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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

ICET / FAET / FAMEV / IB / ICHS

Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos

ANGELA SATSUKI MATSUBARA

Estudos sobre a aplicabilidade de um sistema de tratamento de

efluentes domésticos, usando decanto-digestor seguido de filtro anaeróbio,

para as condições ambientais do Estado de Mato Grosso

CUIABÁ – MT

2009

Livros Grátis

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

ICET / FAET / FAMEV / IB / ICHS

Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos

Angela Satsuki Matsubara

Estudos sobre a aplicabilidade de um sistema de tratamento de

efluentes domésticos, usando decanto-digestor seguido de filtro anaeróbio, para as

condições ambientais do Estado de Mato Grosso

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Recursos Hídricos, da

Universidade Federal de Mato Grosso, como

parte dos requisitos para obtenção do título de

Mestre em Recursos Hídricos.

Área de concentração: Manejo e Conservação

Orientador: Prof. Dr. Luiz Airton Gomes

Co-orientadora : Profª. Drª. Luciana Sanches

CUIABÁ - MT

2009

DEDICATÓRIA

A meu pai Bunichi Matsubara, pelo apoio e incentivo,

pela sua presença constante, na minha vida pessoal e na

realização profissional, sem você eu nada seria.

Dedico.

AGRADECIMENTOS

Ao Prof. Dr. Luiz Airton Gomes por todo carinho, respeito e amizade. Obrigada pelo auxílio e

pelos muitos ensinamentos de pesquisa e a realização deste trabalho.

À minha família, que sempre me incentivaram nos momentos felizes e me apoiaram nos

momentos difíceis, obrigada pela compreensão e carinho.

À Prof. Drª. Luciana Sanches, que contribuiu de maneira especial e significativa para a

realização deste trabalho.

À minha amiga Camila Isabel Fraga, pela amizade, compreensão, lealdade e apoio em todas

as horas que tanto precisei de sua amizade.

Ao meu irmão Hugo, pela ajuda e paciência nas dificuldades ao longo desta pesquisa, seu

apoio foi fundamental para esta realização profissional.

À equipe de campo: Aldecy, Ronaldo, Alessandro, Camila, Hideo e Neli , muito obrigada,

sem vocês a realização deste trabalho não teria sido possível.

Aos técnicos do Laboratório DESA/UFMT Sr. Jonas e Sr. Belmiro, por toda ajuda e

colaboração nas horas cansativas de trabalho e também nas horas de descontração.

À Letícia Leite C. Pinto, pela colaboração e ajuda nas análises físico-químicas.

À Vânia Tarsila Borges, Kátia Regina B. da Silva e João Batista, engenheiros sanitaristas da

Sanecap, pelo auxílio e contribuições no desenvolvimento da pesquisa.

À pesquisadora Neli Assunção, pelo apoio e amizade que construímos, por entender que a

vida é uma batalha diária e que os sonhos são possíveis.

À FAPEMAT, pelo auxílio financeiro do Projeto de Pesquisa, imprescindíveis para a

realização deste trabalho.

À empresa Sanecap Cuiabá, por oferecer auxílio técnico e de recursos humanos no

monitoramento conjunto da ETE UFMT, que sempre atendeu prontamente às necessidades

desta pesquisa.

Aos professores e colegas do Curso de Pós-Graduação em Recursos Hídricos, pela agradável

companhia ao longo do curso.

A todos os amigos e outras pessoas que contribuíram direta ou indiretamente para a realização

desta pesquisa, todos foram muito importantes.

À Deus, pois tudo posso Naquele que me fortalece.

SUMÁRIO

1. Introdução........................................................................................................................1

2. Objetivo...........................................................................................................................3

3. Revisão Bibliográfica......................................................................................................4

3.1 Tecnologias para tratamento de esgotos..............................................10

3.2 Principais alternativas para o tratamento de esgoto a nível

secundário...............................................................................................12

3.3 Grau de tratamento..............................................................................12

3.4 Vazão de esgotos.................................................................................13

3.4.1 Variação da vazão......................................................14

3.5 Características Físicas.........................................................................16

3.5.1 Matéria sólida...........................................................16

3.5.2 Temperatura..............................................................19

3.5.3 Cor e Turbidez..........................................................20

3.5.4 Odor..........................................................................20

3.6 Características Químicas.....................................................................21

3.7 Processos Biológicos...........................................................................22

3.8 Metabolismo dos Microrganismos......................................................22

3.9 Processos Anaeróbios..........................................................................23

3.10 Digestão Anaeróbia...........................................................................24

3.10.1 Hidrólise.................................................................27

3.10.2 Acidogênese...........................................................27

3.10.3 Metanogênese........................................................28

3.11 Fatores que afetam o desempenho de reatores anaeróbios...............29

3.11.1 Tampões.................................................................29

3.11.2 Alcalinidade............................................................30

3.12 Digestão anaeróbia como processo de tratamento de esgotos..........30

3.13 Sistemas Anaeróbios de alta taxa.....................................................31

3.14 Atividade Metanogênica Específica (AME)....................................31

3.15 Tratamento da fase sólida (lodo)......................................................33

3.15.1 Aspectos Gerais, Qualitativos...............................34

4. Estação de Tratamento da UFMT, Campus Cuiabá....................................................35

4.1 Breve histórico..................................................................................35

4.2 Ampliação ........................................................................................35

4.3 Reformas...........................................................................................36

4.4 Situação atual....................................................................................36

4.5 Sistema de Recalque.........................................................................37

4.6 Decanto-Digestor e Filtro Anaeróbio ascendente.............................37

4.7 Leito de secagem do lodo.................................................................38

5. Materiais e Métodos...................................................................................................39

5.1 Área de Estudo..................................................................................39

5.2 Medição da vazão afluente................................................................40

5.3 Coleta composta................................................................................41

5.4 Pontos de coleta.................................................................................41

5.5 Amostragem.......................................................................................44

5.6 Variáveis físico-químicas..................................................................45

6. Resultados e Discussão...............................................................................................47

6.1 Variação da vazão.............................................................................48

6.2 Análises físico-químicas...................................................................56

7. Conclusão....................................................................................................................72

8. Recomendações...........................................................................................................74

9. Bibliografia..................................................................................................................76

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Situação do atendimento urbano de abastecimento de água no Brasil e por

municípios nas regiões hidrográficas.........................................................................................5

Figura 2 - Atendimento urbano de água por região hidrográfica...............................................6

Figura 3 - Atendimento urbano da rede coletora de esgotos......................................................7

Figura 4 - Atendimento urbano de coleta de esgoto por região hidrográfica.............................7

Figura 5 - Volumes de esgoto tratado por região Hidrográfica. ................................................8

Figura 6 - Composição dos sólidos nos esgotos.......................................................................18

Figura 7 - Resumo da seqüência de processos na digestão anaeróbia de macromoléculas

complexas.................................................................................................................................26

Figura 8 - Estação de Tratamento de Esgotos UFMT Campus Cuiabá...................................38

Figura 9 - Localização da área de estudo ETE - UFMT Campus Cuiabá................................40

Figura 10 – Casa de máquinas..................................................................................................41

Figura 11 – Casa de máquinas e poço de sucção......................................................................41

Figura 12 – Desenho esquemático ETE UFMT Campus Cuiabá e pontos de amostragem

.......................................................................................................................................42

Figura 13 – Entrada do esgoto bruto no sistema de tratamento(P1)......................................43

Figura 14 – Saída do efluente do decanto-digestor (P2)...........................................................43

Figura 15 – Saída do efluente do filtro anaeróbio (P3).............................................................43

Figura 16 – Variação da vazão do dia 10/03/2008 às 18h22 a 11/03/2008 às

18h24.........................................................................................................................................48


17h05.........................................................................................................................................49


07h53.........................................................................................................................................49


07h51.........................................................................................................................................50


0h:43..........................................................................................................................................50


06h45.........................................................................................................................................51


07h22.........................................................................................................................................51


19h00.........................................................................................................................................52


07H56........................................................................................................................................52


07h42.........................................................................................................................................53


07h42.........................................................................................................................................54


19h25.........................................................................................................................................54

Figura 28 – Vazão média afluente no período de março de 2008 a março de

2009...........................................................................................................................................55

Figura 29 – Temperatura do ar no período de março/2008 a março/2009................................56

Figura 30 – Temperatura do esgoto no período de março/2008 a março/2009........................56

Figura 31 – Valores de pH no período de março/2008 a março/2009......................................57

Figura 32 – Concentrações de alcalinidade no período de março/2008 a

março/2009...............................................................................................................................58

Figura 33 – Concentrações de DBO no período de março/2008 a

março/2009...............................................................................................................................59

Figura 34 - Concentrações de DQO no período de março/2008 a

março/2009...............................................................................................................................60

Figura 35 - Concentrações de fósforo no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................61

Figura 36 - Concentrações de Sólidos Totais no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................62

Figura 37 - Concentrações de Sólidos Totais Fixos no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................63

Figura 38 – Concentrações de Sólidos Totais Voláteis no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................64

Figura 39 – Concentrações de Sólidos em Suspensão Totais no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................65

Figura 40 – Concentrações de Sólidos em Suspensão Fixos no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................65

Figura 41 – Concentrações de Sólidos em Suspensão Voláteis no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................66

Figura 42 – Concentrações de Sólidos Dissolvidos Totais no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................67

Figura 43 – Concentrações de Sólidos Dissolvidos Fixos no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................67

Figura 44 – Concentrações de Sólidos Dissolvidos Voláteis no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................68

Figura 45 – Concentrações de Sólidos Sedimentáveis no período de março/2008 a

março/2009................................................................................................................................69

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Eficiência de remoção de poluentes por tipo de tratamento....................................13

Tabela 2 - Dias e horários de amostragem na ETE UFMT Campus Cuiabá...........................44

Tabela 3 - Variáveis físico-químicas analisadas......................................................................46

Tabela 4 - Carga Orgânica Volumétrica (COV).......................................................................70

Tabela 5 – Eficiência do sistema...............................................................................................71

ABREVIATURAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

AGV Ácidos Graxos Voláteis

APHA American Public Health Association

AWWA American Water Works Association

CPTEC Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos

CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente

COV Carga Orgânica Volumétrica

CRH Coordenação de Recursos Humanos

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

DESA Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental

DD Decanto-Digestor

DQO Demanda Química de Oxigênio

ETA Estação de Tratamento de Água

ETE Estação de Tratamento de Esgotos

FA Filtro Anaeróbio

FUNASA Fundação Nacional de Saúde

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

IFMT Instituto Federal de Mato Grosso

INMET Instituto Nacional de Meteorologia

INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

MPE Ministério Público Estadual

NTK Nitrogênio Total Kjedhal

P Fósforo

pH Potencial Hidrogeniônico

SANECAP Companhia de Saneamento da Capital

SANEMAT Companhia de Saneamento do Estado de Mato Grosso

SDF Sólidos Dissolvidos Fixos

SDT Sólidos Dissolvidos Totais

SDV Sólidos Dissolvidos Voláteis

SSed Sólidos Sedimentáveis

SSF Sólidos em Suspensão Fixos

SST Sólidos em Suspensão Totais

SSV Sólidos em Suspensão Voláteis

ST Sólidos Totais

STF Sólidos Totais Fixos

STV Sólidos Totais Voláteis

UFMT Universidade Federal do Estado de Mato Grosso

UNIR Universidade Federal do Estado de Rondônia

WEF Water Environment Federation

RESUMO

Esta pesquisa foi desenvolvida na Estação de Tratamento de Esgotos da Universidade Federal

de Mato Grosso, que recebe o esgoto bruto de todo o Campus e também uma parte do esgoto

bruto de um bairro próximo à universidade, onde o tratamento é realizado por processo

anaeróbio. A ETE é composta de duas séries em paralelo, formadas por decanto-digestor

(DD), seguido de filtro anaeróbio (FA) e leito de secagem do lodo, o regime de

funcionamento do sistema é praticamente contínuo mas alimentado de forma intermitente.

Processos anaeróbios apresentam grandes vantagens, tais como: ocupam pequenas áreas,

produzem pouco lodo com a vantagem de ser estabilizado, consomem pouca energia, não

necessitam de equipamentos eletromecânicos, e requerem construção e operação

relativamente simples. Em climas tropicais apresentam eficiências elevadas na remoção de

matéria orgânica e sólidos em suspensão. Neste trabalho foi monitorada a vazão afluente e a

eficiência do sistema biológico de tratamento de efluentes, em especial com relação à

remoção da matéria orgânica e sólidos em suspensão, e o estudo revelou que a ETE vem

operando abaixo da carga prevista, o que pode influenciar na eficiência do sistema, pois este

não terá tempo suficiente para formar comunidade microbiana estável. Observou-se que o

esgoto apesar de apresentar características de esgoto domésticos, não pode ser assim

considerado pois valores máximos encontrados para DBO, DQO e sólidos em suspensão

foram de 66 mg L-1

, 128 mg L-1

e 93 mg L-1

respectivamente, estando portanto muito abaixo

dos valores típicos de esgotos domésticos de concentração fraca. Por outro lado, valores

encontrados de temperatura do ar, do esgoto, pH e alcalinidade estão condizentes com a

literatura para um bom desempenho deste tipo de processo de tratamento. O tratamento

eficiente das águas residuárias faz parte das medidas mitigadoras de prevenção às doenças que

podem ser transmitidas pela disposição inadequada dos esgotos, sendo de fundamental

importância à proteção da saúde pública e aos impactos causados nos recursos hídricos, assim

sendo, o estudo visa fornecer subsídio para outras pesquisas e projetos similares no Estado

de Mato Grosso.

PALAVRAS-CHAVE: Recursos hídricos, tratamento anaeróbio, saúde pública.

ABSTRACT

This research was conducted at the Wastewater Treatment Plant at the Federal University of

Mato Grosso, which receives the raw sewage of the entire campus and also a part of the raw

sewage from a neighborhood near the university, where treatment is carried out by anaerobic

process. TEE is composed of two series in parallel, formed by decanting-digester (DD),

followed by anaerobic filter (AF) and bed drying of sludge. The arrangements for operating

the system is almost continuous but fed intermittently. Anaerobic processes have many

advantages, such as occupy small areas, produce little sludge with the advantage of being

stable, consumes less energy, do not require electromechanical equipment, and require

construction and operation relatively simple. In tropical climates have high efficiencies in

removing organic matter and suspended solids. In this work we monitored the influent flow

and efficiency of the biological effluent treatment, particularly with respect to the removal of

organic matter and suspended solids, and the study showed that the WTP is operating under

the expected load, which can influence the efficiency of system because it does not have

enough time to form stable microbial community. It was noted that the sewer despite having

characteristics of domestic sewage, no will can therefore be considered as maximum values

found for BOD, COD and suspended solids were 66 mg L-1

, 128 mg L-1

, and 93 mg L-1

respectively, and are therefore well below the typical domestic sewage of low concentration.

On the other hand, found values of air temperature, the raw sewage, pH and alkalinity are

consistent with the literature for a good performance of this type of treatment process. The

efficient treatment of wastewater is part of the mitigation measures to prevent diseases that

can be transmitted by improper disposal of sewage, being of fundamental importance to the

protection of public health and the impacts on water resources, therefore the study is to

provide subsidy for research and other similar projects in the State of Mato Grosso.

KEYWORDS: Hidric resources, anaerobic treatment, public health.

1

1. INTRODUÇÃO

O tratamento eficiente das águas residuárias é de fundamental importância à proteção

da saúde pública. O tratamento do efluente faz parte das medidas mitigadoras de prevenção às

doenças, como epidemias de febre tifóide, cólera, disenteria, hepatite infecciosa e inúmeros

casos de verminoses, que são algumas das doenças que podem ser transmitidas pela

disposição inadequada dos esgotos.

A disposição de esgoto bruto em corpos receptores foi e ainda é uma forma muito

empregada no Brasil. Dados apresentados pela Agência Nacional de Águas (ANA, 2009)

tendo como fonte principal o SNIS (Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento),

com ano de referência em 2006, quanto aos indicadores sobre água e esgotamento sanitário,

com cobertura de 4.519 municípios sobre serviços de água e de esgoto de um total de 5.565

municípios existentes neste ano no Brasil (81,2% dos municípios brasileiros) e os habitantes

destes municípios representando 97,1% da população urbana do Brasil (PNSS, 2007);

revelaram que há uma boa cobertura dos serviços urbanos de abastecimento de água no país

(89%) e apenas 47% da população brasileira dispõe de atendimento urbano de rede coletora

de esgoto.

O lançamento de matéria orgânica em um corpo de água resulta, indiretamente, no

consumo de oxigênio dissolvido devido aos processos de estabilização realizados pelas

bactérias decompositoras, as quais utilizam o oxigênio disponível no meio líquido para a sua

respiração. O decréscimo da concentração de oxigênio dissolvido tem diversas implicações do

ponto de vista ambiental, constituindo-se em um dos principais problemas decorrentes da

poluição das águas (MIWA, 2007). Assim, o esgoto bruto deve ser submetido a algum

processo de tratamento, o qual irá adequar o efluente final para que este possa ser lançado no

corpo receptor sem causar grandes alterações. As características do efluente devem estar de

acordo com os padrões de lançamento fixados em leis vigentes, como a Resolução CONAMA

357/05 (BRASIL, 2005).

Os sistemas de tratamento de águas residuárias, tem por base os processos físicos,

químicos e biológicos. Estes processos reproduzem, em curto período de tempo e em área

reduzida, as etapas que ocorrem no processo natural de autodepuração dos sistemas aquáticos

e criam condições favoráveis para o desenvolvimento rápido de microrganismos que

apresentam intensa atividade decompositora (MIWA, 2007).

2

Os processos de tratamento de esgotos podem ser divididos entre sistemas

simplificados (sem mecanização) e sistemas mecanizados. Dentre os sistemas simplificados

estão as lagoas de estabilização, os sistemas de disposição no solo e os sistemas anaeróbios.

Nos sistemas mecanizados, encontram-se as lagoas aeradas, os sistemas aeróbios com

biofilmes e os sistemas de lodos ativados e variantes. Os processos biológicos são

subdivididos em dois grandes grupos, os aeróbios e os anaeróbios (VON SPERLING, 2005).

Nos processos anaeróbios de tratamento de efluentes são empregados

microorganismos que degradam a matéria orgânica presente no efluente, na ausência de

oxigênio molecular. Para tratamento de esgotos em climas tropicais, apresentam eficiências

elevadas na remoção de matéria orgânica e sólidos em suspensão. Como tratamento primário

apresenta grandes vantagens, tais como: ocupam pequenas áreas; produzem pouco lodo com a

vantagem de ser estabilizado; não consomem energia; não necessitam de equipamentos

eletromecânicos; e requerem construção e operação relativamente simples (CHERNICHARO,

1997).

O Decanto-Digestor abrange diversos tipos de configurações consagradas na prática,

tendo sido precursor do tratamento anaeróbio de esgotos. É geralmente empregado para

tratamento de esgotos de residências, mas pode ser utilizado também para vazões maiores

(ANDRADE NETO, 1997).

Os filtros anaeróbios são reatores que dispõem de uma camada de material suporte

(leito), em cuja superfície ocorre a fixação de microrganismos e o desenvolvimento de

biofilme. O fluxo hidráulico ascendente, horizontal ou descendente, ocorre nos interstícios do

leito formado pelo material suporte, onde também proliferam microrganismos que podem se

agregar na forma de grânulos e flocos (ANDRADE NETO, 1997).

A implantação de estações de tratamento de esgotos eficiente é extremamente

importante para a remoção dos principais poluentes presentes nas águas residuárias,

retornando-as ao corpo d’água sem alteração de sua qualidade.

Neste trabalho será estudada a eficiência do sistema biológico de tratamento de

efluentes da Universidade Federal de Mato Grosso, ao longo de 12 meses, de março de 2008 a

março de 2009, com o objetivo de propiciar uma análise do desempenho desse sistema, cujos

parâmetros levantados servirão de subsídios para outros projetos similares no Estado de Mato

Grosso e em outras regiões, onde as condições ambientais se apresentarem semelhantes.

3

2. OBJETIVOS

O objetivo principal do presente trabalho foi avaliar o desempenho do sistema de

tratamento de efluentes, composto de decanto-digestor e filtro anaeróbio ascendente,

localizado na Universidade Federal de Mato Grosso - Campus Cuiabá, desenvolvendo

procedimentos que poderão se transformar em rotinas, que deverão auxiliar nos processos de

operação e manutenção do sistema.

Objetivos específicos

1. Avaliar o sistema quanto à remoção:

Da carga orgânica e;

De sólidos em suspensão.

2. Determinação da vazão afluente.

4

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O consumo humano de água poluída, é a principal causa de muitos problemas de

saúde, tais como a diarréia, que mata mais de três milhões de pessoas por ano – na maioria

crianças – e transmite doenças a mais de um bilhão de pessoas. Além do sofrimento às

pessoas, os danos econômicos e ambientais provenientes da poluição da água são enormes. O

tratamento inadequado da água de esgoto agrava a pobreza, através da poluição de fontes

alimentícias dependentes de água, causando doenças e limitando o acesso à água (BANCO

MUNDIAL, 1998).

Se o acesso à água potável melhorou no mundo, o esgoto ainda é desconhecido por 2

bilhões de pessoas no planeta. Um sistema de tratamento de esgotos faz a diferença entre a

saúde e a doença, entre o atraso e o desenvolvimento. A diarréia provocada pela falta de

tratamento de esgoto mata mais crianças no mundo do que a AIDS , a malária e a guerra

juntas. Cinco mil crianças morrem a cada dia por causa de doenças de veiculação hídrica, e o

problema é maior na África e na Ásia (FÓRUM MUNDIAL DA ÁGUA, 2009).

Além de causar doenças e morte, especialmente entre populações menos favorecidas, a

falta de esgotamento sanitário, por si só, gera o aumento das despesas com saúde, maior

número de internações hospitalares (dados do Ministério da Saúde de 2001 indicam que cerca

de 70% das internações hospitalares estão relacionadas com doenças de veiculação hídrica,

que por sua vez estão diretamente ligadas à ausência de tratamento de esgotos sanitários),

maior dispêndio de recursos da Previdência Social (cada dólar investido em saneamento

proporciona a economia de cinco dólares na área da saúde), aumento da mortalidade infantil,

redução da capacidade de trabalho e crescimento do desemprego (AISSE, 2000).

Enquanto o financiamento de projetos de água recebe muita atenção, geralmente as

estruturas sanitárias adequadas não a recebem. Grandes quantidades de água tratada são

trazidas até as áreas urbanas, que produzem grande quantidade de esgotos, cuja água é

geralmente utilizada pela população urbana mais carente. Isso não somente perpetua as

doenças, mas também cria grandes problemas ambientais nos locais à jusante do rio –

especialmente quando os projetos de estruturas sanitárias incluem apenas a coleta de esgoto

sem tratamento adequado. O resultado é que as regiões metropolitanas e grandes cidades

concentram altos volumes de esgoto, que é despejado sem tratamento nos rios e mares que

servem como corpos receptores. Em conseqüência, a poluição das águas que cercam nossas

maiores áreas urbanas é bastante elevada, dificultando e encarecendo, cada vez mais, a

5

própria captação de água para abastecimento (BANCO MUNDIAL, 1998).

De acordo com dados da ANA (2009), há uma boa cobertura dos serviços urbanos de

abastecimento de água no país (89%), com destaque para as regiões hidrográficas do Paraná,

Paraguai e Atlântico Leste. Os maiores problemas quanto à cobertura de atendimento de água

estão concentrados na região Norte. Conforme a Figura 1 pode-se identificar deficiência do

serviço também em áreas litorâneas em diversos pontos da costa brasileira, e em municípios

localizados no semi-árido nordestino. Quanto à região hidrográfica do Tocantins-Araguaia,

seus piores índices concentram-se em sua divisa com a região hidrográfica Amazônica,

especialmente em sua porção norte, onde faz divisa também com a região hidrográfica

Atlântico Nordeste Ocidental, área do estado do Pará e Maranhão e uma porção de Mato

Grosso. Estas três regiões conjuntamente detêm os menores índices de atendimento urbano de

água (72,7%, 75,0% e 75,5% respectivamente).

Figura 1 - Mostra a situação do atendimento urbano de abastecimento de água no Brasil e por

municípios nas regiões hidrográficas. Fonte ANA (2009).

6

Conforme a Figura 2, nota-se que as Regiões Hidrográficas com os melhores índices

de atendimento urbano de água são: Atlântico Leste, com 97,0%, Paraguai, com 96,9%, São

Francisco, 96,2% e Paraná com 95,9% e que apenas quatro regiões apresentaram índices

abaixo de 85%.

Figura 2 - Atendimento urbano de água por região hidrográfica. Fonte ANA (2009).

No Brasil, cerca de 46% da população urbana, não possuem o domicílio conectado às

redes coletoras de esgotos de nossas cidades, cerca de metade dos municípios brasileiros

sequer dispõem deste tipo de infra-estrutura. Somente 35% dos esgotos coletados no país

recebem algum tipo de tratamento, enquanto o restante é despejado in natura nos corpos

d’água superficiais que banham o país ( VARGAS, 2004).

Segundo dados da ANA (2009), com relação ao atendimento urbano de rede coletora

de esgoto, somente 47% da população dispõe deste serviço. Conforme a Figura 3 nota-se que

a coleta de esgotos tem uma maior porcentagem de atendimento em regiões metropolitanas e

capitais de estado, o que não significa necessariamente que esta porção coletada seja tratada

ou tenha destinação adequada.

7

Figura 3 - Atendimento urbano da rede coletora de esgotos. Fonte ANA (2009).

Semelhante ao abastecimento de água, conforme Figura 4, a Região Hidrográfica do

Paraná é a que possui os índices de maior cobertura quanto à coleta de esgotos (74%),

especialmente no estado de São Paulo. Os dados de atendimento urbano de coleta de esgotos

foram baixos em quase todas as regiões hidrográficas, especialmente nas que não possuem

população urbana muito alta. As seguintes regiões tiveram índices abaixo de 10%:

Amazônica, Parnaíba, Tocantins-Araguaia e Uruguai.

Figura 4 - Atendimento urbano de coleta de esgoto por região hidrográfica. Fonte ANA

(2009).

8

Além da baixa cobertura dos serviços de coleta de esgotos, a situação dos serviços de

tratamento (representado pelo volume tratado) é bem pior. Na maioria das regiões

hidrográficas, o volume de esgotos com algum tipo de tratamento é bem baixo. A relação

percentual entre o volume tratado e o coletado é de 47% considerando-se o total do país.

Apenas em regiões onde há um volume muito pequeno de esgoto coletado são obtidos altos

valores percentuais relacionando-se os volumes de esgoto tratado e coletado. A situação é pior

ainda quando se tem em conta que a relação entre o volume de esgotos tratados e o produzido

é de apenas 25,8%. A Figura 5 apresenta o volume de águas residuárias domésticas

produzidas, coletadas e tratadas por região hidrográfica.

Figura 5: Volumes de esgoto tratado por região Hidrográfica. Fonte ANA (2009).

O Estado de Mato Grosso foi o primeiro a municipalizar integralmente os serviços de

saneamento. Por meio da Lei n. 7.358, de 13 de Dezembro de 2000, após 34 (trinta e quatro)

anos de criação da SANEMAT (Companhia Estadual de Saneamento do Estado de Mato

Grosso) o Governo do Estado de Mato Grosso extinguiu a referida sociedade de economia

mista e devolveu as concessões dos serviços de saneamento aos Municípios, isto é, a

devolução aos municípios das funções de gestão dos sistemas de captação, tratamento e

distribuição de água e de coleta de esgotos. O processo de descentralização do saneamento no

Mato Grosso transferiu a gestão dos serviços da extinta SANEMAT para as prefeituras. Os

sistemas de abastecimento de água e coleta de esgoto implantados pela antiga empresa estatal

foram amortizados pelos municípios — as cidades mais pobres ficaram isentas do pagamento.

A medida buscava, por um lado, dissolver a SANEMAT, que era deficitária, e, por outro,

melhorar os serviços de saneamento no Estado. Nesse novo cenário de descentralização, os

9

municípios do Estado de Mato Grosso, cada um a sua maneira, trataram de absorver os novos

serviços (SNIS, 2008).

Cinco anos após esse processo, os impactos da descentralização ainda são tímidos,

pelo menos em termos de cobertura. O saneamento de Mato Grosso, também está deficiente.

Dos 126 municípios cerca de 63% não possuem rede coletora de esgoto. Mais de 70

municípios possuem domicílios com lançamento de esgoto em vala, rios ou lagos. As doenças

de veiculação hídrica que mais afetam os municípios em MT são a dengue e malária. E a

mortalidade infantil por diarréia está presente em 31 municípios. Seis municípios ainda não

possuem rede geral de abastecimento de água. A título exemplificativo, a Pesquisa Nacional

por Amostra de Domicílios, divulgada com base em dados de 2005, pelo Instituto Brasileiro

de Geografia e Estatísticas demonstra que, no Estado de Mato Grosso, apenas 66,5% dos

domicílios particulares possuem rede geral de abastecimento de água, sendo que apenas 44%

dos domicílios particulares possuem acesso à rede de esgoto ou fossa séptica (SNIS, 2008).

Em Cuiabá, o sistema de coleta de esgotos realiza-se por três sistemas distintos:

sistema misto (coleta de águas pluviais e esgoto em um único sistema), sistema separador

absoluto (coleta o esgoto em separado das águas pluviais, ou seja, são dois sistemas de coleta,

um para esgoto e outro para águas pluviais) e pelo sistema condominial (coleta dentro dos

lotes urbanos). Cuiabá possui 47.699 ligações de esgoto, representando 38% das ligações de

água da capital, mas apenas 29% dos esgotos coletados são efetivamente tratados. O principal

sistema é a Estação de Tratamento de Esgoto – ETE Eng. Zanildo Costa Macedo, também

chamada ETE Dom Aquino, do tipo lodo ativado com aeração prolongada e capacidade para

tratar aproximadamente 600 L s-1

. A cidade hoje conta com treze ETEs de médio e grande

porte, vinte ETEs de pequeno porte e 25 estações elevatórias. O tratamento processa-se em

cinco lagoas de estabilização, duas estações de lodo ativado com aeração prolongada, três

reatores anaeróbicos de fluxo ascendente (Rafas), dois decanto-digestores Imnhoff e 21

sistemas de fossas sépticas e filtros anaeróbios (SANECAP, 2007).

A Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) da Universidade Federal de Mato Grosso,

é composta de duas séries em paralelo, formadas de um decanto-digestor (DD) retangular,

seguidas de um filtro anaeróbio (FA) com camada suporte de pedras (brita 4) de fluxo

ascendente, localizada dentro da UFMT - Campus Cuiabá. Em 2005 uma parceria entre a

UFMT e a Prefeitura Municipal de Cuiabá, definiu que a Empresa SANECAP (Companhia de

Saneamento da Capital) ficaria responsável pela manutenção dos equipamentos usados na

ETE, tais como bombas, motores e a parte elétrica. No primeiro semestre de 2005, a empresa

10

municipal de saneamento realizou obra completa de recuperação e revitalização da estação,

que já funcionava há vinte anos sem qualquer reforma. Todas as infiltrações foram sanadas,

através de um serviço de impermeabilização e reparos. Além de tratar os esgotos do Campus a

ETE UFMT ainda recebe o efluente bruto de parte do bairro Jardim das Américas.

Os sistemas de tratamento biológico de águas residuárias devem atender alguns

aspectos importantes como a redução da matéria orgânica, portanto redução da Demanda

Bioquímica de Oxigênio (DBO) e de sólidos em suspensão, fornecendo um efluente em

condições que não afetem o equilíbrio do sistema receptor final (MIWA, 2007).

O efluente final das estações de tratamento de esgoto deve atender a certos padrões de

lançamento e simultaneamente não alterar o enquadramento do corpo receptor. Quanto aos

padrões de lançamento de efluentes, a Resolução CONAMA 357/05 (BRASIL, 2005)

estabelece que:

O efluente não deverá causar ou possuir potencial para causar efeitos tóxicos

aos microorganismos no corpo receptor, de acordo com os critérios de

toxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental competente, baseados em

resultados de ensaios eco toxicológicos padronizados, utilizando organismos

aquáticos, e realizados no efluente;

O pH deve estar entre 5 a 9;

Temperatura: inferior a 40 ºC, sendo que a variação de temperatura do corpo

receptor não deverá exceder a 3 ºC na zona de mistura;

Materiais sedimentáveis: até 1 mL L-1

em teste de 1 hora em cone Imnhoff.

3.1 Tecnologias para tratamento de esgotos

No campo de tecnologias para tratamento de esgotos, a escolha entre as diversas

alternativas disponíveis é ampla e depende de vários fatores. Dentre eles estão: a área

disponível para a implantação da ETE, a topografia dos possíveis locais de implantação e das

bacias de drenagem e esgotamento sanitário, os volumes diários a serem tratados e variações

horárias e sazonais da vazão de esgotos, as características do corpo receptor de esgotos

tratados, a disponibilidade e o grau de instrução da equipe operacional responsável pelo

sistema; a disponibilidade e custos operacionais de consumo de energia elétrica, o clima e

variações de temperatura da região, a eficiência e confiabilidade do sistema, a vida útil e a

11

disponibilidade de locais e/ou sistemas de reaproveitamento e/ou disposição adequada dos

resíduos gerados pela ETE, o investimento de capital, a expectativa da comunidade

afetada e o atendimento a requisitos legais.

Segundo Von Sperling (2005), não há fórmulas generalizadas para tal, e o bom senso

ao se atribuir a importância relativa de cada fator é essencial. Ainda que o lado econômico

seja fundamental, deve-se lembrar que nem sempre a melhor alternativa é simplesmente a que

apresenta o menor custo em estudos econômico-financeiros. A escolha deve ser a mais

adequada à realidade local.

Os itens críticos para os países em desenvolvimento são: custos de implantação e

operação, sustentabilidade e simplicidade do sistema de tratamento. O grau de remoção dos

poluentes no tratamento, de forma a adequar o lançamento a uma qualidade desejada ou ao

padrão de qualidade vigente, está associado aos conceitos de nível do tratamento e eficiência

do tratamento

Usualmente, consideram-se os seguintes níveis para o tratamento de esgotos:

o Tratamento Preliminar: destina-se a remoção de sólidos grosseiros em

suspensão (materiais de maiores dimensões e os sólidos decantáveis como areia e

gordura). São utilizados apenas mecanismos físicos (gradeamento e sedimentação

por gravidade) como método de tratamento. Esta etapa tem a finalidade de

proteger as unidades de tratamento subseqüentes e dispositivos de transporte

como, por exemplo, bombas e tubulações, além de proteção dos corpos receptores

quanto aos aspectos estéticos.

o Tratamento Primário: destina-se a remoção dos sólidos sedimentáveis e de

pequena parte da matéria orgânica, utilizando-se de mecanismos físicos como

método de tratamento.

o Tratamento secundário: são geralmente constituídos por reatores biológicos,

remove grande parte da matéria orgânica, podendo remover parcela dos nutrientes

como nitrogênio e fósforo. Os reatores biológicos empregados para essa etapa do

tratamento reproduzem os fenômenos naturais da estabilização da matéria orgânica

que ocorreriam no corpo receptor.

12

o Tratamento Terciário: são geralmente constituídos de unidade de tratamento

físico-químico e tem como finalidade a remoção complementar da matéria

orgânica, dos nutrientes, de poluentes específicos e a desinfecção dos esgotos

tratados. O tratamento terciário é bastante raro no Brasil.

3.2 Principais alternativas para o tratamento de esgoto a nível secundário

De acordo com Von Sperling (2005), os tratamentos secundários mais comumente

utilizados no Brasil são os sistemas de lagoas de estabilização, os sistemas de lodo ativados,

os filtros biológicos aeróbios, os sistemas anaeróbios (reatores e filtros anaeróbios) e os

sistemas de disposição no solo. O tratamento secundário geralmente inclui unidades para

tratamento preliminar, mas pode, ou não, incluir as unidades para tratamento primário.

A essência do tratamento secundário de esgotos é a inclusão de uma etapa biológica.

Esses processos são concebidos de forma a acelerar os mecanismos de degradação, que

ocorrem naturalmente nos corpos receptores. Assim, a decomposição dos poluentes orgânicos

degradáveis é alcançada em condições controladas, em intervalos de tempo menores do que

nos sistemas naturais (VON SPERLING, 2005).

3.3 Grau de tratamento

De acordo com Jordão; Pessôa, (1995), o grau e a eficiência de tratamento necessário

serão sempre função do corpo receptor e das características de uso da água a jusante do ponto

de lançamento; da capacidade de autodepuração e diluição do corpo d’água; da legislação

ambiental; e da conseqüência dos lançamentos dos esgotos

Há sempre interesse em se fazer o estritamente necessário em termos de tratamento,

por razões de ordem financeiras. Na verdade, se apenas o tratamento primário for suficiente

do ponto de vista do corpo receptor conforme Tabela 1, não há por que se construir, pelo

menos, de início, uma estação com tratamento completo. Deve-se ter em mente que os

processos mais sofisticados oneram tanto no custo da construção, como no da operação e

manutenção (VON SPERLING, 2005).

13

Os lançamentos de esgotos sanitários, domésticos e industriais nos corpos receptores,

geram dois tipos de conseqüências aos corpos d’água: problemas de natureza ambiental ou

ecológica, em que a presença da matéria orgânica dos esgotos acarreta uma depleção do

oxigênio dissolvido na massa de água e reduz a vida aquática; e problemas de saúde pública,

em que a presença de possíveis agentes transmissores de doenças de veiculação hídrica coloca

em risco a saúde da população (JORDÃO; PESSÔA, 1995).A Tabela 1 apresenta a eficiência

de remoção por tipo de tratamento:

Tabela 1 – Eficiência de remoção de poluentes por tipo de tratamento.

Tipo de

Tratamento

Matéria orgânica

(% remoção

DBO)

Sólidos em

suspensão

(% remoção SS)

Nutrientes

(% remoção

nutrientes

Bactérias

(% remoção)

Preliminar 5 – 10 5 - 20 Não remove 10 - 20

Primário 25 – 50 40 - 70 Não remove 25 - 75

Secundário 80 – 95 65 - 95 Pode remover 70 - 99

Terciário 40 – 99 80 - 99 Até 99 Até 99,999

Fonte: Jordão; Pessôa (1995).

3.4 Vazão de esgotos

A vazão ou descarga de esgotos expressa a relação entre a quantidade do esgoto

transportado em um período de tempo. Assim sendo, o conhecimento da quantidade de esgoto

deverá estar relacionada com a duração de seu escoamento. Normalmente representado pela

letra ―Q‖ tem sua grandeza expressa em litros (L) ou metros cúbicos (m3) por unidade de

tempo, segundo (s), minuto (min), hora (h) ou dia (d). Trata-se da mais importante

característica dos esgotos, indicando o transporte conjunto de todos os seus componentes, tais

como água, matéria sólida (mineral ou orgânica), poluentes químicos, microorganismos. A

característica da vazão e sua variação condicionam o número e as dimensões das unidades de

tratamento e suas canalizações de interligação, em harmonia com os parâmetros de projeto

adotados de acordo com o comportamento físico-químico e biológico dos processos de

tratamento.

14

As características físico-químico-biológicas, em sua maioria, estão relacionadas com

grandezas quantitativas, sendo quase sempre expressas em forma de concentração (mg L-1

, g

m-3

, etc); portanto, a quantidade ou vazão de esgotos (m3 s

-1, m

3 d

-1, etc) influi diretamente na

estimativa da massa de poluentes presentes nos esgotos (kg d-1

, t d-1

, etc), assim como no

dimensionamento das unidades de tratamento e na avaliação dos impactos no meio ambiente

(ar, água, solo). Com base nesse enfoque torna-se indispensável a determinação tão precisa e

exata quanto possível ou exigido, dos parâmetros representativos da quantidade de esgoto a

ser recebido. Para isto, deve-se conhecer ou estimar a vazão de esgoto gerada pelas diversas

atividades ao longo do sistema de coleta, afluente à ETE, bem como o comportamento da

variação desta vazão nos períodos representativos de cada fase de implantação dos sistemas.

Nas regiões onde as etapas construtivas da rede coletora conflitam com as da ETE,

tornam-se necessários estudos específicos de compatibilização das influências da expansão da

rede com as unidades de recalque e tratamento da ETE. A desarmonia de planejamento pode

acarretar características dos esgotos incompatíveis com as elevatórias e com os processos de

tratamento implantados. Este desencontro no planejamento e na implantação dos sistemas –

rede coletora, interceptores e ETE – tem sido a causa de inúmeros problemas na partida

(―start up‖) e nas condições de operação das elevatórias e das unidades de tratamento

(JORDÃO; PESSÔA, 1995).

3.4.1 Variação da vazão

Independente dos aspectos próprios ao consumo de água, a vazão de esgoto afluente a

uma ETE é afetada pelos seguintes fatores principais:

Tipo de esgoto coletado (doméstico ou misto);

Sistema de coleta (unitário ou separador);

Condições climáticas (temperaturas e condições do ano);

Regime de escoamento (por gravidade ou sob pressão);

Etc.

A variação da vazão afluente à ETE pode ser avaliada em função do hidrograma de

vazões na entrada da ETE. No caso de uma rede existente é recomendada a realização de

medições das vazões ao longo do dia.

Variação diária: caracterizada por um coeficiente de variação anual k1 igual ao

15

resultado da divisão da vazão máxima diária pela vazão média diária registrada no

período de um ano; na ausência de determinações locais é usual adotar-se o valor

de 1,2;

Variação máxima horária: caracterizada por um coeficiente de variação k2 igual ao

resultado da divisão da vazão máxima horária pela vazão média horária registrada

no dia de maior contribuição no ano; na ausência de determinações locais é usual

adotar-se o valor 1,5;

Variação mínima horária: caracterizada por um coeficiente de variação k3 igual ao

resultado da divisão da vazão mínima horária pela vazão média horária registrada

no dia de menor contribuição no ano; é usual dotar-se o valor de 0,5.

A variação da vazão está condicionada aos mesmos fatores que influem na geração

dos esgotos. Assim sendo, atingirão valores máximos ou mínimos, em função da incidência

predominante dos fatores atuando simultaneamente ou isoladamente em período de tempo

longo ou instantâneo.

Para comunidades menores ou menores bacias de contribuição o efeito da variação da

vazão será maior. De um modo geral a variação horária tem menor amplitude na parte da

noite, quando a população está dormindo, e torna-se máxima nos períodos de atividades

típicas de uso de banheiros e cozinhas, na parte da manhã e da tarde.

É importante ter-se uma avaliação confiável da vazão máxima, uma vez que influi

diretamente no dimensionamento das unidades da fase líquida do tratamento preliminar e

primário (gradeamento, desarenação e decantação primária), cujas dimensões devem ser

calculadas em função da vazão máxima do dia de maior contribuição. O mesmo procedimento

é recomendado pela ABNT para o dimensionamento das instalações de transporte entre

aquelas unidades, tais como elevatórias, canalizações, medidores, dispositivos de entrada e

saída, bem como órgãos auxiliares naquela fase de tratamento (JORDÃO; PESSÔA, 1995).

3.5 Características Físicas

Segundo Jordão; Pessôa (1995), as características físicas do esgoto (podem ser

interpretadas pela obtenção das grandezas correspondentes às seguintes determinações:

Matéria sólida;

Temperatura;

Cor e Turbidez;

16

Odor.

3.5.1 Matéria sólida

Das características físicas, como observou Jordão; Pessôa (1995), o teor de matéria

sólida é o de maior importância, em termos de dimensionamento e controle de operações das

unidades de tratamento. A remoção de matéria sólida é fonte de uma série de operações

unitárias de tratamento, ainda que represente apenas cerca de 0,08% dos esgotos (a água

compõe os restantes 99,92%).

Classificação da matéria sólida:

A matéria sólida contida nos esgotos é classificada em função de inúmeros fatores,

podendo ser classificada das seguintes maneiras:

a) em função das dimensões das partículas:

sólidos em suspensão;

Sólidos coloidais;

Sólidos dissolvidos.

b) Em função da sedimentabilidade:

sólidos sedimentáveis;

sólidos flutuantes ou flotáveis;

sólidos não sedimentáveis.

c) Em função da secagem, a alta temperatura (550 a 600°C):

sólidos fixos;

sólidos voláteis.

d) em função da secagem em temperatura média (103 a 105°C):

sólidos totais;

sólidos suspensos;

sólidos dissolvidos.

17

De acordo com Pivelli; Kato (2005), no controle operacional de sistemas de

tratamento de esgotos, algumas frações de sólidos, assumem grande importância (conforme

Figura 6). Em processos biológicos aeróbios, como os sistemas de lodos ativados e de lagoas

aeradas mecanicamente, bem como em processos anaeróbios, as concentrações de sólidos em

suspensão voláteis nos lodos dos reatores tem sido utilizadas para se estimar a concentração

de microrganismos decompositores da matéria orgânica, isto porque as células vivas são, em

última análise, compostos orgânicos estão presentes formando flocos em grandes quantidades

proporcionalmente à matéria orgânica abiótica (substratos ou alimentos dos esgotos) nos

tanques de tratamento biológico de esgotos. Embora não representem exatamente a fração

ativa da biomassa presente, os sólidos voláteis têm sido utilizados de forma a atender as

necessidades práticas do controle de rotina.

Nas estações de tratamento de esgotos sanitários e de efluentes industriais

predominantemente orgânicos, ocorrem reduções nas concentrações de sólidos voláteis dos

despejos que são tratados por processos biológicos, além de parcela considerável dos sólidos

em suspensão totais em decantadores.

18

SÓLIDOS

SEDIMENTÁVEIS E

EM SUSPENSÃO

60%

SÓLIDOS

DISSOLVIDOS

40%

SÓLIDOS

FIXOS

10%

SÓLIDOS

VOLÁTEIS

50%

SÓLIDOS

VOLÁTEIS

20%

SÓLIDOS

FIXOS

20%

SÓLIDOS

VOLÁTEIS

70%

SÓLIDOS FIXOS

30%

Figura 6 - Composição dos sólidos nos esgotos. Fonte: Jordão; Pessôa (1995)

SÓLIDOS

TOTAIS

100%

SÓLIDOS

TOTAIS

100%

19

3.5.2 Temperatura

De acordo com Pivelli; Kato (2005), a temperatura é uma condição ambiental muito

importante em diversos estudos relacionados ao monitoramento da qualidade da água. Por um

lado, o aumento da temperatura provoca o aumento da velocidade das reações, em particular

as de natureza bioquímica de decomposição de compostos orgânicos. Por outro lado, diminui

a solubilidade de gases dissolvidos na água, em particular o oxigênio, base para a

decomposição aeróbia.

Estes dois fatores se superpõem, fazendo com que nos meses quentes de verão os

níveis de oxigênio dissolvido nas águas poluídas sejam mínimos, freqüentemente provocando

mortandade de peixes e, em casos extremos, exalação de maus odores devido ao esgotamento

total do oxigênio e conseqüentemente decomposição anaeróbia dos compostos orgânicos

sulfatados, produzindo H2S, o gás sulfídrico (PIVELLI; KATO, 2005).

No campo do tratamento biológico dos esgotos, ainda segundo Pivelli; Kato (2005), a

temperatura da água é normalmente superior à temperatura do ar, uma vez que o calor

específico da água é bem maior do que a do ar. As temperaturas mais elevadas registradas nos

países do hemisfério sul levam a comportamentos diferentes dos registrados em sistemas

existentes no hemisfério norte. Os reatores utilizados no tratamento anaeróbio de efluentes

industriais podem, no Brasil, operar à temperatura ambiente, enquanto que na Europa

necessitam de controle a 35 °C. Os sistemas de lagoas de estabilização são também bastante

favorecidos por este aspecto. Até mesmo entre as diferentes regiões do território brasileiro, as

cargas orgânicas admissíveis nos sistemas de lagoas variam de acordo com as temperaturas

médias registradas. No nordeste e centro-oeste, por exemplo, as cargas aplicáveis são maiores

do que nas regiões sudeste e sul.

Na resolução 357 do CONAMA (BRASIL, 2005), é imposta como padrão de emissão

de efluentes, a temperatura máxima de 40 °C lançados tanto na rede pública coletora de

esgotos como diretamente nas águas naturais.

20

3.5.3 Cor e Turbidez

A cor e turbidez indicam de imediato, o estado de decomposição do esgoto ou sua

condição, a tonalidade acinzentada da cor é típica de esgoto fresco, já a cor preta é típica de

esgoto velho e de uma decomposição parcial (JORDÃO; PESSÔA,1995).

A turbidez não é usada como forma de controle do esgoto bruto, embora não seja

muito freqüente o emprego da turbidez na caracterização de esgotos, é comum dizer-se, por

exemplo, que uma água residuária tratada por processo anaeróbio apresenta turbidez mais

elevada do que se o fosse por processo aeróbio mecanizado, devido principalmente ao arraste

de sólidos provocado pela subida das bolhas de gases resultantes da fermentação, pode ser

medida para caracterizar a eficiência do tratamento secundário, uma vez que ela pode ser

relacionada à concentração de sólidos em suspensão (PIVELLI; KATO, 2005).

3.5.4 Odor

Muitas cidades, principalmente as de clima quente, sofrem com o problema da

exalação de maus odores pela rede coletora de esgotos, a origem desse problema é a redução

anaeróbia do sulfato para sulfeto, com conseqüente liberação do H2S (PIVELLI; KATO,

2005).

Os odores característicos dos esgotos são causados pelos gases formados no processo

de decomposição. Quando o odor é de mofo, razoavelmente suportável, ele é típico de esgoto

fresco. Se o odor é de ―ovo podre‖insuportável, ele é típico de esgoto velho ou séptico, que

ocorre devido à formação de gás sulfídrico, H2S, proveniente da decomposição do lodo

contido no despejo. Odores variados, similares à produtos podres como odor de repolho,

legumes, peixe; matéria fecal; odor de produtos rançosos; devem-se a predominância de

produtos sulfurosos, nitrogenados, ácidos orgânicos, etc. Já quando o odor é diferente ou

específico, este se deve à presença de despejos industriais (JORDÃO; PESSÔA, 1995).

Nas estações de tratamento o mau cheiro eventual pode ser encontrado não apenas no

esgoto em si, se ele chega em estado séptico, mas principalmente em depósitos de material

gradeado, de areia, e nas operações de transferência e manuseio de lodo. Assim, uma atenção

especial deverá ser dada a essas unidades. No entanto, nos casos em que a rede coletora, os

interceptores e as elevatórias são adequadamente projetados, e as ligações correspondentes

21

construídas de modo que o sistema opere com as vazões de projeto, não se caracteriza

qualquer impacto negativo de odor na área da ETE (JORDÃO; PESSÔA, 1995).

3.6 Características Químicas

De acordo com Jordão; Pessôa (1995), a origem dos esgotos permite classificar as

características químicas em dois grandes grupos: matéria orgânica e matéria inorgânica. Cerca

de 70% dos sólidos no esgoto médio são de origem orgânica, geralmente estes compostos

orgânicos são uma combinação de carbono, hidrogênio, e algumas vezes com nitrogênio. Os

grupos de substâncias orgânicas nos esgotos são constituídas principalmente por:

Composto de proteína (40 a 60%): as proteínas são produtoras de nitrogênio e contém

carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, algumas vezes fósforo, enxofre e ferro. O gás

sulfídrico presente nos esgotos é proveniente do enxofre fornecido pelas proteínas. As

proteínas são o principal constituinte do organismo animal, mas ocorrem também em plantas.

Carboidratos (25 a 50%): contêm carbono, hidrogênio e oxigênio. São as primeiras

substâncias a serem destruídas pelas bactérias, com produção de ácidos orgânicos (esgotos

velhos apresentam maior acidez). Entre os principais exemplos de carboidratos estão os

açucares, o amido, a celulose e a fibra de madeira.

Gordura e óleos (10%): gordura é um termo que normalmente é usado para se referir à

matéria graxa, aos óleos e substâncias semelhantes encontradas nos esgotos. Gorduras de

esgotos domésticos podem ser: manteigas, óleos vegetais de cozinha etc. De óleos minerais

derivados do petróleo: querosene, óleo lubrificante. As gorduras e muito particularmente os

óleos minerais são indesejáveis nas unidades de transporte e tratamento dos esgotos porque

aderem às paredes das canalizações, formam escuma, provocam entupimento dos filtros,

interferem e inibem a vida biológica.

A matéria inorgânica contida nos esgotos é formada, principalmente, pela presença de

areia (proveniente de águas de lavagem das ruas, e de águas do subsolo) que chegam às

galerias ou que se infiltram através das juntas das canalizações e de substâncias minerais

dissolvidas (JORDÃO; PESSÔA, 1995).

22

3.7 Processos biológicos

Segundo Jordão; Pessôa (1995), são considerados como processos biológicos de

tratamento de esgotos os processos que dependem da ação de microorganismos presentes nos

esgotos; e que procuram reproduzir, em dispositivos racionalmente projetados, os fenômenos

biológicos observados na natureza, condicionando-os em área e tempo economicamente

justificáveis. Os fenômenos inerentes à alimentação são predominantes na transformação dos

componentes complexos em compostos simples, tais como: sais minerais, gás carbônico e

outros.

Os principais processos biológicos de tratamento são:

Oxidação biológica (aeróbia, como lodos ativados, filtros biológicos, valos de

oxidação, e lagoas de estabilização; e anaeróbia, como reatores anaeróbios de

fluxo ascendente);

Digestão do lodo (aeróbia e anaeróbia, fossas sépticas).

3.8 Metabolismo dos microrganismos

De Acordo com (Jordão; Pessôa, 1995), os principais microorganismos encontrados

nos rios e nos esgotos são: as bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus, as algas e os

grupos de plantas e de animais. As bactérias constituíram talvez o elemento mais importante

deste grupo de organismos, responsáveis que são pela decomposição e estabilização da

matéria orgânica, tanto na natureza como nas unidades de tratamento biológico.

Na maior parte dos processos de tratamento de esgotos, com exceção feita às lagoas

facultativas (VON SPERLING, 2005) a luz não penetra significativamente no líquido contido

nos tanques destinados ao tratamento, devido à elevada turbidez do líquido. Com isso, a

presença de microrganismo que têm a luz como fonte de energia (foto autótrofos e foto

heterótrofos) é extremamente limitada. Os organismos de real importância neste caso são,

portanto, os quimioautótrofos e os quimioheterótrofos, denominados apenas como

heterótrofos.

Segundo La Riviére (1980), os processos químicos que ocorrem simultaneamente na

célula bacteriana, conjuntamente denominado metabolismo, podem ser divididos em duas

23

categorias. Uma é desassimilação ou catabolismo, que é a reação de produção de energia, nas

quais ocorre a degradação do substrato. A outra é a assimilação ou anabolismo, que é a

reação que conduz à formação de material celular (crescimento) com o auxílio da energia

liberada na desassimilação.

A remoção da matéria orgânica originária dos esgotos ocorre através dos processos de

desassimilação ou catabolismo. Os dois tipos de catabolismo de interesse no tratamento dos

esgotos são: catabolismo oxidativo, nesse processo ocorre uma reação redox na qual a matéria

orgânica é oxidada por um agente oxidante presente no meio líquido, que pode ser o oxigênio,

o nitrato ou o sulfato. O outro é o catabolismo fermentativo, onde não há nenhum oxidante, o

processo ocorre devido ao rearranjo dos elétrons na molécula fermentada de tal forma que se

formam no mínimo dois produtos. Geralmente há necessidade de várias fermentações

seqüenciais para que os produtos se tornem estabilizados, isto é, não mais susceptíveis à

fermentação (VAN HAANDEL; LETTINGA, 1994).

Quando o oxigênio dissolvido é utilizado primeiramente até sua completa exaustão, o

sistema deixa de ser aeróbio. Caso haja nitratos disponíveis no meio líquido, os

microrganismos condicionados a utilizar o nitrato na respiração passam a fazê-lo convertendo

o nitrato a nitrogênio gasoso (desnitrificação). Estas condições recebem um nome específico,

sendo designado como anóxicas, que é a ausência de oxigênio mas com presença de nitratos.

Quando estes se extinguem, têm-se as condições anaeróbias estritas, onde são utilizados os

sulfatos, que são reduzidos a sulfetos, e o dióxido de carbono, que é convertido a metano

(ARCEIVALA, 1981).

3.9 Processos Anaeróbios

Nos sistemas anaeróbios de tratamento, as condições são favoráveis, ou mesmo

exclusivas, ao desenvolvimento de microrganismos adaptados funcionalmente à ausência de

oxigênio. Destacam-se, nesse caso, as bactérias denominadas acidogênicas e metanogênicas:

C6 H12 O6 3 CH4 + 3 CO2 + Energia

A matéria orgânica foi apenas convertida a uma forma mais oxidada (CO2) e em outra

forma mais reduzida (CH4). No entanto, a maior parte do CH4 é desprendida para a fase

gasosa, resultando em uma efetiva remoção da matéria orgânica (MEDEIROS FILHO, 2000).

24

3.10 Digestão Anaeróbia

As águas residuárias de origem doméstica ou com características similares são

denominadas de esgotos sanitários ou simplesmente esgotos. Seus diversos constituintes

presentes, em função do impacto produzido no meio ambiente, podem ser reunidos em quatro

grupos: sólidos em suspensão, matéria orgânica, nutrientes e organismos patogênicos

(PINHO, 1993).

O processo de digestão é desenvolvido por uma seqüência de ações realizadas por uma

gama muito grande e variável de bactérias, no qual pode-se distinguir quatro fases

subseqüentes: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese. Tem-se, então, uma

cadeia sucessiva de reações bioquímicas, onde inicialmente acontece a hidrólise ou quebra das

moléculas de proteínas, lipídios e carboidratos até a formação dos produtos finais,

essencialmente gás metano e dióxido de carbono (CAMPOS et al., 1999).

A decomposição anaeróbia é, pois, um processo biológico envolvendo diversos tipos

de microrganismos, na ausência do oxigênio molecular, com cada grupo realizando uma etapa

específica, na transformação de compostos orgânicos complexos em produtos simples, como

os já citados metano e gás carbônico (VAN HAANDEL; LETTINGA, 1994).

Na decomposição bioquímica da matéria orgânica presente no esgoto, uma larga

variedade de bactérias saprófitas hidrolisam e convertem o material complexo em compostos

de menor peso molecular. Entre os compostos de menor peso molecular formados os

principais são os ácidos graxos de menor cadeia molecular tais como o acético, o propiônico,

o butírico, que aparecem misturados a outros componentes importantes. Estes ácidos são

chamados de ácidos voláteis porque eles podem ser volatilizados sob pressão atmosférica. O

acúmulo de ácidos voláteis pode ter um efeito desastroso sobre a digestão anaeróbia se a

capacidade de tamponação for extrapolada e o pH descer para níveis desfavoráveis (SAYED,

1987).

Em unidades de digestão anaeróbia operando em condições estabilizadas, dois grupos

de bactérias trabalham em harmonia para realizarem a destruição da matéria orgânica. Os

organismos saprófitos carreiam a degradação para o estágio ácido e, então, as bactérias

metanogênicas completam a conversão em metano e dióxido de carbono (VAN HAANDEL,

1994).

Quando a população de bactérias metanogênicas é suficiente e as condições são

favoráveis, elas utilizam os produtos finais das saprófitas tão rapidamente quanto estas o

25

produzem. Assim, ácidos não são acumulados, mantendo as condições de tamponação e

fazendo com que o pH permaneça em níveis favoráveis às bactérias metanogênicas. Sob estas

condições a taxa de ácidos voláteis presentes em lodos em processo de digestão anaeróbia

varia de 50 a 250 mg L-1

, expressa como ácido acético (JHUNG; CHOI, 1995).

Bactérias metanogênicas são comuns na natureza e algumas são freqüentes nos

esgotos domésticos e em lodos derivados deles. Sua população, contudo, é muito pequena

comparada com as saprófitas. Esta disparidade em números é a razão de problemas

encontrados no início de processos em unidades de digestão. Esgotos com insuficiente

capacidade de tamponação, quando submetido à fermentação anaeróbia, os ácidos voláteis são

produzidos em uma velocidade superior à capacidade de consumo da quantidade de bactérias

metanogênicas presentes, de modo que o tampão é rapidamente consumido e a presença de

ácidos livres existentes faz o pH decair (VAN HAANDEL, 1994).

Para valores de pH inferiores a 6,5, a ação de bactérias metanogênicas fica seriamente

prejudicada, mas as bactérias saprófitas só sofrem inibição quando o pH desce a valores

inferiores a 5,0. Sob estas condições desbalanceadas as concentrações de ácidos voláteis

continuam a crescer até níveis de 2000 a 6000 mg L-1

ou mais, dependendo da concentração

de lodo presente. A digestão metanogênica ativa nunca pode se desenvolver em tais misturas a

não ser que o lodo seja diluído ou neutralizado com a adição de algum composto, como a

NaOH, de modo a resultar um pH favorável à ação das bactérias metanogênicas (SAYED,

1987).

Ácidos voláteis são formados tão imediatamente como durante a degradação anaeróbia

de carboidratos, proteínas e gorduras. A Figura 7 apresenta alguns dos muitos passos através

da qual o esgoto complexo tal como lodo de esgoto doméstico devem passar durante a

conversão em gás metano. Ácido propiônico resulta como um intermediário principalmente

da fermentação dos carboidratos e proteínas presentes, e acima de 30% do complexo é

convertido para este ácido para posterior conversão em gás metano (VAN HAANDEL;

LETTINGA, 1994).

26

O sucesso na operação de unidades com digestão anaeróbia depende da manutenção

satisfatória do balanceamento entre as bactérias metanogênicas e saprófitas. As bactérias

metanogênicas são mais radicalmente afetadas pelas mudanças de pH e temperatura que as

bactérias saprófitas. Inibições causadas por um ou outro destes fatores resulta na diminuição

da taxa de destruição de ácidos voláteis e, conseqüentemente, os ácidos voláteis começam a

acumular no sistema. As bactérias saprófitas são conhecidas por se reproduzirem mais

rapidamente que as metanogênicas (GUJER; ZEHNDER, 1983).

Contudo o aparecimento de condições desfavoráveis pode ser detectada quase que

imediatamente em comparação com o que pode ocorrer após vários dias em outros métodos,

com a simples medição rotineira do pH. Mais uma razão para justificar a extrema importância

da determinação de condições de desbalanceamento na unidade de digestão (PINHO, 1993).

Segundo Gujer; Zehnder (1983), este processo de biodegradabilidade da matéria

orgânica presente no esgoto, desde as macromoléculas orgânicas complexas até o biogás,

requer a mediação de vários grupos diferentes de microrganismos. Para digestão anaeróbia de

proteínas, carboidratos e lipídios (a maior parte do material orgânico pertence a esses grupos)

Figura 7 - Resumo da seqüência de processos na digestão anaeróbia de macromoléculas

complexas. Fonte: Van Haandel; Lettinga (1994).

ÁGUAS RESIDUÁRIAS DOMÉSICAS COM

MATERIAL ORGÂNICO EM SUSPENSÃO

PROTEÍNAS CARBOIDRATOS LIPÍDEOS

AMINOÁCIDOS AÇUCARES ÁCIDOS GRAXOS

PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS

PROPIONATO BUTIRATO ETC

ACETATO HIDROGÊNIO

METANO

Hidrólise

Acidogênese

Acetogênese

Metanogênese Fermentação

Metanogênica

Acidificação

27

pode-se distinguir quatro partes diferentes no processo global da conversão, descritas a seguir:

3.10.1 Hidrólise

Neste processo o material orgânico particulado é convertido em compostos dissolvidos

de menor peso molecular. O processo requer a interferência das chamadas exo-enzimas que

são excretadas pelas bactérias fermentativas. As proteínas degradam-se através de

(poli)peptidas para formarem aminoácidos; os carboidratos transformam-se em açúcares

solúveis (mono e dissacarídeos) e lipídios são convertidos em ácidos graxos de cadeia longa

de C (C15

a C17

) e glicerina. Em particular, a taxa de conversão de lipídios abaixo de 20 ºC

torna-se muito baixa (VAN HAANDEL; VERTON, 1994).

De acordo com Chernicharo (1997) os compostos dissolvidos, gerados no processo de

hidrólise ou liquefação, são absorvidos nas células das bactérias fermentativas e, após a

acidogênese, excretadas como substâncias orgânicas simples como ácidos graxos voláteis

(AGV), alcoóis, ácido lático e compostos minerais (CO2, H2, NH3, H2S, etc.).

O que acontece:

As bactérias atacam alimentos e compostos de mais fácil assimilação;

Assimilação dos compostos nitrogenados solúveis, amiláceos, gorduras;

Produção de ácidos orgânicos, bicarbonatos, gás carbônico e sulfídrico;

Conseqüente queda do pH, variando de 5,1 a 6,8 atingindo valores até 4,0;

Odor pútrido.

3.10.2 Acidogênese

Acidogênese é a conversão dos produtos da acidogênese em compostos que formam os

substratos para a produção de metano: acetato, hidrogênio e dióxido de carbono. Uma fração

de aproximadamente 70% da DQO originalmente presente converte-se em ácido acético,

enquanto o restante da capacidade de doação de elétrons é concentrado no hidrogênio

formado. Dependendo do estado de oxidação do material orgânico a ser digerido, a formação

de ácido acético pode ser acompanhada pelo surgimento de dióxido de carbono ou hidrogênio

(CHERNICHARO, 1997).

28

O que acontece:

Ataque aos ácidos orgânicos e compostos nitrogenados com produção de ácidos

amoniacais e carbonatos ácidos;

Gases de decomposição em volume reduzido, principalmente nitrogênio, hidrogênio e

gás carbônico;

O pH se eleva até 8,0;

Forte mau cheiro (indol, mercaptans, gás sulfídrico);

Lodo acinzentado ou amarelo produzindo sobrenadante (parte líquida).

3.10.3 Metanogênese

A metanogênese, em geral, é o passo que limita a velocidade do processo de digestão

como um todo, embora a temperaturas abaixo dos 20 ºC a hidrólise possa se tornar também

limitante (GUJER; ZEHNDER, 1983). Metano é produzido pelas bactérias acetotróficas a

partir da redução de ácido acético ou pelas bactérias hidrogenotróficas a partir da redução de

dióxido de carbono.

Tem-se as seguintes reações catabólicas:

(a) metanogênese acetotrófica: CH3COOH → CH4 + CO2

(b) metanogênese hidrogenotróficas: 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O

As bactérias que produzem metano a partir de hidrogênio crescem mais rapidamente

que aquelas que usam ácido acético, de modo que as metanogênicas acetotróficas geralmente

limitam a taxa de transformação de material orgânico complexo presente no esgoto para

biogás.

Os diferentes grupos de bactérias que transformam o material orgânico afluente têm

atividade catabólica e anabólica. Desse modo, paralelo à liberação de diferentes produtos de

fermentação, há a formação de novas células, dando origem a quatro populações bacterianas

no digestor anaeróbio. Por conveniência, muitas vezes os três primeiros processos juntos são

chamados de fermentação ácida, que deve ser completada com a fermentação metanogênica

(MEDEIROS FILHO, 2000).

29

O que acontece:

Ataque às matérias mais resistentes (proteínas, ácidos orgânicos, aminoácidos e outros

compostos nitrogenosos);

Gaseificação ativa e muito intensa , produção de gás metano (75-85%) e gás carbônico

(10-20%);

Grande quantidade de enzimas;

A gaseificação diminui e finalmente cessa;

O pH sobe para 6,8 até 7,4;

O lodo torna-se negro com odor de alcatrão;

O lodo adquire efeito tampão, não se alterando o pH, mesmo com a adição de ácidos e

álcalis;

A DBO é reduzida e o lodo adquire condições de estabilidade.

Quando o material orgânico é utilizado como fonte de energia, então ele é transformado

em produtos estáveis num processo chamado catabolismo.

No processo denominado anabolismo o material orgânico transforma-se e é incorporado

na massa celular. O anabolismo é um processo que consome energia e somente é viável se o

catabolismo estiver ocorrendo simultaneamente e fornecendo a energia necessária para a

síntese do material celular. Conclui-se que os processos de catabolismo e anabolismo são

interdependentes e que sempre ocorrem simultaneamente (QUARMBY; FORSTER, 1995).

3.11 Fatores que afetam o desempenho de reatores anaeróbios

3.11.1 Tampões

Tampões são substâncias que fazem com que uma solução resista à mudanças de pH

quando nela são adicionados ácidos ou bases ou estes se formam em seu meio. Em muitas

situações, alterações no pH devem ser evitadas durante o desenvolvimento de um determinado

processo, a presença de compostos com estas propriedades e em quantidades suficientes é

essencial. Basicamente soluções tampões são formadas por misturas de ácidos fracos e seus

sais ou bases fracas e seus correspondentes sais (CHERNICHARO, 1997).

30

3.11.2 Alcalinidade

Alcalinidade é a capacidade da solução em neutralizar ácidos. A alcalinidade de águas

naturais é devida principalmente ao sistema carbônico originado da dissolução de CO2

atmosférico e da lixiviação de solos ricos em compostos carbonatados. Como a alcalinidade é

originada de sais de ácidos fracos e bases fortes e tais substâncias atuam como tampões na

resistência a quedas do pH quando há adição de ácidos, a alcalinidade é, assim, uma medida

da capacidade de tamponação e, neste sentido, é um parâmetro muito usual na prática do

tratamento de águas residuárias e de lodos (OLIVA, 1997).

Em águas poluídas anaeróbias, sais de ácidos fracos tais com acético, propiônico e

hidrossulfúrico, podem ser produzidos e também contribuiriam para a alcalinidade. Em outros

casos, amônia ou hidróxidos devem fazer uma contribuição à alcalinidade total da água. Para

essas águas, deve-se diferenciar da alcalinidade de bicarbonato por ser esta última, mais

quantitativamente significativa para o grau de tamponamento (CHERNICHARO, 1997).

3.12 Digestão anaeróbia como processo de tratamento de esgotos

Denomina-se tratamento anaeróbio de esgotos qualquer processo de digestão que

resulte na transformação da matéria orgânica biodegradável, na ausência de oxidante externo,

com produção de metano e dióxido de carbono, deixando na solução aquosa subprodutos

como amônia, sulfetos e fosfatos (DIXON et al., 1995).

Os defensores desse tipo de tratamento freqüentemente citam como vantagens do

processo anaeróbio, que a degradação do material orgânico é acompanhada da produção de

energia na forma de metano, enquanto que a produção de lodo é muito menor se comparada

com processos aeróbios 67% de anabolismo neste contra apenas 30% no anaeróbio (VAN

HAANDEL; LETTINGA, 1994).

Devido às baixas taxas de crescimento das bactérias anaeróbias tem-se redução dos

custos de transporte, de tratamento e de disposição final do lodo. O lodo produzido em

excesso é altamente estabilizado e geralmente sua desidratabilidade é excelente. Não há

custos de aeração, pois tratamentos anaeróbios não exigem a presença de oxigênio livre como

os aeróbios. Independente desta recente evolução, a digestão anaeróbia já era aplicada desde o

início do século para o tratamento de esgoto, mas a eficiência nos chamados sistemas

31

clássicos, por exemplo tanques Imnhoff, fossas sépticas e lagoas anaeróbias, era muito menor

que aquela nos sistemas aeróbios (OLIVA, 1997).

A justificativa deste crescente interesse baseia-se no fato de que foram identificados

dois pré-requisitos para o tratamento anaeróbio ser eficiente na remoção de sólidos em

suspensão e da DBO: a contenção de uma grande massa bacteriana anaeróbia imobilizada pela

formação de flocos e grânulos e a promoção do contato intensivo entre o material afluente e

esta massa interna do sistema de tratamento (MIETTINEN et al., 2004).

A pesquisa intensificada a partir da década de setenta levou ao desenvolvimento de

vários sistemas de tratamento anaeróbio, muito mais eficientes do que os sistemas clássicos.

Em todos estes sistemas, chamados de segunda geração, existe um determinado mecanismo

para reter o lodo de modo a se manter uma massa bacteriana grande no sistema. Enquanto

isto, a intensificação do contato do líquido entre o afluente e o lodo no sistema de tratamento

foi substancialmente melhorada com a passagem do afluente em fluxo ascendente em vez do

tradicional escoamento horizontal (MIETTINEN et al., 2004).

3.13 Sistemas Anaeróbios de alta taxa

Tratando-se de reatores de alta taxa, especificamente, as vantagens relevantes são que

os sistemas anaeróbios podem ser implantados a custos mais baixos que os sistemas aeróbios,

devido à simplicidade dos reatores normalmente utilizados, por não consumirem energia

elétrica, por poderem ser localizados praticamente em qualquer lugar e em várias escalas, por

suportarem altas taxas orgânicas, por produzirem pequenas quantidades de lodo, pelo fato dos

microrganismos poderem permanecer longos períodos sem alimentação e por poderem ser

combinados com sistemas de pós-tratamento, caso haja necessidade (OLIVA, 1997).

3.14 Atividade Metanogênica Específica (AME)

As principais reações bioquímicas no tratamento da água residuárias são aquelas

relativas às remoções de compostos carbonados e nitrogenados. Os ciclos do carbono,

nitrogênio e fósforo não podem ser considerados isolados, pois as transformações bioquímicas

que ocorrem nestes processos estão interligadas e, em ambientes aquáticos, são muito

32

complexas. Em sistemas de tratamento de esgoto, quando se fala em remoção de carbono,

utiliza-se a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e a Demanda Química de Oxigênio

(DQO), com intuito de simplificar tendo em vista a complexidade das transformações

bioquímicas (GOMES et al., 1996) .

Em lagoa anaeróbia e fundo de lagoa facultativa, segundo Mara; Pearson (1986), estão

presentes vários gêneros microbianos quimio-organotróficos que degradam moléculas

orgânicas de proteínas, carboidratos e lipídeos, como Flavobacterium, Alcaligenes,

Pseudomonas e Escherichia. Estes organismos, quando degradam as moléculas complexas,

abastecem outros com os produtos da degradação, como os ácidos orgânicos de cadeia curta

para a metanogênese (MARA; PEARSON, 1986).

O processo de metanogênese é considerado como o principal envolvido na degradação

da matéria orgânica e, conseqüentemente, na remoção de carbono. Para que isto ocorra, é

necessário que o pH esteja entre 6,4-7,2 e que as temperaturas estejam acima de 15 ºC, já que

o processo é inibido a temperaturas abaixo desta. Este fato resulta em dificuldade de aplicação

destes sistemas de tratamento em locais de altas latitudes. Neste caso, a metanogênese seria

inibida, o que resultaria em não remoção de carbono e, conseqüente maior sedimentação de

matéria orgânica. A eficiente remoção de carbono também se deve ao estabelecimento da

camada de lodo da lagoa (MARA; PEARSON, 1986).

Anaerobiamente ocorre degradação dos compostos orgânicos pelas bactérias

anaeróbias dando origem a novas células, ácidos orgânicos, metano, sulfeto, água, dióxido de

carbono e hidrogênio. Na remoção aeróbia, as bactérias aeróbias degradam os compostos

orgânicos consumindo oxigênio e dando origem a novas células, dióxido de carbono e água.

A remoção de carbono orgânico foi resumida por Miettinen et al., (2004).

Quando a água residuária entra na zona anaeróbia do sistema, as partículas maiores

sedimentam. Tanto os sólidos sedimentáveis quanto os compostos orgânicos dissolvidos

sofrem decomposição anaeróbia, enquanto o nitrogênio orgânico é convertido a nitrogênio

amoniacal (reações de amonificação). Na zona aeróbia, as bactérias degradam a maioria da

matéria orgânica. A remoção do nitrogênio completa-se com as reações de nitrificação-

desnitrificação. Na presença de oxigênio, ocorrem a nitrificação, quando o nitrogênio

amoniacal é oxidado pelas bactérias nitrificantes a nitrito, água e hidrogênio. Logo após, o

nitrito é oxidado a nitrato. No final, ocorre a desnitrificação. Este é um processo que ocorre

sob condições anóxicas onde o nitrato é utilizado como aceptor de elétrons dos compostos

orgânicos pelas bactérias desnitrificantes gerando nitrogênio molecular, dióxido de carbono,

33

água e novas células. Este nitrogênio molecular é liberado para a atmosfera (MIETTINEN et

al., 2004).

Em relação ao metabolismo dos compostos inorgânicos, a desnitrificação permite aos

microrganismos utilizarem aceptores de elétrons alternativos para obter energia sob condições

limitadas de oxigênio. A nitrificação quimiolitotrófica deriva energia da oxidação do

nitrogênio amoniacal a nitrito. A redução do nitrato a nitrogênio amoniacal ocorre sob

condições limitadas de oxigênio, como um processo que permite a dissipação do excesso de

força redutora e a produção de nitrogênio amoniacal para a assimilação pelas algas ou para

suportar o crescimento anaeróbio com nitrato ou nitrito como aceptores alternativos de

elétrons. A reação de oxidação anaeróbia do nitrogênio amoniacal (ANAMOX) converte

amônia e nitrito a nitrogênio gasoso. A fixação microbiana de nitrogênio converte nitrogênio

gasoso a nitrogênio amoniacal para assimilação. Reações envolvendo espécies inorgânicas de

nitrogênio provêm uma rica variedade de sistemas enzimáticos para estudos bioquímicos (YE;

THOMAS, 2001).

Em condições anaeróbias a hidrólise de proteínas é mais lenta do que a de

carboidratos, sendo, portanto, comum a concentração destas macromoléculas ser menor. A

biodegradação de carboidratos solúveis é geralmente mais rápida e quase total em condições

anaeróbias (MIWA, 2007).

3.15 Tratamento da fase sólida (lodo)

O tratamento dos subprodutos sólidos gerados nas diversas unidades é uma etapa

essencial do tratamento dos esgotos. Ainda que o lodo possa na maior parte das etapas do seu

manuseio ser constituído de 95% de água, apenas por conveniência é designado por fase

sólida, visando distingui-lo do fluxo do líquido sendo tratado (fase líquida). De maneira geral

os subprodutos sólidos gerados no tratamento dos esgotos são: material gradeado, areia,

escuma, lodo primário, lodo secundário e lodo químico (VON SPERLING, 2005).

Na verdade, o tratamento e a disposição final do lodo constituem muitas vezes

problemas particularmente difíceis ou complexos, face às grandes quantidades que podem ser

geradas, à dificuldade em se encontrar locais adequados ou seguros para o destino final do

lodo seco, à própria distância de transporte, aos custos, aos impactos ambientais, e às

características de operação e processo. No caso de esgotos sanitários, o lodo gerado na fase

34

líquida do tratamento se apresenta como um líquido com concentração de sólidos muito baixa,

da ordem de 1 a 5% em peso (JORDÃO; PESSÔA, 1995).

3.15.1 Aspectos Gerais, Qualitativos

Quatro fatores principais entre os constituintes do lodo são de maior importância para

a escolha dos processos de tratamento e disposição final, como:

Matéria orgânica;

Nutrientes;

Organismos patogênicos;

Metais pesados, produtos químicos orgânicos, substâncias tóxicas.

A matéria orgânica no lodo é representada pela relação sólidos voláteis/sólidos totais,

em % SV/ST. Valores típicos para lodo gerado em estações de tratamento de esgotos

domésticos estão na faixa de 75 a 85%. A verificação do percentual de SV/ST é importante

em relação aos processos de estabilização biológica (digestão), de incineração, de aplicação

no solo, de produção de fertilizantes, e como indicador para potenciais problemas de odor nos

casos de armazenagem e manuseio. Os nutrientes presentes no lodo do esgoto têm

importância maior no caso das opções de aplicação no solo para produção de fertilizantes. O

lodo é excelente produto para a produção de compostos, inclusive com o lixo urbano.

Em relação à possibilidade de transmissão de doenças, o lodo seco não é considerado

um material perigoso. No entanto, a constatação da presença de ovos de áscaris requer

cuidados especiais no manuseio do lodo. Recomenda-se:

O lodo cru, não digerido, não deve ser usado para fins agrícolas;

O lodo, em qualquer estágio, não deve ser utilizado em hortas ou em culturas

de vegetais ingeridos crus.

A presença de substâncias tóxicas, compostos químicos orgânicos, metais, estes geral,

está associada à presença de despejos industriais no esgoto. No esgoto sanitário, portanto

predominantemente de origem doméstica, mas com alguma parcela de despejos industriais, é

usual encontrar-se pequena parcela medida como massa – mg Kg-1

. A presença dessas

substâncias, ou elementos, pode ser favorável, como metais em baixas concentrações –

micronutrientes no solo. Em concentrações elevadas, inibem o tratamento biológico, são

tóxicos para as plantas, animais, ao homem, contaminam os produtos agricultáveis, e ao solo

de áreas de aterro, por lixiviação (JORDÃO; PESSÔA, 1995).

35

4. ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DA UFMT, CAMPUS CUIABÁ

4.1 Breve histórico

Na década de 70, período da construção da Universidade Federal de Mato Grosso, o

sistema de tratamento de esgoto localizava-se nas proximidades do Instituto de Linguagens e

da piscina da universidade. Com o crescimento da população acadêmica e conseqüentemente

do Campus, houve a necessidade de se construir uma nova e maior unidade que atendesse a

essa demanda. Em 1984 foi projetada a nova estação de tratamento de esgotos, e construída

em 1985, nos arredores do Ginásio de Esportes e pista de corrida da UFMT.

4.2 Ampliação

Em 1994, um acordo realizado entre a Companhia de Saneamento do Estado de Mato

Grosso (SANEMAT) e a UFMT através do Departamento de Engenharia Sanitária e

Ambiental (DESA), firmou uma parceria na qual a SANEMAT realizaria a construção de uma

rede coletora no bairro Jardim das Américas, dessa forma o esgoto bruto da primeira etapa

seria encaminhado através de uma estação elevatória para a ETE Dom Aquino e o esgoto

bruto da terceira etapa seria encaminhado por gravidade para a ETE da UFMT. Os motivos

desse acordo foram justificados por pesquisas que demonstraram que a ETE do Campus

funcionava abaixo de sua capacidade, sendo que na época encontrava-se com uma vazão de

10 a 12 L s-1

nas unidades. No início das operações a estação de recalque da UFMT foi

monitorada pelo Setor de Operação e Manutenção da SANEMAT.

Devido à mudanças administrativas da SANEMAT no ano de 1999, a partir do ano

de 2000 o sistema passou a funcionar em parceria com a Companhia de Saneamento da

Capital (SANECAP). Neste mesmo ano foi detectado pela SANECAP e pelo Departamento

de Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA) que o sistema, mais precisamente os reatores

encontravam-se com inúmeros vazamentos, impossibilitando seu funcionamento normal,

necessitando desta maneira, de reformas para vedação e correção dos problemas.

A SANECAP e a Prefeitura Municipal, através de convênio com a Fundação Nacional

de Saúde (FUNASA), conseguiram recursos para a ampliação do sistema de coleta da sub-

bacia 19 (Córrego Barbado). Esta ampliação consistia na construção de um coletor tronco às

36

margens do Córrego Barbado de modo que atendesse a comunidade à jusante dessa sub-bacia,

no caso, os Bairros Canjica e Bela Vista. A partir daí, definiu-se que uma parte do esgoto

seria interligada ao coletor tronco do Córrego do Barbado pertencente a sub-bacia 19 e a outra

parte iria para a ETE UFMT. Ficou definido também neste convênio, através da Diretoria da

SANECAP, que as ações realizadas para a recuperação da ETE da UFMT fariam parte do

―Projeto Barbado Vivo‖, elaborado pelo Ministério Público Estadual (MPE).

4.3 Reformas

No primeiro semestre de 2005 a SANECAP realizou obra completa de recuperação e

revitalização da estação, que já funcionava há vinte anos sem qualquer reforma. Todos os

vazamentos foram fechados, através de um serviço de impermeabilização e reparos. A

SANECAP ficou responsável pela manutenção dos equipamentos usados na ETE, tais como

bombas, motores e a parte elétrica; e a UFMT responsável pelo pagamento das despesas com

energia elétrica e o monitoramento do sistema.

4.4 Situação atual

Atualmente a ETE funciona com uma vazão de 19,2 L s-1

, recebendo o efluente da

terceira etapa do bairro Jardim das Américas (sub-bacia 19) e todo o efluente da própria

universidade. O sistema de tratamento é composto de duas séries em paralelo, formadas de

decanto-digestor, filtro anaeróbio (ascendente) e pelo leito de secagem do lodo, conforme a

Figura 8. Embora a ETE tenha sido projetada com capacidade para funcionar com as duas

séries, apenas uma série mantém o seu funcionamento, a outra encontra-se desativada devido

à baixa vazão que o sistema recebe.

4.5 Sistema de Recalque

O sistema de recalque foi construído aproveitando-se a topografia local, e destinado a

trabalhar com pequenas vazões e baixas alturas manométricas. A casa de máquinas foi

construída em alvenaria e abriga o quadro de comando da bomba de recalque. O poço de

37

sucção possui 5 x 2 metros, a tubulação é de aço galvanizado e possui diâmetro de 200 mm,

com velocidade mínima de 0,60 m s-1

. Embora tenha sido projetado para funcionar com três

(03) bombas de recalque, apenas uma encontra-se em constante funcionamento tendo a

seguinte especificação: marca Flygth 3085, 6 CV de potência e 15 a 220 V. O sistema de bóia

é liga/desliga, do tipo Cabaça, nível inferior e nível superior. Do poço de sucção o efluente é

encaminhado ao decanto-digestor, passando antes por um vertedor triangular de Leo-lite 0,40

x 0,60 x 0,40 metros, projetado para medir a vazão e dividi-las em duas partes iguais e

encaminhar o efluente para as duas câmaras em séries. Vertedores triangulares são

particularmente recomendados para medição de vazões abaixo de 30 L s-1

, o ângulo de

construção é de 90º e é representado pela fórmula de Thomson conforme a equação 1:

Equação 1

Q= 1,40 . H5/2

Em que: Q= vazão (m s-1

); H= altura da lâmina de água (m)

4.6 Decanto-Digestor e Filtro Anaeróbio ascendente

O decanto-digestor e o filtro anaeróbio formam duas séries em paralelo, estão semi-

enterrados, possuem formato retangular com volume total de 100 m3 e 1,20 metros de altura.

O filtro anaeróbio ascendente possui 1,20 metros de enchimento de material inerte, sendo

este suporte um leito de pedras de brita 4, apoiado em fundo falso que acumula em sua

superfície os microrganismos (biomassa), responsáveis pela remoção da matéria orgânica

dissolvida, sendo que o efluente é descarregado pelo topo. O efluente final é lançado no

Córrego do Zoológico da UFMT, que deságua no córrego Barbado, e este por sua vez deságua

no Rio Cuiabá.

38

4.7 Leito de secagem do lodo

O sistema é complementado com o leito de secagem do lodo, composto por três

canteiros de 6 x 8,5 metros. Em janeiro de 2008, após quatro anos de funcionamento, o lodo

foi descartado e disposto nos canteiros de secagem. Não foi monitorado o volume de descarte

desse lodo, sabendo-se apenas este volume é muito baixo e que o lodo não recebe nenhum

tipo de tratamento específico antes de sua disposição final e até o presente momento ainda

não é utilizado.

Fonte: Adaptado de Google Earth, 2008.

Figura 8 - Estação de Tratamento de Esgotos UFMT Campus Cuiabá.

39

5. MATERIAL E MÉTODOS

5.1 Área de Estudo

A ETE localiza-se na Universidade Federal de Mato Grosso - Campus Cuiabá nas

coordenadas geográficas 15º 36’ 03‖ S e 56º 04’ 01‖ W, conforme Figura 9. O clima no

Estado de Mato Grosso é caracterizado como tropical chuvoso com nítida estação seca. A

região é caracterizada por dois períodos distintos: um menos chuvoso, de maio a setembro, e

outro chuvoso, de outubro a abril, segundo dados obtidos do CPTEC-INPE/INMET Estação

Cuiabá (32590). A precipitação pluviométrica anual no estado pode atingir médias muito

elevadas, algumas vezes superiores a 2.750 mm (Embrapa, 2006). Em Cuiabá o índice

pluviométrico anual varia de 1250 a 1500 mm e a temperatura média anual varia entre 25 ºC e

32 ºC (MAITELLI, 1994).

Segundo a Coordenação de Recursos Humanos (CRH) da Pró-Reitoria Administrativa,

a população atual do Campus é de aproximadamente 13.000 pessoas, sendo em torno de

10.000 acadêmicos e em torno de 3.000 professores e demais servidores da Instituição

(PROAD/UFMT, 2008).

Todo o efluente da universidade é encaminhado para a ETE UFMT e depois de

tratado é lançado no Córrego do Zoológico que deságua diretamente no córrego Barbado. O

córrego Barbado percorre uma faixa total de 9,26 km de extensão e ao longo de todo o seu

percurso apresenta canalizações e contribuições de água pluvial e é um afluente da grande

bacia do Rio Cuiabá, principal curso de água do Estado de Mato Grosso e principal fonte de

abastecimento de água para as cidades de Cuiabá e Várzea Grande, o que torna ainda mais

importante a minimização dos impactos que possam causar na qualidade da água dessa bacia .

Em muitos dos trechos ocorreu a sistematização da coleta de esgoto pelo órgão

público (SANECAP), mas ainda há considerável lançamento direto de esgoto in natura

especialmente pelos moradores mais antigos, nas canalizações de água pluvial, sendo

conduzido, portanto, para dentro do córrego. Nos bairros do baixo curso deste córrego,

praticamente todo o trecho foi retificado e recebeu uma canalização de concreto aberto, não

apresentando mais a mata ciliar nas suas margens, apenas uma pequena arborização. Também

nesse trecho apresenta muitas empresas e lojas comerciais, produtoras de resíduos altamente

impactantes ao ambiente, principalmente resíduos sólidos que são despejados diretamente no

curso de água.

http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Arroz/ArrozTerrasAltasMatoGrosso/glossario.htm#p11

40

Fonte: Adaptado de Google Earth, 2008.

Figura 9. Localização da área de estudo ETE - UFMT Campus Cuiabá.

5.2 Medição da vazão afluente

A medição da vazão afluente foi monitorada mensalmente durante 24 horas de março

de 2008 a março de 2009. A Figura 10 ilustra a casa de máquinas e a Figura 11 a casa de

máquinas e o poço de sucção. Na casa de máquinas foi conectado ao quadro de comando da

bomba de recalque um rádio-relógio, desta forma cada vez que a bomba era acionada o rádio-

relógio também acionava, determinando assim o tempo em que a bomba era acionada ou

desligada. O tempo em que a bomba permanecia ligada forneceu o volume de esgoto bruto

lançado do poço de sucção para o decanto-digestor. Por meio desse volume determinou-se a

vazão afluente no sistema ao longo de 24 horas, segundo a equação 2:

Equação 2

Q = q . ∆T. 60

Em que Q = vazão média (L s-1

); q = vazão constante (L s-1

); ∆T= variação do tempo (s)

Bairro Jardim das Américas

UFMT

Shopping 3 Américas

Restaurante

Universitário

Área de

Estudo

Ginásio de

Esportes

Córrego Barbado

41

Durante a medição de vazão realizada em 24 horas houve a coleta composta do

efluente a cada uma hora.

FIGURA 5. Casa de Máquinas. FIGURA 6. Poço de Sucção.

Figura 10– Casa de máquinas. Figura 11 – Casa de máquinas e poço de

sucção.

5.3 Coleta composta

A coleta composta foi realizada mensalmente junto com a monitoração da vazão

afluente. Foi coletada a cada uma (1) hora, uma alíquota de 500 mL de amostra de cada ponto.

As amostras coletadas foram despejadas em galões de plásticos com capacidade de 5 litros

cada um, e em cada ponto foram utilizados 3 galões armazenados em uma caixa de isopor e

refrigeradas com gelo. Após 12 horas as amostras coletadas foram levadas ao laboratório e

uma nova barra de gelo era reposta na caixa de isopor até que se completasse 24 horas, ou

seja, ao término da coleta, e então eram novamente levadas ao laboratório. A partir daí as

amostras de cada ponto foram misturadas transformando-se em amostra composta e em

seguida feitas as determinações de cada variável.

5.4 Pontos de coleta

Na Figura 12 é apresentado o desenho esquemático dos pontos de amostragem. Os

pontos de coleta de amostra estão localizadas: no ponto 1 (P1) entrada do sistema que recebe

o esgoto bruto conforme Figura 13, no Ponto 2 (P2) saída do decanto-digestor (DD) conforme

Figura 14 e no Ponto 3 (P3) saída do filtro anaeróbio (FA) conforme Figura 15, da série em

funcionamento.

42

DD DD

FA FA

Vertedor

Casa de

máquinas

Poço de

sucção

Leito de

secagem do

lodo

Leito de

secagem do

lodo

P1

P2

P3

CÓRREGO BARBADO

Córrego Zôo UFMT

Figura 12 - Desenho esquemático ETE UFMT Campus Cuiabá e pontos de amostragem.

Legenda:

DD – decanto-digestor

FA – filtro anaeróbio

P1 – ponto 1

P2 – ponto 2

P3 – ponto 3

43

FIGURA 8. Ponto 1 entrada do sistema que recebe o esgoto bruto.

Figura 13 - Entrada do esgoto bruto no sistema de tratamento (P1).

FIGURA 9. Ponto 2 saída do Decanto-Digestor .

Figura 14 –Saída do efluente do decanto-digestor (P2).

Figura 15 - Saída do efluente do filtro anaeróbio (P3).

44

5.5 Amostragem

As amostragens foram realizadas durante 12 meses, no período de março de 2008 a

março de 2009. Em julho não houve medição de vazão e coleta composta, devido ao recesso

na UFMT. A Tabela 2 apresenta as datas da medição de vazão em 24 horas e coleta composta.

Tabela 2 - Dias e horários de amostragem na ETE UFMT Campus Cuiabá.

Mês / Ano Dia Início/Término Dia da semana

Março/08 10-11 18h22 -18h24 seg e ter

Abril/08 07-08 16h55-17h05 seg e ter

Maio/08 06-07 07h45-08h00 ter e qua

Junho/08 17-18 07h45-07h51 ter e qua

Agosto/08 25-26 06h41-06h43 seg e ter

Setembro/08 01-02 06h37-06:45 seg e ter

Outubro/08 20-21 07h13-07h22 seg e ter

Novembro/08 11-12 18h56-19h00 ter e qua

Dezembro/08 01-02 07h25-07h56 seg e ter

Janeiro/09 26-27 07h32-07h42 seg e ter

Fevereiro/09 27-28 07h30-07h42 sex e sab

Março/09 23-24 18h15-19h25 seg e ter

45

5.6 Variáveis físico-químicas

As variáveis físicas e químicas foram analisadas no afluente bruto, efluente do

decanto-digestor e efluente do filtro anaeróbio. Estas análises contribuíram para a avaliação

do desempenho, da qualidade do efluente final e da eficiência do sistema.

A temperatura do ar foi obtida através do site www.satelite.cptec.inpe.br (CPTEC-

INPE/INMET), Estação Cuiabá (32590), Tipo MET, sendo fixado o horário de 08h00 da

manhã para medição da temperatura do ar em todas as datas monitoradas.

A temperatura do esgoto de cada ponto de coleta foi determinada in situ através de

termômetro de mercúrio manual. O potencial Hidrogeniônico (pH), Alcalinidade, Demanda

Bioquímica de Oxigênio (DBO), Demanda Química de Oxigênio (DQO), Fósforo, Nitrogênio

Total Kjeldahl (NTK) e as frações de Sólidos foram determinadas em laboratório.

As amostras de DBO foram diluídas com quantidade adequada de ―água de diluição‖

(AWWA, 1998) e os frascos âmbar aferidos foram incubados à temperatura de 20 ºC por

cinco dias. A fração de sólidos foi determinada utilizando-se pré-filtros AP45 (Millipore)

previamente calcinados.

O Nitrogênio Total Kjeldahl foi determinado apenas nos meses de Março/08,

Abril/2008, Maio/2008 (determinadas no laboratório DESA/UFMT). Devido a problemas

técnicos no equipamento do laboratório de análises físico-químicas do DESA, em

Janeiro/2009, Fevereiro/09 e Março/2009 o NTK foi determinado no laboratório da empresa

Sanelab.

Todas as análises e determinações, conforme Tabela 3, foram realizadas nos

Laboratórios do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – DESA/UFMT, de

acordo com as recomendações de AWWA (1998).

http://www.satelite.cptec.inpe.br/

46

Tabela 3 - Variáveis físico-químicas analisadas.

VARIÁVEIS

UNIDADES

FREQUÊNCIA

MÉTODOS

ANALÍTICOS

Temp. do Ar ºC mensal Termométrico

Temp. do

Efluente ºC mensal

Termométrico

pH Adimensional mensal Potenciométrico

Alcalinidade mg Ca CO3 L-1

mensal Titulação/potenciométrico

DBO mg L-1

mensal Diluição/Incubação

DQO mg L-1

mensal Oxidação pelo dicromato

de potássio em meio ácido.

P mg L-1

mensal

Digestão com persulfato-

colorimétrico do ácido

ascórbico.

ST mg L-1

mensal Pré-filtro, microfibra de

vidro 45

STF mg L-1


vidro 45

STV mg L-1


vidro 45

SST mg L-1


vidro 45

SSF mg L-1


vidro 45

SSV mg L-1


vidro 45

SDT mg L-1


vidro 45

SDF mg L-1


vidro 45

SDV mg L-1


vidro 45

S.Sed. mL L-1

mensal Cone de Imhoff

Vazão m3 d

-1 mensal

47

6. RESULTADOS e DISCUSSÃO

O regime de funcionamento da ETE é praticamente contínuo, apesar de que o sistema

é alimentado de forma intermitente. O tempo de detenção hidráulico (TDH) representa o

tempo médio de permanência das moléculas de águas em uma unidade de tratamento,

alimentada continuamente, o TDH para este tipo de reator é de 8 a 12 horas.

A estação elevatória não possui gradeamento na entrada, permitindo então que o

esgoto bruto chegue ao sistema trazendo consigo todo tipo de material orgânico e inorgânico,

podendo dificultar ou até mesmo prejudicar o sistema de tratamento, causando colapso na

bomba de recalque do sistema elevatório e carreando para o vertedouro materiais de maiores

dimensões os quais ficam ali retidos, principalmente na época chuvosa. Durante o período de

estudo, observou-se que ficaram depositadas no interior do vertedouro grande quantidade de

areia, restos de pequenos ossos, plásticos e uma densa camada de argila (lama).

Apesar deste tipo de sistema de tratamento possuir custo de operação e manutenção

muito baixos, algumas vezes o sistema para de funcionar devido ao colapso sofrido nas

bombas de recalque, e como não existe monitoramento, isso geralmente é observado ou

descoberto pelos próprios estudantes quando realizam pesquisas no local de estudo, ou pelos

funcionários da empresa conveniada responsáveis pela manutenção elétrica do sistema, que

fazem a vistoria apenas uma vez na semana. Durante todo o período da pesquisa, o sistema

teve seu funcionamento prejudicado poucas vezes, e em todas as vezes a empresa conveniada

foi imediatamente acionada, a solicitação foi rapidamente atendida e seu restabelecimento

normalizado.

48

6.1 RESULTADOS

Variação da vazão

A Figura 16 apresenta a variação da primeira medição da vazão realizada nos dias 10 e

11 de março de 2008. Houve chuvas fortes durante as 24 horas da medição, a precipitação

diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 15, 16 e 21mm, respectivamente. O

tempo que a bomba de recalque permaneceu em funcionamento foi 18 horas e 24 minutos, e a

vazão média foi de 5,20 L s-1

ou 449,28 m3

d-1

. Devido a uma queda de energia no Campus,

nota-se que ocorreu um pico no horário das 18h45 até às 20h15 do dia 10 que, apesar da

bomba de recalque ter sido desligada, considerou-se esse tempo como se o sistema estivesse

recebendo o esgoto sem intervalos de desligamento da bomba. A maior variação da vazão foi

observada entre 07h00 até 14h00 da manhã do dia 11.

0

10

20

30

18:2

2

20:3

9

21:3

4

22:3

1

23:3

0

00:2

4

01:1

3

02:0

0

02:4

8

03:3

5

04:2

2

05:1

0

05:5

7

06:4

2

07:3

7

09:0

4

10:4

5

11:3

9

12:5

8

14:2

5

15:3

5

16:3

7

17:4

0

Hora

Va

zã

o m

éd

ia (

L s

-1)

Figura 16 – Variação da vazão do dia 10/03/2008 às 18h22 a 11/03/2008 às 18h24.

A Figura 17 apresenta a variação da segunda medição da vazão que foi realizada em

07 e 08 de abril de 2008. Não houve chuvas, o céu permaneceu aberto o dia todo, a

precipitação diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 37, 37 e 38 mm,

respectivamente. O tempo que a bomba de recalque permaneceu em funcionamento foi 9

horas e 49 minutos, e a vazão média foi de 2,22 L s-1

ou 191,80 m

3 d

-1. Maiores variações

foram observadas entre 19h00 e 22h00 do dia 07 e entre 08h00 e 16h00 do dia 08.

49

0

1

2

3

4

16:5

5

18:1

6

20:1

0

21:3

8

23:0

4

00:3

1

02:0

0

03:3

1

05:0

1

06:2

7

07:5

5

09:1

7

10:3

8

11:5

5

13:1

5

14:3

4

15:5

5

Hora

Va

zã

o m

éd

ia (

L s

-1)


A Figura 18 apresenta a variação da terceira medição da vazão realizada em 06 e 07de

maio de 2008. Não houve chuvas, o céu esteve limpo e claro o dia todo, a precipitação diária

no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 1,25, 1,30 e 1,28mm, respectivamente. O



ou 158,97 m3 d

-1. Pequenas variações foram observadas ao

longo das 24 horas de medição.

0

1

2

3

07:4

5

08:4

6

09:4

7

10:4

8

11:4

9

12:5

0

13:5

4

14:5

6

15:5

8

17:0

1

18:0

7

19:1

7

20:2

9

21:4

2

23:0

4

00:0

9

01:2

3

02:4

8

04:1

0

05:3

0

06:4

7

07:5

3

Hora

Vazão

méd

ia (

L s

-1 )


A Figura 19 apresenta a variação da quarta medição da vazão realizada em 17 e 18 de

junho de 2008. Não houve chuvas e o céu permaneceu aberto o dia todo, a precipitação diária

no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 4, 4 e 4mm, respectivamente. O tempo

50

que a bomba de recalque permaneceu em funcionamento foi de exatas 7 horas, e a vazão

média foi de 1,89 L s-1

ou 163,29 m3 d

-1. Maiores variações da vazão foram observadas entre

08h00 e 15h00 do dia 17.

0

1

2

3

4

07:4

5

08:4

6

09:3

1

10:1

9

11:0

5

11:5

4

12:4

2

13:3

1

14:1

7

15:0

7

15:5

6

16:4

7

17:4

7

18:4

7

19:5

3

21:0

6

22:2

3

23:3

6

00:5

4

02:1

5

03:2

6

04:4

4

06:1

0

07:2

4

Hora

Vazão

méd

ia (

L s

-1)


A Figura 20 apresenta a variação da quinta medição da vazão realizada em 25 e 26 de

agosto de 2008. Não houve chuvas, o céu esteve limpo e claro o dia todo, a precipitação diária

no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 7, 8 e 7,50mm, respectivamente. O tempo

que a bomba de recalque permaneceu em funcionamento foi 7 horas e 30 minutos, e a vazão


ou 161,56 m

3 d

-1. Maiores variações da vazão ocorreram entre 10h00

e 18h00 do dia 25.

0

1

2

3

06:4

1

07:4

0

08:3

8

09:3

4

10:3

0

11:2

7

12:2

6

13:2

3

14:2

1

15:2

1

16:2

1

17:2

8

18:4

0

20:0

2

21:3

3

23:0

7

00:5

1

02:4

6

04:4

7

06:3

8

Hora

Va

zã

o m

éd

ia (

L s

-1)

Figura 20 – Variação da vazão do dia 25/08/2008 às 06h41 a 26/08/2008 às 06h:43.

51

A Figura 21 apresenta a variação da sexta medição da vazão realizada em 01 e 02 de

setembro de 2008. Não houve chuvas e o céu permaneceu aberto o dia todo, a precipitação

diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 7,50, 8 e 7,50mm, respectivamente.

O tempo que a bomba de recalque permaneceu em funcionamento foi 6 horas e 55 minutos, e

a vazão média foi de 1,82 L s-1

ou 157,24 m3 d

-1. Não houve grandes variações da vazão ao

longo das 24 horas de medição.

0

1

2

3

06:3

7

07:4

6

08:3

8

09:2

5

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9

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11:3

9

12:2

4

13:1

1

13:5

6

14:4

2

15:2

7

16:1

2

16:5

7

17:4

3

18:4

3

19:5

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21:1

4

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3

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2

01:1

4

02:3

8

04:0

3

05:3

1

06:4

0

Hora

Va

zão

mé

dia

(L

s-1

)


A Figura 22 apresenta a variação da sétima medição da vazão realizada em 20 e 21 de

outubro de 2008. Houve pancadas de chuva no dia da medição e choveu forte nos dias

anteriores, contribuindo para o aumento da vazão em relação ao mês anterior. A precipitação

diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 68, 65 e 65 mm, respectivamente.O



ou 252,41 m3 d

-1. Nota-se que a variação da vazão foi maior no

dia 20 pois houve chuvas fortes no dia anterior à medição.

0

2

4

6

07:1

3

08:2

0

09:3

5

10:5

2

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6

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3

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9

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6

21:2

1

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6

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2

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0

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8

05:0

6

06:1

3

07:1

5

Hora

Vazão

méd

ia (

L s

-1)


52

A Figura 23 apresenta a variação da oitava medição da vazão realizada em 11 e 12 de

novembro de 2008. Ocorreram algumas pancadas de chuvas, porém menos intensas que no

mês anterior, portanto, não contribuindo para o aumento da vazão. A precipitação diária no

dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 42, 43 e 52mm, respectivamente. O tempo



ou 204,76 m3 d

-1. Maiores variações da vazão foram observadas ao

final da medição entre 14h00 e 19h00 do dia 12.

0

1

2

3

4

5

18:5

6

19:5

7

21:0

6

22:1

6

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0

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6

01:3

3

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03:4

5

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2

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0

07:0

3

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6

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9

12:2

1

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6

14:0

7

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6

15:5

1

16:4

8

17:2

5

18:1

6

Hora

Vaz

ão m

édia

(L

s-1)


A Figura 24 apresenta a variação da nona medição da vazão realizada em 01 e 02 de

dezembro de 2008. Novamente ocorreram pancadas de chuvas na área de estudo, mas chuvas

moderadas na região, porém menos intensas que no mês de novembro. A precipitação diária

no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 92, 92 e 10mm, respectivamente. O



ou 184,03 m3

d-1

. Apresentou pequenas variações do longo das

24 horas. Foi a menor vazão registrada durante todo o período da pesquisa.

0

1

2

3

07:2508:21

09:1310:08

11:0111:55

12:4813:42

14:3515:28

16:2217:21

18:2419:32

20:5322:31

00:1502:06

04:036:02

07:29

Hora

Vaz

ão m

édia

(L

s-1)

Figura 24 – Variação da vazão do dia 01/12/2008 às 07h25 a 02/12/2008 às 07H56.

53

A Figura 25 apresenta a variação da décima medição da vazão realizada em 26 e 27 de

janeiro de 2009. Ocorreram pancadas leves de chuvas, um pouco mais intensas que do mês

anterior, contribuindo para um pequeno aumento da vazão. A precipitação diária no dia

anterior e nos dias de medição e coleta foi de 130, 130 e 136mm, respectivamente. O tempo



ou 207,36 m3 d

-1. Menores variações foram observadas durante a

madrugada.

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1

2

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2

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7

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38

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3

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9

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7

Hora

Vaz

ão m

édia

(L

s-1)


A Figura 26 apresenta a variação da décima primeira medição da vazão realizada em

27 e 28 de fevereiro de 2009. Houve chuvas intensas nos dias anteriores, e chuva fraca no dia

da medição, fazendo com que ocorresse um considerável aumento da vazão. A precipitação

diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi de 260, 290 e 300mm,

respectivamente. O tempo que a bomba de recalque permaneceu em funcionamento foi 13

horas e 22 minutos, e a vazão média foi de 4,07 L s-1

ou 351,64 m3 d

-1. O gráfico apresenta

um pico na variação da vazão no dia 27, que deve-se ao tempo que a bomba de recalque

permaneceu acionada sem intervalos de desligamentos, 5 horas e 43 minutos, podendo ter

sido influenciada pelas elevadas precipitações do dia anterior. Nos demais intervalos de

tempo a bomba de recalque permaneceu acionada entre 6 a 15 minutos ao longo das 24 horas

de medição.

54

0

20

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314

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1

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505

:18

06:1

207

:02

Hora

Vazão

méd

ia (

L s

-1)


A Figura 27 apresenta a variação da décima segunda e última medição da vazão

realizada em 23 e 24 de março de 2009. Houve chuvas intensas até as 14h00 do dia 23 e após

chuva fina e freqüente. A precipitação diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta foi

de 154, 156 e 185mm, respectivamente. O tempo que a bomba de recalque permaneceu em

funcionamento foi 20 horas e 39 minutos, e a vazão média foi de 10,4 L s-1

ou 898,56 m3 d

-1.

Assim como no mês anterior, houve um pico na variação da vazão do dia 23 no início da

medição, quando a bomba de recalque permaneceu acionada durante 5 horas e 43 minutos

ininterruptos. Outro pico na variação foi observado no dia 24 quase ao final da medição, a

bomba de recalque permaneceu acionada durante 4 horas e 24 minutos. O mês de março de

2009 foi o que apresentou a maior vazão durante toda a pesquisa, embora proporcional a

março de 2008.

0

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6

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5

18:2

8

Hora

Vazão

méd

ia (

L s

-1)


55

De acordo com os resultados de medição da vazão afluente, a maior vazão média foi

em março/09 e a menor vazão média foi em setembro/08 conforme Figura 28. A maior

precipitação diária no dia anterior e nos dias de medição e coleta, ocorreu em fevereiro/09 e a

menor precipitação em maio/08.

Considerando que em março/09 foi o início das aulas na universidade podendo ter

ocorrido aumento no número de estudantes freqüentando o Campus, e dezembro/08 o recesso

das aulas, as variáveis vazão média e precipitação não coincidiram. Também observou-se que

a diluição na concentração do esgoto não ocorreu devido à alagamentos e infiltrações pois a

água pluvial não interferiu no tratamento de esgoto da ETE.

0

2

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12

mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 ago/08 set/08 out/08 nov/08 dez/08 jan/09 fev/09 mar/09

Mês

Vazão

méd

ia (

L s

-1)

Figura 28 – Vazão média afluente no período de março de 2008 a março de 2009.

56

6.2 Análises físico-químicas

A temperatura do ar apresentou mínima de 14 ºC em junho/08 e máxima de 25 ºC em

março e novembro de 2008, com média de 21ºC, conforme Figura 29.

Figura 29 – Temperatura do ar no período de março/2008 a março/2009.

A temperatura do esgoto no sistema é um dos fatores ambientais mais importantes na

digestão anaeróbia, uma vez que afeta os processos biológicos de diferentes formas. Para uma

boa eficiência do tratamento a temperatura do sistema deve ser superior a 25° C (COSTA et

al., 2006). A temperatura do esgoto no sistema (Figura 30) para o esgoto bruto ficou entre

25ºC e 31 ºC, na saída do decanto-digestor entre 25 ºC e 32 ºC e na saída do filtro anaeróbio

entre 26 ºC e 32 ºC. A temperatura média no sistema foi 29 ºC, e manteve-se na faixa

favorável ao crescimento microbiano, indicando estreita correlação com a temperatura

ambiente

Figura 30 – Temperatura do esgoto no período de março/2008 a março/2009.

0

4

8

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16

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36

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Mês

Tem

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ra d

o a

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ºC )

57

Com relação ao pH, o crescimento satisfatório das bactérias ocorre numa faixa de 6,5 e

8,2 (COSTA et al., 2006). A Figura 31 apresenta os resultados obtidos para pH no sistema

durante toda a pesquisa, com variação entre 6,66 a 7,76 condizendo com os valores para um

bom desempenho do sistema.

Figura 31 – Valores de pH no período de março/2008 a março/2009.

A alcalinidade expressa a capacidade de tamponamento do meio. O pH está

diretamente relacionado com a alcalinidade e com ácidos voláteis presentes no sistema. As

relações que existem entre os microrganismos e o pH são bastante estreitas, isto é, cada grupo

de bactérias atua em uma faixa própria de pH. Nos processos biológicos o controle é

realizado pela alcalinidade a bicarbonato (BJORNSSON, 2001 apud MIWA, 2007). De

acordo com Metcalf; Eddy (1991) a concentração de alcalinidade para esgotos tipicamente

domésticos é 200 mg L-1

, 100 mg L-1

e 50 mg L-1

para esgotos forte, médio, fraco,

respectivamente. Maiores concentrações de alcalinidade no esgoto bruto foram observadas

em dezembro/08 (287 mg L-1

) e menor em março/08 (127 mg L-1

), conforme Figura 32. No

DD a maior concentração também foi em dezembro/08 (285 mg L-1

) e a menor em

fevereiro/09 (113 mg L-1

). No FA a maior concentração foi em dezembro/08 (300 mg L-1) e a

menor fevereiro/09 (102 mg L-1

). Diferentemente do que ocorreu com todas as outras

variáveis analisadas na pesquisa, apenas a alcalinidade apresentou características típicas de

esgoto doméstico forte que variou em todo o sistema entre 102 mg L-1

a 300 mg L-1

mas que

promoveu uma capacidade de tamponamento no sistema que garantiu que o pH do esgoto

permanecesse numa faixa ideal resultando em constante alcalinidade.

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

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Mês

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Mês

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mg

Ca C

O3 L

-1 )

ponto 1 ponto 2 ponto 3

Figura 32– Concentrações de alcalinidade no período de março/2008 a março/2009.

Segundo Metcalf; Eddy (1991), para valores típicos de esgoto doméstico temos para a

DBO as concentrações de 400 mg L-1

220 mg L-1

e 110 mg L-1

para esgoto forte, médio e

fraco, respectivamente. Conforme a Figura 33 os valores de DBO, no esgoto bruto a maior

concentração foi 66 mg L-1

em março/08 e a menor 25 mg L-1

em abril/08. No DD a maior

concentração de DBO foi 34 mg L-1

em setembro/08 e a menor 15 mg L-1

em março/08. No

FA a maior concentração de DBO obtida foi 24 mg L-1

em dezembro/08 e a menor 11 mg L-1

em março/09. No DD maior eficiência observada foi 77% em março/08 e a menor 16% em

abril/08. No FA a maior eficiência foi 42% em fevereiro/09 e a menor 14% em abril/08. A

DBO esteve muito baixa em todos os períodos, estando muito abaixo daquelas observadas por

Metcalf; Eddy (1991). Isto pode ter ocorrido devido às altas precipitações que podem

ocasionar uma diluição do esgoto da ETE UFMT nas épocas chuvosas além de operar com

baixa carga orgânica. Como pode ser observado nas amostragens, a DBO não apresentou

concentrações maiores no período da seca, isso pode estar relacionado ao grande desperdício

de água nos banheiros do Campus, quando torneiras e vasos sanitários não recebem

manutenção e reparos adequados. Outro ítem a ser observado é o lançamento de resíduos

líquidos dos laboratórios de pesquisa, que podem estar lançando na ETE UFMT resíduos de

metais pesados que mesmo em concentrações muito baixas podem causar a inibição da

atividade biológica no sistema. Outros estudos devem ser realizados para avaliar o quanto o

esgoto muito diluído chega à estação de tratamento, influenciando na sua DBO e

conseqüentemente na eficiência do sistema.

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0

10

20

30

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Mês

DB

O (

mg

L-1

)ponto 1 ponto 2 ponto 3

Figura 33 – Concentrações de DBO no período de março/2008 a março/2009.

Estudo feito por Andrade Neto (2000), revelou que um sistema composto por

decanto-digestor seguido filtros anaeróbios pode operar com eficiência maior que 80% na

remoção de DQO. A título de comparação, a caracterização físico-química dos efluentes

produzidos pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), realizada por Bertolino et all,

(2008) apresentou concentrações de DQO entre 402 a 892 mg L-1

e eficiência em torno de

76%, considerando que essa ampla faixa de variação poderia estar associada ao lançamento de

efluentes de natureza mais complexa, característico dos laboratórios de ensino e pesquisa

daquela Instituição. De acordo com Metcalf; Eddy (1991), esgotos tipicamente domésticos

apresenta concentrações de DQO em torno de 1000 mg L-1

, 500 mg L-1

, 250 mg L-1

para

forte, médio e fraco, respectivamente. Os resultados obtidos nesse estudo revelam uma vez

mais que o esgoto da ETE pode ser considerado muito fraco. Conforme Figura 34, com

relação a concentrações de DQO foram obtidos os seguintes valores 60 a 128 mg L-1

, 30 a 95

mg L-1

e 20 a 102 mg L-1

, para esgoto bruto, DD e FA respectivamente. Revelando um

pequeno aumento na DQO desta última unidade, principalmente na época de estiagem, e em

que o clima se apresentou mais ameno.

Neste estudo, analisando apenas o DD verificou-se maior eficiência 63% em

março/08 e menor 17% em fevereiro/09, não houve remoção de DQO apenas em

novembro/09. Este desempenho do DD revela a ação biológica tanto nos sólidos

sedimentados quanto na parcela solúvel. No FA a maior eficiência registrada foi 67% em

maio/08, seguida de 33% em março/08; em abril, junho, agosto e setembro/08 não houve

remoção, nos outros meses a DQO apresentou eficiência entre 2% e 16%, muito abaixo do

esperado.

60

De acordo com Andrade Neto et al., (1999), os filtros com pedras, utilizando a brita

comercial mostraram-se mais eficientes que a brita nº 4 e esta, por sua vez, mais eficiente que

o seixo rolado. A utilização de brita comercial apresentou a mais alta remoção da DQO,

contudo, o uso de brita comercial (38 mm) implica em maior risco de colmatação do leito

filtrante (preenchimento dos interstícios por lodo) e por isto requer esgotamento mais

freqüente do filtro. O custo da brita comercial é bem menor que o das outras pedras mas o

custo da brita pode justificar esta inconveniência da colmatação. A continuação das pesquisas

deverão ser realizadas para indicar o real problema de tão baixa remoção de DQO no filtro

anaeróbio.

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Mês

DQ

O

( m

g L

-1 )


'

Figura 34 – Concentrações de DQO no período de março/2008 a março/2009.

Com relação a outro nutriente essencial para o processo biológico, de acordo com

Leckie; Stumm (1970) apud Santos (2006), existem várias evidências de que esgotos

domésticos bruto e os efluentes de ETEs são as maiores fontes de nitrogênio e fósforo.

Segundo esses autores, entretanto, é muito difícil estabelecer quanto de fósforo deveria ser

removido, por exemplo, em uma ETE, porque a concentração de fósforo em um corpo

receptor não pode ser prevista meramente a partir da quantidade de fósforo nele disposta e das

condições hidráulicas e hidrográficas. A quantidade de fósforo em um corpo d’água pode ser

afetada mais fortemente pelo tempo de detenção do fósforo (que depende da biota, das

relações de mistura, e das trocas com o sedimento) do que pelo suprimento deste nutriente.

Para Metcalf; Eddy (1991) concentrações de fósforo total para esgotos domésticos

considerados fracos devem estar na faixa de 4 mg L-1

. Deve-se salientar que não foram

determinadas análises de fósforo em março/08. A Figura 35 apresenta as concentrações de

fósforo total, sendo a maior concentração no esgoto bruto de 2,12 mg L-1

em abril/08 e a

61

menor 0,78 mg L-1

em março/09. No DD a maior concentração foi 2,07 mg L-1

em abril/08 e

a menor 0,51 mg L-1

em outubro/08. No FA a maior concentração foi 2 mg L-1

em

novembro/08 e a menor 0,57 mg L-1

em março/09. Melhor eficiência do sistema da remoção

de fósforo total foi verificada em outubro/08. O estudo revela que o sistema apresenta

quantidades de fósforo total proporcionais à concentração da DBO e DQO presentes no

efluente bruto. O sistema estudado não tem como função a remoção de fósforo, mas apresenta

concentrações suficientes para a manutenção da relação C:N:P.

Apesar da dificuldade em estabelecer criteriosamente quanto fósforo pode ser lançado

em um corpo hídrico, em muitos países são empregadas medidas legais que estabelecem

critérios, por meio de diferentes mecanismos, para limitar a disposição de fósforo total em

corpos hídricos receptores. A Resolução CONAMA Nº 357 de 17/03/2005, que substitui a

Resolução CONAMA Nº 20 de 18/06/1986, passou a estabelecer padrões de qualidade a

serem mantidos considerando não apenas a classe dos corpos receptores, mas também a

velocidade da água no mesmo. A concentração de fósforo total para lançamento em águas

doces, Classe 2, passou de 0,025 mg L-1

(CONAMA 20) para 0,050 mg L-1

(CONAMA 357),

na maioria dos casos, passaram a ser menos restritivos, provavelmente devido a grande

dificuldade que havia no cumprimento dos limites estabelecidos na resolução anterior, apesar

de os novos limites ainda continuarem bastante restritivos.

0

0,5

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2

2,5


Mês

Fó

sfo

ro (

mg

L-1

)


Figura 35 – Concentrações de fósforo no período de março/2008 a março/2009.

62

O teor de sólidos totais no afluente serve também para classificar os esgotos em forte,

fraco e médio, sendo que a determinação e amostras colhidas ao longo do tratamento permite

avaliar a eficiência do processo. Sólidos voláteis representam a estimativa da matéria

orgânica presente nos sólidos, ao passo que os sólidos fixos representam a matéria inorgânica

ou mineral. Sólidos dissolvidos são aqueles que possuem o tamanho da partícula menores que

os dos sólidos voláteis e fixos e que, são as partículas capazes de passar por um papel de filtro

de tamanho especificado. Esta análise possibilitou determinar a quantidade total do material

presente no sistema:

Em relação a concentrações de ST foram obtidos os seguintes valores; 144 a 559 mg

L-1

, 260 a 445 mg L-1

, 221 a 434 mg L

-1,

para esgoto bruto, DD e FA respectivamente.

Conforme a Figura 36 a eficiência para ST no DD foi maior 31% em dezembro/08 e menor

5% em maio/08; em março, abril, junho e setembro/08 e março/09 não houve remoção. No

FA a eficiência foi maior 20% em março/08 e menor 2% em novembro/08, apenas em

abril/08 não houve remoção. Excepcionalmente em junho/08 os valores de ST no decanto

digestor e FA aumentaram quase o dobro do valor em relação ao esgoto bruto.

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Mês

Só

lid

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ota

is (

mg

L-1

)


Figura 36 – Concentrações de Sólidos Totais no período de março/2008 a março/2009.

Para concentrações de STF foram obtidos os seguintes valores; 78 a 340 mg L-1

, 23 a

290 mg L-1

,

102 a 279 mg L-1

,

para esgoto bruto, DD e FA respectivamente. Conforme a

Figura 37 a eficiência de STF no DD foi maior 90% em agosto/08 e menor 9% em março/09;

em março, maio, junho, setembro, dezembro/08 e fevereiro/09 não foi registrado remoção de

STF. No FA a eficiência foi maior 17% em maio/08 e menor 4% em junho/08; em abril,

agosto, setembro, novembro/08 e março/09 não foi registrado remoção de STF. Da mesma

forma como ocorreu com ST em junho/08, valores de STF aumentaram no DD e FA mais que

63

o dobro em relação ao esgoto bruto. Já em agosto houve uma remoção de STF apenas no DD

de 90% mas não houve remoção no FA.

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Mês

Só

lid

os T

ota

is F

ixo

s (

mg

L-1

)


Figura 37 – Concentrações de Sólidos Totais Fixos no período de março/2008 a março/2009.

Para concentrações de STV foram obtidos os seguintes valores; 12 a 228 mg L-1

, 8 a

230 mg L-1

, 15 a 198 mg L-1

, para esgoto bruto, DD e FA respectivamente.

A eficiência de

STV no DD foi maior 75% em dezembro/08 e menor 17% em setembro/08; em agosto e

novembro/08 e março/09 não houve remoção (Figura 38). No FA a eficiência foi maior 100%

em março/08 e menor 2% em dezembro/08; em abril e março/08 não houve remoção.

Observando o gráfico abaixo nota-se que STV apresentou elevada variação na concentração e

eficiência do DD e FA durante todo o período da pesquisa, agosto/08 novamente apresenta

baixa eficiência com concentrações de STV no DD e FA muito mais elevadas que do esgoto

bruto, por outro lado, dezembro/08 apresenta bom desempenho na remoção de STV apenas no

DD.

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MARÇO ABRIL MAIO JUNHO AGOSTO SETEMBRO OUTUBRO NOVEMBRO DEZEMBRO JANEIRO FEVEREIRO MARÇO

Mês

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ota

is V

olá

teis

( m

g L

-1)


Figura 38 – Concentrações de Sólidos Totais Voláteis no período de março/2008 a

março/2009.

64

Estudo feito por Andrade Neto (2000), revelou que um sistema composto por

decanto-digestor seguido de filtros anaeróbios pode operar com eficiência de 90% na remoção

de SS. Costa et al., (2006) obtiveram como resultados em suas pesquisas eficiência entre 70%

e 80% na remoção de SS.

Em relação a concentrações de SST foram obtidos os seguintes valores; 17 a 93 mg L-

1 , 13 a 52 mg L

-1, 3 a 28 mg L

-1, para esgoto bruto, DD e FA respectivamente. Conforme

Figura 39 a eficiência de SST no DD foi maior 71% em dezembro/08 e menor 24% em

abril/08, apenas em fevereiro/09 não houve remoção. No FA a eficiência maior foi 81% em

maio/08 e menor 3% em junho/08, apenas em agosto/08 não houve remoção. Com exceção de

fevereiro/09 houve um bom desempenho do DD, enquanto que o FA apresentou razoável

desempenho na remoção de SST. Das frações de sólidos analisadas na pesquisa, SST foi a que

apresentou melhores resultados, o DD apresentou eficiência na remoção de SST em todos os

meses com exceção apenas de fevereiro/09, já no FA foram registradas as menores

eficiências de remoção em junho e agosto/08.

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Mês

Só

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em

Su

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en

são

To

tais

( m

g L

-1)


Figura 39 – Concentrações de Sólidos em Suspensão Totais no período de março/2008 a

março/2009.

Para concentrações de SSF foram obtidos os seguintes valores; 3 a 28 mg L-1

, 0 a 18

mg L-1

, 0 a 14 mg L-1

, para esgoto bruto, DD e FA respectivamente. Conforme Figura 40 a

eficiência de SSF no DD foi 100% em abril/08 e menor 8% em junho/08; em setembro,

dezembro/08 e fevereiro/09 não houve remoção. No FA a eficiência maior foi 73% em

março/08 e menor 20% em outubro/08; em abril, junho, agosto/08 e março/09 não houve

remoção. Períodos de elevadas precipitações apresentaram maiores concentrações de SSF e

também melhores desempenhos de remoção de SSF no DD.

65

0

5

10

15

20

25

30


Mês

Só

lid

os e

m S

usp

en

são

Fix

os (

mg

L-1

)


Figura 40 – Concentrações de Sólidos em Suspensão Fixos no período de março/2008 a

março/2009.

Para concentrações de SSV foram obtidos os seguintes valores; 2 a 90 mg L-1

, 11 a 34

mg L-1

, 2 a 15 mg L-1

, para esgoto bruto, DD e FA, respectivamente. Conforme Figura 41 a

eficiência de SSV no DD foi maior 75% em dezembro/08 e menor 32% em março/08; em

abril, outubro, novembro/08, fevereiro e março/09 não houve remoção. No FA a eficiência

maior foi 91% em agosto/08 e menor 22% em junho/08, FA apresentou remoção em todos os

meses pesquisados. Embora o DD não tenha apresentado um bom desempenho, o FA

apresentou ótimos resultados, promovendo a remoção de SSV durante todo o período da

pesquisa. Observou um considerável aumento na concentração de SSV no período de

estiagem, e em dezembro/08 e janeiro/09 considerando serem estes os períodos de

precipitações bem mais elevadas que dos meses anteriores.

0

10

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Mês

Só

lid

os

e

m S

us

pe

ns

ão

V

olá

teis

( m

g L

-1 )


Figura 41 - Concentrações de Sólidos em Suspensão Voláteis no período de março/2008 a

março/2009.

66

Em relação a concentrações de SDT foram obtidos os seguintes valores; 33 a 508 mg

L-1

, 208 a 426 mg L-1

, 202 a 428 mg L-1

, para esgoto bruto, DD e FA, respectivamente.

Conforme a Figura 42 a eficiência de SDT no DD foi maior 22% em fevereiro/09 e menor

1% em agosto/08; em março, abril, maio, junho setembro/08 e março/09 não houve remoção.

No FA a eficiência maior foi 16% em março/08 e menor 2% em setembro/08; em abril e

novembro/08 não houve remoção. Excepcionalmente em junho/08 e setembro/08

concentrações de SDT no DD e FA foram mais elevadas que do esgoto bruto.

0

100

200

300

400

500

600


Mês

Só

lid

os

Dis

so

lvid

os

To

tais

( m

g L

-1)


Figura 42 - Concentrações de Sólidos Dissolvidos Totais no período de março/2008 a

março/2009.

Para concentrações de SDF foram obtidos os seguintes valores; 3 a 316 mg L-1

, 1 a 27,

2 a 247 mg L-1

, para esgoto bruto, DD e FA, respectivamente. Conforme a Figura 43 a

eficiência de SDF no DD foi maior 86% em agosto/08 e menor 6% em outubro/08; em

março, abril, maio, setembro, dezembro/08, fevereiro, e março/09 não houve remoção. No FA

a eficiência maior foi 33% em setembro/08 e menor 4% em janeiro/09; em abril, junho,

agosto, novembro/08 e março/09 não houve remoção. O gráfico abaixo revela que as menores

concentrações de SDF no sistema durante o período da pesquisa foi em junho/08, agosto/08 e

setembro/08, isso ocorreu provavelmente pelo fato ser um período de estiagem, desta maneira

sendo carreado muito pouco material inorgânico (principalmente areia) presente no esgoto

bruto, para dentro do reator.

67

0

50

100

150

200

250

300

350


Mês

Só

lid

os

Dis

so

lvid

os

Fix

os

(m

g L

-1)


Figura 43 – Concentrações de Sólidos Dissolvidos Fixos no período de março/2008 a

março/2009.

Para concentrações de SDV foram obtidos os seguintes valores; 3 a 217 mg L-1

, 2 a

219 mg L

-1, 0 a 196 mg L

-1, para esgoto bruto, no DD e FA respectivamente. Conforme a

Figura 44 a eficiência de SDV no DD foi 100% em março/08 e menor 9% em agosto/08; em

novembro/08, janeiro e março/09 não houve remoção. No FA a eficiência maior foi 50% em

junho/08 e menor 3% em agosto/08; em março, abril, maio, outubro, dezembro/08 e

fevereiro/09 não houve remoção.

0

50

100

150

200

250


Mês

Só

lid

os D

isso

lvid

os V

olá

teis

( m

g L

-1)


Figura 44 - Concentrações de Sólidos Dissolvidos Voláteis no período de março/2008 a

março/2009.

68

Com relação a concentrações de sólidos sedimentáveis foram obtidos valores de 0,2 a

6,5 mL L-1

para esgoto bruto, 0 a 0,7 mL L-1

no DD e 0 a 0,2 mL L-1

no FA. Conforme Figura

45 a eficiência de Sólidos Sedimentáveis no DD foi 100% de junho/08 a março/09, 30% em

março/08, 90% em abril/08 e 67% em maio/08. No FA a eficiência foi 86% em março/08 e

80% em maio/08, não houve remoção em abril/08. Em agosto, setembro, novembro/08 e

janeiro/09 houve uma pequena concentração de S.Sed. no FA. O aumento da vazão não

influenciou o comportamento do sistema na remoção de S.Sed. Outubro/08 apresentou

concentrações de S.Sed. muito elevadas, isso ocorreu após o longo período de estiagem.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0


Mês

Só

lid

os S

ed

imen

táveis

(m

LL

-1)


Figura 45 - Concentrações de Sólidos Sedimentáveis no período de março/2008 a

março/2009.

69

Com relação ao Nitrogênio Total Kjeldhal (NTK), das amostras determinadas, em três

não foram detectadas a presença de NTK, pois o aparelho só mede níveis de NTK acima de

1 mg L-1

. Em outras três amostras os resultados apresentaram variação muito distintas, não

sendo viável a apresentação dos resultados obtidos na pesquisa.

Como a matéria orgânica presente no sistema é muito baixa, mostrado pelos resultados

de DQO, DBO e SSV, a tendência é de que o nitrogênio orgânico também seja e

conseqüentemente o NTK. A possibilidade de presença de O2 dissolvido no sistema de

tratamento, associado às baixas concentrações de matéria orgânica, podem fazer com que o

processo não siga totalmente anaeróbio, ocorrendo a formação de nitrogênio na forma de

nitrato (N-NO3) e não de amônia (N-NH3) como é determinada pela metodologia Kjeldhal.

Portanto, os baixos níveis de NTK podem ter sido devido à ocorrência de nitrificação antes do

esgoto bruto entrar no sistema. As variáveis temperatura do ar, temperatura do esgoto, pH,

alcalinidade e fósforo apresentaram valores condizentes com o bom desempenho do sistema.

70

O estudo revelou ainda que a carga orgânica volumétrica (COV) presente no sistema é

insuficiente para um bom desempenho do sistema, a Tabela 4 apresenta os valores de COV,

estando em todo o período da pesquisa abaixo de 1,0 kg DBO m3 d

-1. ETE’s convencionais

apresentam valores de COV entre 1,0 a 6,0 kg DBO m3 d

-1 para um bom desempenho em suas

unidades.

Tabela 4 – Carga Orgânica Volumétrica (COV).

Carga Orgânica Volumétrica (COV)

MESES

COV mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 ago/08 set/08

(kg DBO m3 d

- 1) 0,98 0,11 0,15 0,16 0,19 0,14

MESES

COV out/08 nov/08 dez/08 jan/09 fev/09 mar/09

(kg DBO m3 d

-1) 0,36 0,21 0,21 0,26 0,34 0,5

Conforme Tabela 5 o estudo revelou que o melhor desempenho mensal no DD para a

remoção de DBO, DQO, ST, STF, STV, SST, SSF, SSV, SDT, SDF, SDV e S.Sed.,

representando 91,66% das variáveis analisadas foi em agosto/08 ( não removeu apenas STV) ,

outubro/08 ( não removeu apenas SSV) e janeiro/09 (não removeu apenas SDV). Menor

remoção, representando 50% das variáveis analisadas foi observada em março/09 (não

removeu ST, STV, SSV, SDT, SDF, SDV), e representando 41,66% em setembro/08 (não

removeu ST, STF, SSF, SDT, SDF) e fevereiro/ 09 (não removeu STF, SST, SSF, SSV,SDF).

Já o melhor desempenho mensal no FA, representando 91,66% foi em outubro/08 (não

removeu apenas SDV), dezembro/08 (não removeu apenas SDV) e fevereiro/09 (não removeu

apenas SDV). O menor desempenho representando 66,66% das variáveis analisadas foi

abril/08 ( removeu apenas DBO, SST e SSV) e representando 41,66% foi em agosto/08 (não

removeu DQO, STF, SST, SSF e SDF).

71

Tabela 5 – Eficiência do sistema.

EFICIÊNCIA (%)

Parâmetro Unidade Mês

E.máx. E. Méd. E. Mín. DP mar/08 abr/08 mai/08 jun/08 ago/08 set/08 out/08 nov/08 dez/08 jan/09 fev/09 mar/09

DBO DD 77 16 27 33 37 29 40 33 45 45 37 38 77 38 16 14,7

FA 0 14 41 41 31 38 32 30 20 37 42 37 42 30 0 12,8

DQO DD 63 50 26 29 30 42 24 0 23 36 17 23 63 30 0 16,2

FA 33 0 67 0 0 0 3 14 16 7 2 14 67 13 0 19,7

ST DD 0 0 0 0 10 0 20 20 31 24 9 0 31 10 0 11,4

FA 20 0 8 5 3 4 6 2 6 9 15 8 20 7 0 5,6

STF DD 0 58 0 0 90 0 11 37 0 20 0 9 90 19 0 28,9

FA 12 0 17 4 0 0 7 0 7 5 15 0 17 6 0 6,2

STV DD 71 29 30 70 0 17 43 0 75 31 31 0 75 33 0 27,4

FA 100 0 0 25 6 17 2 14 2 18 15 10 100 17 0 27,2

SST DD 27 24 50 51 59 49 66 63 71 58 0 54 71 48 0 20,6

FA 57 77 81 3 0 27 30 68 30 50 63 26 81 43 0 27,3

SSF DD 21 100 67 8 86 0 72 67 0 85 0 79 100 49 0 39,3

FA 73 0 67 0 0 33 20 50 20 67 28 0 73 30 0 28,3

SSV DD 32 0 45 62 55 53 0 0 75 72 0 0 75 33 0 31,0

FA 40 29 83 22 91 26 32 82 32 48 82 38 91 50 22 26,1

SDT DD 0 0 0 0 1 0 7 16 9 17 22 0 22 6 0 8,1

FA 16 0 3 5 5 2 3 0 3 5 3 7 16 4 0 4,2

SDF DD 0 0 0 8 86 0 6 34 0 14 0 0 86 12 0 25,3

FA 9 0 15 0 0 33 7 0 7 4 14 0 33 7 0 9,7

SDV DD 100 31 25 89 9 1 11 0 76 0 46 0 100 32 0 37,0

FA 0 0 0 50 3 15 0 11 0 6 0 40 50 10 0 17,0

S. Sed. DD 30 90 67 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 91 30 21,4

FA 86 100 80 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 97 80 6,7

Legenda:

E.Máx. – Eficiência máxima E.Méd - Eficiência média E. Mín. - Eficiência mínima DP - Desvio Padrão

72

7. CONCLUSÃO

Nesta pesquisa procurou-se identificar os possíveis problemas existentes na ETE

UFMT Campus Cuiabá, analisar o seu funcionamento, a qualidade do efluente final e os

processos físico-químicos e biológicos que ocorreram no sistema de tratamento durante o

período de março de 2008 a março de 2009.

Os resultados obtidos revelaram que em relação à remoção de matéria orgânica, o

sistema de tratamento ETE UFMT Campus Cuiabá apresentou eficiência máxima de 77% e

eficiência mínima de 16% no DD; eficiência máxima de 42% e eficiência mínima de 14% no

FA. A remoção global máxima no sistema foi 59%. De acordo com os resultados, os valores

de remoção de matéria orgânica obtidos durante o período da pesquisa estão abaixo das

expectativas mostradas pela literatura. A literatura apresenta remoções de DBO na faixa de 75

a 95%, sendo a maior remoção obtida em locais de temperaturas superiores a 25°C, caso da

temperatura utilizada na experiência.

Com relação à remoção de sólidos em suspensão o DD apresentou eficiências entre 77

a 24%, 100 a 8% e 75 a 32% para SST, SSF e SSV respectivamente. Para SST, no DD

obtiveram-se eficiência em todos os meses de pesquisa, já para SSF e SSV houve meses em

que não obtiveram-se remoção. No FA foram observadas eficiências entre 3 a 81 %, 20 a 73

% e 22 a 91 %, para SST, SSF e SSV respectivamente. Apesar da eficiência de SST no FA ter

decaído até 3% ainda apresentou remoção em todos os meses da pesquisa, já para SSF e SSV

não houve remoção em pelo menos três meses distintos durante toda a pesquisa. O FA não

apresentou remoções significativas, possivelmente devido ao lodo que o reator estava

liberando. Observa-se que a remoção tendeu a decair devido os sólidos que deveriam ficar

retidos no tanque séptico passarem para o filtro biológico deixando-o com excesso de lodo.

Embora a operação dos filtros anaeróbios seja muito simples, não pode ser

negligenciada. É necessário que se proceda, periodicamente, a remoção do excesso de lodo do

meio filtrante, e sugere-se realização de estudos em decanto-digestor, utilizando-se diferentes

tipos de meio suporte, como base para desenvolvimento das bactérias, além do

monitoramento e limpeza no filtro anaeróbio.

73

O aumento da vazão afluente na ETE UFMT principalmente nas épocas chuvosas

propicia o carreamento de vários tipos de materiais inorgânicos para dentro da unidade

contribuindo para elevados teores de sólidos fixos no sistema. Sugere-se a implantação de

tratamento preliminar (grade e caixa de areia) na estação de tratamento a fim proteger as

bombas de recalque, tubulações e as unidades subsequentes, evitar a abrasão nas bombas,

obstrução nas tubulações além de facilitar o transporte do líquido.

Deve-se ressaltar que a contribuição do esgoto da terceira etapa do bairro Jardim das

Américas que é coletado pela ETE UFMT é de suma importância para o bom desempenho do

sistema, uma vez que essa fração alimenta o sistema contribuindo positivamente para o

aumento da massa e da atividade microbiana, considerando que este tipo de sistema possui

melhor desempenho com altas taxas de matéria orgânica, e que esse desempenho pode estar

sendo afetado pela baixa carga orgânica presente no sistema atualmente, a estação pode ainda

receber a contribuição de esgotos de outros bairros próximos ao Campus.

Para obtenção de melhores resultados será necessário um aumento no tempo de

detenção hidráulica do sistema ou um pós-tratamento para o efluente. Ainda que bem

adequados em relação à remoção de matéria carbonácea dos esgotos, os reatores anaeróbios

não são eficientes na remoção de nutrientes (N e P) e na eliminação de microrganismos

patogênicos (vírus, bactérias, protozoários e helmintos) necessitando, portanto, de uma etapa

de pós-tratamento de seus efluentes, como por exemplo, tratamento físico-químico.

Pelo exposto, pode-se concluir que, para tratamento de esgotos sanitários em regiões

de clima quente, o uso de sistemas totalmente anaeróbios, compostos com filtro anaeróbio

antecedido de decanto-digestor, é perfeitamente viável, tanto do ponto de vista tecnológico

como econômico, e pode propiciar efluentes com concentrações médias de DBO inferiores a

60 mg.L-1

e de sólidos em suspensão inferiores a 20 mg.L-1

, que facilita a desinfecção, com

ótimo aspecto visual e sem problemas de maus odores.

74

8. RECOMENDAÇÕES

Realizar uma gestão ambiental efetiva, sendo necessário, primeiramente, que o grupo

gestor conheça o sistema de tratamento de esgotos tecnicamente; valorizar o sistema

preconizado e sua importância, conhecendo os problemas e como eles podem interferir em

todo o sistema, levar em consideração as interferências que os sistemas de tratamento de

esgotos têm com os demais sistemas de saneamento, como água, drenagem e resíduos sólidos.

Rever a limitação da DBO, seja qual for a legislação a ser considerada. Apesar da

grande aceitação e de todas as vantagens inerentes aos reatores anaeróbios, permanece nestes

sistemas a grande dificuldade em produzir um efluente (sem pós-tratamento) dentro dos

padrões estabelecidos pela legislação ambiental, isso é o que tem sido, provavelmente, a

maior restrição ao uso de sistemas anaeróbios. A legislação federal e as estaduais

classificaram os seus corpos de água, em função dos usos preponderantes, tendo sido

estabelecidos, para cada classe de água, os padrões de qualidade a serem obedecidos, sendo

no Brasil, maioria dos corpos d’água receptores enquadrados na classe 2. A DBO é um dos

parâmetros que mais tem merecido a atenção dos órgãos de controle ambiental do País, a

Resolução CONAMA 357 (2005) preconiza que o valor limite de DBO a ser lançado no corpo

receptor seja de 5 mg L-1

, vários Estados brasileiros têm imposto um limite de DBO do

efluente de 60 mg.L-1

, como é o caso, por exemplo, de São Paulo, Paraná e Minas Gerais. Em

outros Estados, se tem utilizado o conceito de eficiência de remoção mínima, e em outros,

ainda, como o Rio de Janeiro, a remoção mínima ou a concentração máxima de DBO, em

função da carga orgânica bruta, no Rio Grande do Sul, foram estabelecidas concentrações

máximas para faixas de vazões efluentes.

É importante observar que as águas residuárias nunca sejam lançadas in natura no

meio ambiente, ainda que a melhor escolha do sistema de tratamento não seja a mais

adequada, os efluentes devem sempre receber algum tipo de tratamento antes de serem

lançadas no corpo receptor, considerando que o controle da poluição está diretamente

relacionado com a proteção da saúde pública, com a garantia do meio ambiente

ecologicamente equilibrado e a melhoria da qualidade de vida.

75

Observar o estudo técnico-econômico de escolha de alternativas. Sistemas de

tratamento anaeróbio apresentam diversas características favoráveis como o baixo custo,

simplicidade operacional e baixa produção de sólidos, aliadas às condições ambientais, onde

há a predominância de elevadas temperaturas.

Iniciar gestão dos resíduos líquidos gerados nos laboratórios da UFMT, todos eles, a

fim de se evitar o lançamento de produtos químicos inibidores do processo biológico.

Ampliar o sistema, objeto deste trabalho, com unidades piloto que promovam a

remoção de nutrientes, visando com isto instalar um centro de tratamento avançado de

efluentes, utilizando o tratamento terciário e promovendo o reúso de água no Campus

Universitário, disponibilizando estas facilidades ao setor acadêmico da UFMT e a

comunidade em geral, na forma de uma Estação Escola, para fins de treinamento ensino e

pesquisa.

76

9. BIBLIOGRAFIA

AISSE, M. M. Sistemas econômicos de esgotos sanitários. ABES. Rio de Janeiro, 2000.

192p.

ANA. Agência Nacional de Águas. Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil. 2009.

http://conjuntura.ana.gov.br/conjuntura/srh_su_s.htm Acessado em 15/12/2009.

ARCEIVALA, S. J. Wastewater treatment and disposal. Marcel Cekker, New York,

1981.892 p.

ANDRADE NETO, C. O. Sistemas simples para tratamento de esgotos sanitários.

Association on Sanitary and Environmental Engineering. 1997. 300p.

ANDRADE NETO C.O.; PEREIRA M.G.; SANTOS, H.R.; MELO, H.N.S. Filtros

Anaeróbios de Fluxo Descendente Afogados, com Diferentes Enchimentos. 20º Congresso

Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro – RJ, 1999.

ANDRADE NETO, C.; MELO, H.N.S.; PEREIRA, M.G.; LUCAS FILHO, M. Filtros com

Enchimento de Diferentes Materiais. In: CHERNICHARO, C.A.L. (Coord.) Pós-

tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios. Coletânea de Trabalhos Técnicos. Belo

Horizonte: Projeto PROSAB, 2000. p. 220.

AWWA/APHA/WEF. Standard Methods for Examination of Water. 20th ed. New York.

American Public Health Association. 1998.

BANCO MUNDIAL. Gerenciamento de Recursos Hídricos. Fernando Antonio Rodriguez,

coord.; tradução Henrique Chaves. Brasília: Secretaria de Recursos Hídricos. 1998.

BERTOLINO, S.M.; CARVALHO, C.F.; AQUINO, S.F. Caracterização e

biodegradabilidade Aeróbia e Anaeróbia dos esgotos produzidos em Campus Universitário.

Revista Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental. v. 13, n. 3, Jul-Set, 2008. p. 271-

277

http://conjuntura.ana.gov.br/conjuntura/srh_su_s.htm

77

CAMPOS, J.R. Biomassa Fixa: Reatores Anaeróbios. Anais do III Taller y Seminario

Latinoamericano “Tratamiento Anaerobio de Aguas Residuales”. Montevidéo. out. 1994,

p.169-184.

CAMPOS, J. R. et alli . Tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e

disposição controlada no solo. PROSAB. Abes, Rio de Janeiro, 1999.

CATUNDA, P. F.; van HAANDEL, A. C. . Activated sludge settlers: design and

optimization. Water Sci. Tech., v.19, 1980. p. 613-623.

CHERNICHARO, C. A. L. . Reatores anaeróbios. SEGRAC. Belo Horizonte, 1997. 246 p.

CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Ministério do Meio Ambiente. Resolução

nº 357 de 17 de março de 2005. Diário Oficial da União. Brasília. Seção 1, p. 58 – 63. 2005

COSTA, A.A.O.; ARAÚJO, A.L.C.; NOBRE, P.M. Avaliação da eficiência de um reator

anaeróbio compacto. I Congresso de Pesquisa e Inovações da Rede Norte Nordeste de

Educação Tecnológica. Natal – RN, 2006.

CPTEC. Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos. PCD - Plataforma de Coleta

de Dados, Meteorologia. Disponível no site: www.satelite.cptec.inpe.br. Acessado em

01/05/2009.

DIXON, N. G. H.; GAMBRILL, M. P.; CATUNDA, P. F.; van HAANDEL, A. C. Removal

of pathogenic organisms from the effluent of na upflow anaerobic digester using waste

stabilization ponds. Water Science Tech., v.31, 1995. p. 275-284

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuárias. Disponível no site:

www.sistemasdeprodução.cnptia.embrapa.br Acessado em 30/04/2009.

FÓRUM MUNDIAL DA ÁGUA. Istambul – Turquia, Março de 2009. Disponível no site:

www.globo.com Acessado em 20/03/2009.

http://www.satelite.cptec.inpe.br/

http://www.sistemasdeprodução.cnptia.embrapa.br/

http://www.globo.com/

78

GOMES, L.A.; AL-MALACK M.H.; ANDERSON G.K. Treatment of Anaerobic Expanded

Bed Reactor Effluent Using Crossflow Microfiltration. Journal of Environmental Science

and Health, v.A31, n.10, London – UK, 1996. p. 2635 – 2649

GUIMARÃES, P.; ANDRADE NETO, C.O.; MELO, H.N.S. Sistema Compacto Decanto-

Digestor e Filtros Anaeróbios Ascendentes e Descendentes. 20º Congresso Brasileiro de

Engenharia Sanitária e Ambiental. Rio de Janeiro – RJ, 1999.

GUJER, W.; ZEHNDER, A. J. B. Conversion processes in anaerobic digestion. Water

Science Tech., v. 65, 1983, p. 2030.

IBGE. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA. Pesquisa Nacional

de Saneamento Básico 2006. Rio de Janeiro, IBGE 2006. Disponível em:

http://www.ibge.gov.br. Acessado em: 20/10/2008.

JHUNG, J. K.; CHOI, E. A comparative study of UASB and anaerobic fixed film reactors with

development of sludje granution. Water Science Tech., v. 29, 1995. p. 271-277

JORDÃO, E.P.; PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. 3ª ed. Rio de Janeiro;

ABES, 1995. 720 p.

MAITELLI, G. T. Uma abordagem tridimensional de clima urbano em área tropical

continental. O exemplo de Cuiabá – MT. 1994. Tese (Doutorado) - Faculdade de Filosofia e

Ciências Humanas, Universidade de São Paulo, 1994.

MARA, D. D., PEARSON, H. Artificial freshwater environmental: Waste stabilization ponds.

In Biotechology. v. 8, p. 177-206, 1986.

MEDEIROS FILHO, C. F. Efeito da variação temporal da vazão sobre o desempenho de um

reator UASB. 2000. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal da Paraíba, Campina

Grande – PB, 2000.

http://www.ibge.gov.br/

79

MIETTINEN, T.; et al. Multivariate monitoring of a biological wastewater treatment process:

a case study at Melbourne Waters Western Treatment Plant. Chemometrics and Intelligent

Laboratory Systems. v. 73, p. 131-138. 2004.

METCALF; EDDY. Wastewater Engineering: Treatment, Dispoosal and Reuse. McGraw-

Hill 3rd Edition, Singapore, 1991. 1334 p

MIWA, A.C.P. Avaliação do funionamento do sistema de tratamento de esgoto de Cajati,

Vale do Ribeira de Iguape (SP), em diferentes épocas do ano. 2007. Tese (Doutorado) -

Programa de Pós-Graduação e Área de Concentração em Hidráulica e Saneamento, Escola de

Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2007.

OLIVA, L. C. H. V. Tratamento de esgotos sanitários com reator anaeróbio de manta de

lodo (UASB). Protótipo: desempenho e respostas dinâmicas às sobrecargas hidráulicas.

1997. Tese (Doutorado em Hidráulica e Saneamento), Escola de Engenharia de São Carlos,

USP, 1997.

PINHO, J. H. Desempenho Operacional da ETE de Cabanga, Recife, PE. 1993. Dissertação

(Mestrado) - Universidade Federal da Paraíba. Campina Grande – PB, 1993.

PIVELLI, R.P.; KATO, M.T. Qualidade da água e poluição: aspectos físico-químicos.

ABES, São Paulo, 2005. 285 p.

PROAD. Pró-Reitoria Admistrativa. Universidade Federal de Mato Grosso. Cuiabá. 2008.

QUARMBY, J.; FORSTER, C. F.. An examination of the structure of uasb granules. Water

Science Tech., v. 29, 1995. p. 2449-2454.

SANECAP. Companhia de Saneamento da Capital. Cuiabá. Disponível no site:

http://www.sanecap.com.br/TNX/index.php?sid=82 Acessado em 18/09/2008.

SAYED, S. K. I. Anaerobic Treatament of Slaugterhouse Wastewater Maing the UASB

Process. Univ. de Wageningen. Wageningen, Holanda, 1987.

http://www.sanecap.com.br/TNX/index.php?sid=82

80

SNIS. Sistema Nacional de Informações Sobre o Saneamento. Ministério das Cidades.

Brasília. Disponível no site: http://www.snis.gov.br Acessado em 14/06/2008.

STUMM, W.; LECKIE, J.O. Phosphate exchange with sediments: Its role in the productivity

of surface waters. In: Advances in Water Pollution Research. Vol. 2. Pergammon, Oxford.

pp. 26/1-26/16. 1970

VAN HAANDEL, A. C. Influence of the digested cod concentration on the alkalinity

requirement in anaerobic digesters. Water Science Tech., v. 30, 1994. p. 23-24

VAN HAANDEL, A. C.; LETTINGA, G.. Tratamento Anaeróbio de Esgotos: Um Manual

para Regiões de Clima Quente. Epgraf. Campina Grande, 1994. 240 p.

VAN HAANDEL, A. C.; VERTON, P. Evaluation of institutional and Technological aspects

related to the collection and treatment of sewage by SANEPAR in the state of Paraná-Brasil.

World Bank. Curitiba, 1994.

VARGAS, M.C.; LIMA, R.F. Concessões privadas de saneamento no Brasil: bom negócio

para quem? Revista Ambiente & Sociedade. v. 7, n. 2. Jul – Dez, 2004.

VON SPERLING, M. Princípios básicos do tratamento de esgotos. Volume 2. Belo

Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Universidade Federal de

Minas Gerais, 2005. 211 p.

YE, R.W.; THOMAS, S.M.. ―Microbial nitrogen cycles: physiology, genomics and

application‖. Current Opinion in Microbiology. 4 pp. 307-312. 2001.

http://www.snis.gov.br/

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