O ESTADO DA ARTE DA TECNOLOGIA EM

SANEAMENTO AMBIENTAL

Tratamento de esgotos

Marcos von Sperling

Universidade Federal de Minas Gerais

Valor EconômicoSeminário Tecnologia e Eficiência em Saneamento Ambiental

8 Dezembro 2010

DESAFIOS NO TRATAMENTO DE ESGOTOS

Implantar ETEs

Desafios da ausência do tratamento de esgotos:

DESAFIOS NO TRATAMENTO DE ESGOTOS

• Receber esgotos nas ETEs (interceptores)

• Garantir o funcionamento das instalações e equipamentos

• Garantir um nível operacional adequado (treinamento)

• Garantir o atendimento à legislação ambiental ou a metas

• Incorporar a remoção de organismos patogênicos

• Incorporar a remoção de nutrientes, quando necessário

• Gerenciar o lodo produzido

• Reduzir custos operacionais

• Expandir as ETEs se necessário

• Garantir a sustentabilidade ambiental das ETEs

• Possibilitar utilização produtiva do efluente, lodo e biogás

Desafios da existência de tratamento de esgotos:

MAS O DESAFIO ESTÁ APENAS NO

TRATAMENTO DE ESGOTOS?

PNSB 2008 (IBGE, 2010)

%

SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO

CUSTOS GLOBAIS DE IMPLANTAÇÃO

Fonte: von Sperling (2007); Salazar (2010)

Data base: abril 2010 (levantamento em vários sistemas); US$1,00 = R$1,70

Percentis 25% e 75%

SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS

• No Brasil, não há limitação tecnológica para o

tratamento dos esgotos

• Excelente exemplo de repasse de tecnologia das

universidades para o setor produtivo: PROSAB

• Soluções consolidadas + alternativas recentes

RESOLUÇÃO CONAMA 357/05Padrões do corpo d´água e de lançamento

Maior controle sobre os padrões de lançamento,

mas necessidade de cumprir também padrões do

corpo d’água

PARÂMETROS DE INTERESSE PARA ESGOTOS SANITÁRIOS

RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 - CORPOS DE ÁGUA DOCE

Parâmetro Unidade Águas doces

1 2 3 4

DBO5 mg/L 3 5 10

OD mg/L 6 5 4 2

N amoniacal total (pH 7,5) mgN/L 3,7 3,7 13,3

N amoniacal total (7,5<pH 8,0) mgN/L 2,0 2,0 5,6

N amoniacal total (8,0<pH 8,5) mgN/L 1,0 1,0 2,2

N amoniacal total (pH>8,5) mgN/L 0,5 0,5 1,0

Nitrato mgN/L 10,0 10,0 10,0

Nitrito mgN/L 1,0 1,0 1,0

P total (ambiente lêntico) mgP/L 0,020 0,030 0,050

P total (amb. interm. e tribut. direto lêntico) mgP/L 0,025 0,050 0,075

P total (amb. lótico e tribut. amb. interm.) mgP/L 0,10 0,10 0,15

Coliformes termotolerantes org/100mL 200 / Resol.274

1.000 / Resol.274

(b)

Difíceis de serem cumpridos !!!

SISTEMAS DE TRATAMENTO TRADICIONAIS

• Lagoas de estabilização

• Disposição controlada no solo

• Reatores anaeróbios

• Lodos ativados

• Reatores aeróbios com biofilme

Sistemas

naturais Sistemas

simplificados

Sistemas

mecanizados

Principal objetivo: redução da matéria orgânica

(nível secundário de tratamento)

ETE - CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO

0

200

400

600

800

1000

Fa

c /

An

ae

r+F

ac

Lag

oas+

Ma

tur

UA

SB

UA

SB

+1-2

lag

oas

UA

SB

+3>

lag

oas

UA

SB

+F

iltrA

na

er

UA

SB

+F

BP

Lod

Ativ

ETEs - Custos de implantação per capita (R$/hab)

25%

50%

Max

Min

75%

Fonte: von Sperling (2007); Salazar (2010)

Data base: abril 2010 (levantamento em vários sistemas)

US$1,00 = R$1,70

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

Anaeróbia - Facultativa

ETE Lins - SP

Desafios: redução de área; redução dos SS efluentes; redução

de odores; gerenciamento do lodo da lagoa anaeróbia

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

Anaeróbia – Facultativa - Maturação

ETE Maracanaú - CE - 1 LAn + 1 LF + 3 LM (100 ha)

Desafios: idem itens anteriores + utilização do efluente para

irrigação

DISPOSIÇÃO CONTROLADA NO SOLO

Leitos cultivados de fluxo horizontal subsuperficial

ETE Experimental UFMG / COPASA

Unidade plantada

Unidade não plantada

ETE UFMG – Copasa (50 hab cada)

Desafios: reduzir

colmatação; gerenciamento

da vegetação (poda e

destinação)

REATORES ANAERÓBIOS

Reator UASB

ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA

Ferro-cimento; 250 hab

REATORES ANAERÓBIOS

Reator UASB

ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA

UASB + filtro biológico percolador

Fibra de vidro; 500 hab

ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA

UASB; Aço carbono; 700 hab

REATORES ANAERÓBIOS

Reator UASB

ETE Onça, Belo Horizonte (COPASA)

1 milhão de habitantes

REATORES UASB

Desafios

Afluente- Contribuição de

águas pluviais

- Materiais inertes

- Óleos e graxas

Lodo- Materiais inertes

- Patógenos

- Desidratação

Efluente- Remoção de H2S

- Remoção de CH4

- Recuperação de

energia?

Biogás- Tratamento

- Recuperação de energia

Gás residual- Tratamento

- Recuperação de energia?

Fonte: adaptado de Chernicharo (2010)

Desafios adicionais: controle de maus odores, corrosão e

escuma

LODOS ATIVADOS

ETE Arrudas - BH

Desafios: boa sedimentabilidade do lodo; redução do

consumo energético; incorporação da remoção de nutrientes

LODOS ATIVADOS

Avanços no sistema

MBBR (Moving Bed Bio Reactors)

Reatores de leito móvel aumento da biomassa

Fonte: Veolia

LODOS ATIVADOS

Avanços no sistema

MBR (Membrane bioreactors)

Fonte: sites de Trigua e Membrane Technology

LODOS ATIVADOS

Avanços no sistema

Remoção de nitrogênio por rotas

microbiológicas alternativas

Fonte: imagem de Wikipedia

Exemplo: Anammox (ANaerobic AMMonium

Oxidation)

Parte da amônia é oxidada a nitrito; a amônia

restante e o nitrito são convertidos a N2

REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME

Filtro biológico percolador

Desafios: atingir nitrificação; reduzir custos de materiais

suporte sintéticos

REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME

Reator UASB - filtro percolador

Sanepar – ETE Sul Londrina (224.000 hab)

REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME

Reator UASB - filtros percoladores

ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA

REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME

Filtros percoladores – pesquisa de meios suporte

Conduíte

220 m2/m3

Escória alto-forno

60 m2/m3

Downflow Hanging Sponge (DHS)

87 m2/m3 (retenção de biomassa intersticial)

Anéis plásticos

80 m2/m3

SISTEMAS DE TRATAMENTO AVANÇADO DE

EFLUENTES

MEMBRANAS

Fonte: Silva (SMARH, 2008), adaptado de AWWA (1998) e Koch membranes (2010)

SISTEMAS DE TRATAMENTO AVANÇADO DE

EFLUENTES

PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (POA)

Remoção de compostos de difícil degradação:

H2O2, UV, UV/H2O2, Fe2+/H2O2, UV/Fe2+/H2O2

(reagentes Fenton, fotofenton)

Fonte: DESA (2010)