.6 6 6.1

    MO g/dm3 9 7 7 7

    Fsforo mg/dm3 18 25 63 52

    Potssio mmolc/dm3 3.5 2.3 2.5 2.5

    Clcio mmolc/dm3 8 12 43 30

    Magnsio mmolc 2 10 15 15

    Alumnio mmolc/ 5 3 0 0

    Soma bases mmocl/ 14 24 61 48

    CTC mmolc/ 30 44 74 62

    Fertilidade V% 45 55 82 77

    Enxofre mg/dm3 28 * * *

    Ferro mg/dm3 19 18 25 19

    Mangans mg/dm3 5.8 11.4 8.2 5.4

    Zinco mg/dm3 0.6 0.3 0.7 0.2

    Cobre mg/dm3 0.8 0.7 0.9 0.7

    Boro mg/dm3 0.34 0.61 0.65 0.61

  • EFLUENTE DE ESGOTO TRATADO PARA USO EM IRRIGAO Efeito do excesso de aplicao na Matria Orgnica do solo

    Santos et al., Ecltica Qumica, 2009

    SI: Sem irrigao, 100: 100% capacidade de campo ... 200: 200 % capacidade de campo.

  • melhora o estado de agregao das

    partculas do solo;

    diminui a densidade;

    aumenta a aerao;

    capacidade de reteno de gua;

    aumenta o poder tampo do solo;

    Matria Orgnica (M.O.)

    Logan et al., 1996.

    Os resduos provenientes do tratamento de esgoto so ricos em M.O.:

  • Uso do efluente tratado no Solo Fazenda Santa Cndida

    Latossolo Vermelho/Amarelo fase arenosa

    Plantao de goiaba (250 Ton/ano em 20 ha)

    Adubao mineral/efluente 50L/planta a cada 3 meses

    Coleta em agosto/2006

    Adubados com efluente e NPK, solo sem efluente e de mata

    0-10; 10-20 e 20-40 cm

  • Aplicao no solo: pH e Condutividade

    Maior valor de pH na camada de 0-10cm; Calagem;

    Condutividade teor de sais;

    No observou-se excesso de

    sais nos solos analisados;

    0,0-2,0 dS/m, os efeitos de

    salinidade so geralmente

    negligenciveis.

    Tom Jr., 1997.

    0-10cm 10-20cm 20-40cm

    CE 0,18 0,01 0,14 0,01 0,12 0,01

    NPK 0,20 0,00 0,11 0,01 0,10 0,01

    SE 0,17 0,01 0,19 0,01 0,15 0,03

    M 0,33 0,00 0,20 0,01 0,19 0,01

    Condutividade a 25C (dS/m)Amostra

    CE com efluente; NPK nitrognio, fsforo e potssio; SE sem efluente; M mata.

    0-10cm 10-20cm 20-40cm

    CE 5,15 0,01 4,59 0,01 4,68 0,01

    NPK 4,81 0,01 4,40 0,01 4,47 0,01

    SE 4,84 0,01 4,81 0,01 4,91 0,01

    M 3,57 0,01 3,64 0,01 3,73 0,01

    AmostraspH

  • Carbono Total

    CE NPK M0,0

    0,5

    1,0

    1,5

    2,0

    2,5%

    C 0-10 cm

    10-20 cm

    20-40 cm

  • Fotos de ps de graviola. a) Aplicao de adubao qumica e b) aplicao do efluente o biodigestor.

  • P de Graviola da Sra. Raimunda

    Cacho de Bananas do Sr. Z Borracheiro

  • Portanto:

    Uso do efluente tratado deve ser feito como fertilizante.

    O uso deve ocorrer somente no solo

    O clculo da dosagem pode ser feito em funo da quantidade de nitrognio (nutriente em maior quantidade) e complementado com outros elementos

  • O efluente no deve ser utilizado como nica fonte de gua para uma planta

    Excesso de aplicao pode provocar salinizao e lixiviao do excesso de nutrientes

    O manuseio do efluente deve ser feito com luvas, calas e calados fechados

    Portanto:

  • JARDIM FILTRANTE

    O QUE E COMO FUNCIONA

  • REAS ALAGADAS NATURAIS

  • Vrzea / Brejo

  • Pntano

  • Manguezal

  • As reas alagadas exercem um importante papel nos ecossistemas,

    por meio da depurao fisico-qumica e reciclagem de nutrientes dos

    sistemas aquticos

  • Macrfitas Aquticas

  • Macrfitas flutuantes

    Salvinia molesta

    E. crassipes (Aguap)

  • Macrfitas submersas com folhas enraizadas

    Victoria amazonica (Vitria Regia)

  • Macrfitas submersas

    Aponogeton crispus

  • Macrfitas submersas com folhas flutuantes

    Eleocharis calva Taboa (Typha domingensis)

  • reas alagadas artificiais (Jardins Filtrantes, wetlands, etc.)

    Simulam reas alagadas naturais

    So utilizadas no tratamento de esgoto

    Plantas e microorganismos trabalham juntas na depurao da gua

  • Jardim filtrante no saneamento bsico rural proposto

    colocado como uma forma complementar Bossa Sptica Biodigestora

    A Fossa Sptica Biodigestora trata a gua negra (vaso sanitrio) e o Jardim Filtrante trata a gua cinza (Pia, chuveiro, tanque, etc.)

    Efluente da Fossa Sptica Biodigestora que no for utilizado na agricultura tambm ser desviado para o Jardim Filtrante.

  • Jardim Filtrante

    Esquema de um corte da proposta de jardim filtrante com macrfitas emergentes.

  • Jardim Filtrante

    Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.

  • Detalhes do jardim filtrante A areia e a brita agem como filtros fsicos para

    material particulado.

    Usa-se areia grossa e brita nmero 2 ou 3.

    Antes da entrada no jardim filtrante, colocar uma caixa de gordura.

    Anterior caixa de gordura, deve-se colocar uma caixa de decantao

    O nvel da gua deve ser ligeiramente abaixo do nvel da areia, para evitar a proliferao de mosquitos e odores.

  • Detalhes do jardim filtrante O local deve ser impermeabilizado com uma

    geomembrana (PVC, EPDM, etc.)

    As plantas agem como absorventes de nutrientes e contaminantes

    As plantas escolhidas devem ser preferencialmente nativas da regio onde o sistema est instalado.

    Escolher tambm plantas que produzam flores para que o ambiente seja visualmente agradvel.

  • Jardim Filtrante

    Esquema de um corte da proposta de jardim filtrante com macrfitas emergentes.

  • Detalhes do jardim filtrante

    A rea superficial do jardim filtrante mnima de 1 m2 / habitante

    O manejo das plantas deve ser feito para minimizar se reproduzam desenfreadamente e saturem o sistema.

    A gua que sai do sistema deve ser descartada.

  • Detalhes do jardim filtrante

    Proposta de dimenses do Jardim Filtrante

  • Detalhes do jardim filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

    Controlador de nvel da gua do jardim filtrante (monge)

  • Jardim Filtrante

    Detalhe da sada do efluente com o sistema de controle do nvel da gua do jardim filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante

  • Jardim Filtrante / Wetland

  • 020406080

    100120140160180200

    Turb

    ide

    z (U

    NT)

    Ponto de coleta

    1 coleta 2 coleta 3 coleta 4 coleta

    -120,0-100,0

    -80,0-60,0-40,0-20,0

    0,020,040,060,080,0

    100,0120,0

    Po

    ten

    cial

    re

    do

    x (m

    V)

    Ponto de coleta

    1 coleta 2 coleta 3 coleta 4 coleta

    0,00

    0,50

    1,00

    1,50

    2,00

    2,50

    3,00

    3,50

    Co

    nd

    uti

    vid

    ade

    (m

    S/cm

    )

    Ponto de coleta

    1 coleta 2 coleta 3 coleta 4 coleta

    0,0

    5,0

    10,0

    15,0

    20,0

    25,0

    30,0

    Tem

    pe

    ratu

    ra (

    C)

    Ponto de coleta

    1 coleta 2 coleta 3 coleta 4 coleta

  • E como a sociedade ganha? Reduo da incidncia de doenas fecorais; Reduo de dias de trabalho perdidos por afastamento

    devido a doenas fecorais; Diminuio da poluio nos recursos hdricos; Reciclagem de gua e nutrientes na agricultura

    reduo da demanda por recursos naturais Diminuio dos custos de tratamento de gua nos

    centros urbanos; Ganhos econmicos diretos (aumento de renda da

    propriedade rural); Ganhos econmicos indiretos (aumento de renda de

    fornecedores de material e de mo de obra); ...

  • (5) Impacto no PIB, no emprego, na balana comercial e outras, para:

    os principais setores envolvidos (sade pblica; pescado; fertilizantes; produo agropecuria) e em toda economia do pas.

    Milh

    es

    de

    reai

    s

    Emprego

    (nmero)

    51.473

    A cada R$1,00 investido retorna R$4,60 para a sociedade

    Fonte: Cinthia Cabral da Costa Embrapa Instrumentao

  • Divulgao

    Revista em

    Quadrinhos Folder Vdeo

    Perguntas e

    respostas

    [email protected]

  • Apoios na divulgao do sistema Fundao Banco do Brasil / Banco de Tecnologias Sociais Ministrio do Desenvolvimento Agrrio / INCRA CATI Stio S. Joo / Amigos do Ribeiro Feijo Centro Paula Souza / ETEC Astor de Mattos Carvalho Fundao Cargill / USAID SOBLOCO / Fazenda Sta. Cndida Pref. Municipal de So Carlos / Horta Municipal UFT/CNPq, USP/Petrobrs Prefeituras Comits de Bacias Hidrogrficas

  • Agradecimentos

    Ladislau Martin-Neto Flvio Marchezin Adriana Soares Faustino Natlia Galindo Letcia Franco Llian F. de A. Martelli Joana C. Silva Terezinha Arruda Luciana Poppi Sandra Protter Gouvea Mrcia Toffani

    Loureno Magnoni Jr.

    Edilson Fragalle

    Marcelo Simes

    Joana Bresolin

    Dbora Milori

    Joo Clemente

    Aleudo Santana

    Gilberto Morceli (in memorian)

    Gilberto Santiago

  • Agradecimentos

  • Agradecimentos

  • Antnio Pereira de Novaes

    Criador da Fossa Sptica Biodigestora e do Clorador Embrapa

  • [email protected]