Trabalho de conclusão de curso.
93
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE GOIÁS ÁREA DE QUÍMICA GERENCIAMENTO DO RESÍDUO SÓLIDO ORIUNDO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESTUDO DA DISPOSIÇÃO NO MEIO AMBIENTE POR MIRON DE PAIVA MENEZES Graduação em Tecnologia Química Agroindustrial Goiânia – GO 2006
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE GOIÁS
ÁREA DE QUÍMICA
GERENCIAMENTO DO RESÍDUO
SÓLIDO ORIUNDO DE ESTAÇÃO DE
TRATAMENTO DE ÁGUA E ESTUDO DA
DISPOSIÇÃO NO MEIO AMBIENTE
POR
MIRON DE PAIVA MENEZES
Graduação em Tecnologia Química Agroindustrial
Goiânia – GO
2006
MIRON DE PAIVA MENEZES
GERENCIAMENTO DO RESÍDUO SÓLIDO ORIUNDO DE
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESTUDO DA
DISPOSIÇÃO NO MEIO AMBIENTE
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à coordenação de Química do CEFET-GO, como parte das exigências para obtenção do grau de Tecnólogo em Química Agroindustrial. Profa. Orientadora: Sandra Regina Longhin
Goiânia-GO
Agosto/2006
FICHA CATALOGRÁFICA
DE PAIVA MENEZES, MIRON Gerenciamento do Resíduo Sólido Oriundo de Estação de Tratamento de Água e Estudo da Disposição no Meio Ambiente. [Goiânia, Goiás] 2006. 79 p.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado no CEFET-GO/Área de Química para a obtenção do grau Tecnólogo em Química Agroindustrial.
CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE GOIÁS ÁREA DE QUÍMICA
GERENCIAMENTO DO RESÍDUO SÓLIDO ORIUNDO DE
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESTUDO DA
DISPOSIÇÃO NO MEIO AMBIENTE
POR
MIRON DE PAIVA MENEZES
Monografia de Trabalho de Conclusão de Curso submetida à Banca Examinadora designada pelo colegiado do Curso de Graduação em Tecnologia em Química Agroindustrial como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de Tecnólogo em Química Agroindustrial.
Banca Examinadora
Profa. Ms. Sandra Regina Longhin - Química /CEFET-GO
Orientadora
Prof. Ms. José Carlos Rodrigues Meira - Química/CEFET – GO
Prof. Ms. Jerônimo Rodrigues da Silva - Saneamento Ambiental/ CEFET – GO
Goiânia, 21 de Agosto de 2006.
À minha mãe, fonte de toda minha inspiração e pessoa responsável pela formação
de minha personalidade, que me abriu portas e mostrou caminhos, a qual sempre agradeço. E
a todos aqueles que de alguma forma me ajudaram na realização deste trabalho e sempre
acreditaram no meu sucesso.
O importante e bonito do mundo, é isto:
que as pessoas não estão sempre iguais,
ainda não foram terminadas – mas que
elas vão sempre mudando.
Afinam ou desafinam. Verdade maior.
É o que a vida me ensinou.
(Guimarães Rosa)
AGRADECIMENTOS
A Deus pela existência e oportunidade da vida.
Aos meus pais pelo carinho, estímulo e orientação em todo processo de desenvolvimento da minha vida.
Ao CEFET, instituição pública que tem me proporcionado o acesso ao conhecimento e formação profissional.
À Profa Sandra Regina Longhin, pela sua compreensão, paciência, ajuda e conhecimento na orientação deste trabalho.
À minha tia Maria, pela sua paciência quando da execução do trabalho, por ter me fornecido o instrumento para digitação e pesquisa. À minha irmã Mirlei, minha prima Clarice, pela ajuda emocional e estímulo nos momentos difíceis da realização do trabalho. A todos os meus amigos, em especial a Jackeline Miranda, que me fazem lembrar Fernando Pessoa: “o valor das coisas não está no tempo em que elas duram, mas na intensidade com que acontecem. Por isso existem momentos inesquecíveis, coisas inexplicáveis e pessoas incomparáveis”.
(Fernando Pessoa – 1888 a 1935)
A CAESB, na pessoa de Márcia Álvares, pelo fornecimento dos dados necessário para o desenvolvimento do trabalho. Acredito que são pessoas e empresas assim que promovem o progresso da pesquisa. A pesquisadora Enga. Agra. Sandra Teixeira, pela gentileza no envio de informações para o trabalho. Aos professores José Carlos Rodrigues Meira e Jerônimo Rodrigues da Silva pela participação e contribuição prestadas na realização deste trabalho. E a todos aqueles que de uma forma ou outra, tem contribuído para o meu crescimento profissional.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS..............................................................................................................ix
LISTA DE TABELAS E QUADROS......................................................................................x
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS......................................................................xi
RESUMO.................................................................................................................................xii
ABSTRACT............................................................................................................................xiii
INTRODUÇÃO.........................................................................................................................1
OBJETIVOS..............................................................................................................................4
GERAIS...................................................................................................................................4
ESPECÍFICOS.........................................................................................................................4
METODOLOGIA DE PESQUISA..........................................................................................4
CAPÍTULO 1. TRATAMENTO DE ÁGUA PARA ABASTESCIMENTO.......................5
1.1. IMPUREZAS DA ÁGUA.................................................................................................5
1.2. PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA E A FORMAÇÃO DE RESÍDUOS.....8
1.2.1. MISTURA E COAGULAÇÃO.....................................................................................9
1.2.2. FLOCULAÇÃO.........................................................................................................14
1.2.3. DECANTAÇÃO.........................................................................................................15
1.2.4. FILTRAÇÃO..............................................................................................................17
1.2.5. DESINFECÇÃO........................................................................................................19
CAPÍTULO 2. RESÍDUO SÓLIDO, LODO, DE ETA.......................................................20
2.1. CARACTERIZAÇÃO DO LODO DE ETA..................................................................22
2.1.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICO – QUIMICA..............................................................24
2.1.2. CARACTERÍSTICAS QUÍMICA...............................................................................27
2.2. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS LODOS....................................................................33
2.2.1. MASSA E VOLUME..................................................................................................33
2.2.2. RESÍSTÊNCIA ESPECÍFICA...................................................................................34
2.2.3. COMPRESSIBILIDADE...........................................................................................34
2.3. ASPECTOS AMBIENTAIS DO DESCARTE INADEQUADO DE LODOS..............35
2.4. TRATAMENTO DOS LODOS DE ETA.......................................................................36
2.4.1. ADENSAMENTO......................................................................................................36
2.4.2. CONDICIONAMENTO.............................................................................................36
viii
2.4.3. DESIDRATAÇÃO......................................................................................................36
CAPÍTULO 3. LEGISLAÇÕES E ASPECTOS LEGAIS PERTINETES A RESÍDUOS
SÓLIDOS.................................................................................................................................40
3.1. CLASSIFICAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS SEGUNDO NBR 10.004/2004.......40
3.2. CLASSIFICAÇÃO DOS CORPOS D`ÁGUA, PADRÕES DE POTABILIDADE E
DESPEJO DE RESÍDUOS (CONAMA 357/2005)...............................................................42
CAPÍTULO 4. DISPOSIÇÃO FINAL DE RESÍDUO SÓLIDO DE ETA NO MEIO
AMBIENTE: ESTUDOS DE CASO.....................................................................................44
ESTUDO DE CASO 1: INCORPORAÇÃO EM MATRIZ DE CONCRETO......................47
ESTUDO DE CASO 2: PRODUÇÃO DE TIJOLOS NA INDÚSTRIA CERÂMICA.........54
ESTUDO DE CASO 3: RECUPERAÇÃO DE SOLOS DEGRADADOS............................59
ESTUDO DE CASO 4: CLASSIFICAÇÃO E BIODEGRADAÇÃO DE LODO DE ETA
PARA DESCARTE EM ATERRO SANITÁRIO.................................................................65
CONSIDERAÇÕES FINAIS.................................................................................................69
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................71
ANEXOS..................................................................................................................................75
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Impurezas contidas na água.
Figura 2 - Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho.
Figura 3 - Distribuição dos sólidos em termos de concentração.
Figura 4 - Etapas do processo convencional de tratamento de água.
Figura 5 - Esquematização do processo de coagulação e floculação.
Figura 6 - Câmara de mistura e floculação.
Figura 7 - Decantador retangular com ponte raspadora mecânica.
Figura 8 - Esquema de decantadores horizontal e vertical.
Figura 9 - Meios filtrantes.
Figura 10 - Diagrama de lavagem de filtros
Figura 11 - Visão holística do gerenciamento de lodo de ETA.
Figura 12 - Pontos de geração de resíduos em uma ETA convencional.
Figura 13 - Lodo de ETA.
Figura 14 - Concentração de metais em lodo de ETA.
Figura 15 - Concentração de metais em lodo de ETA.
Figura 16 - Distribuição química de elementos no lodo da ETA de Brasília.
Figura 17 - Distribuição química de elementos no lodo da ETA de São Leopoldo.
Figura 18 - Formas de redução de volume de lodo.
Figura 19 - Centrífuga.
Figura 20 - Prensa desaguadora.
Figura 21 - Filtro prensa.
Figura 22 - Resistência à compressão.
Figura 23 - Esquema de produção de tijolos cerâmicos com lodo de ETA.
Figura 24 - Média dos resultados obtidos nos corpos de provas.
x
LISTA DE TABELAS E QUADROS
Tabela 1 - Análises físico-químicas de lodo de ETA.
Tabela 2 - Análises químicas de lodo de ETA.
Tabela 3 - Análise de resíduo sólido de lodo.
Tabela 4 - Análise do extrato de lixiviação do lodo.
Tabela 5 - Análise do extrato de solubilização do lodo.
Tabela 6 - Elementos analisados no lodo de ETA de Passaúna.
Tabela 7 - Ensaios físico-químico e mecânico do cimento.
Tabela 8 - Propriedades do concreto fresco.
Tabela 9 - Características químicas e radioativas do lodo e solo argiloso.
Tabela 10 - Análise em amostra de solo degradado.
Tabela 11 - Análise em lodo de ETA.
Tabela 12 - Valores médios da aplicação de lodo de ETA em solos degradados.
Tabela 13 - Análise química de ensaio de lixiviação do lodo de ETA.
Quadro 1 - Agentes coagulantes e floculantes utilizados no processo de tratamento de água.
Quadro 2 - Características dos lodos gerados em ETA.
Quadro 3 - Características do lodo de sulfato de alumínio.
Quadro 4 - Aparência do lodo de sulfato de alumínio.
Quadro 5 - Etapas seqüenciais do tratamento de lodo de ETA.
Quadro 6 - Condições de lançamento de efluentes.
Quadro 7 - Resistência à compressão.
xi
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
ABES - Associação Brasileira de Engenharia e Saneamento.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
CAESB - Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal.
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente.
DQO - Demanda Química de Oxigênio.
DQO - Demanda Bioquímica de Oxigênio.
ETA - Estação de Tratamento de Água.
EMBASA - Empresa Baiana de Águas e Saneamento S/A.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis.
MMA - Ministério do Meio Ambiente.
MPa - Megapascal.
NBR - Norma Brasileira Registrada.
PNCDA - Programa Nacional de Controle e Desperdício de Água.
SANEAGO - Saneamento de Goiás S/A.
SISNAMA - Sistema Nacional do Meio Ambiente.
UNT - Unidade Nefelométrica de Turbidez.
°H - Unidade de Hanzen.
pH - Potencial Hidrogeniônico.
xii
RESUMO
Os resíduos sólidos constituem um sério problema para a sociedade moderna. O aumento da população tem levado a um aumento no consumo de produtos e, consequentemente, no aumento da produção de resíduos. A deposição de forma inadequada destes resíduos tem provocado à degradação do meio ambiente e a contaminação dos mananciais de água e do solo. As Estações de Tratamento de Água (ETA), enquadradas como uma indústria, geram um resíduo sólido em seus decantadores denominado lodos de ETA. Este resíduo há anos vem sendo descartados em cursos d’águas próximos das estações. Este lodo é classificado segundo a NBR – 10.004 como resíduo sólido não inerte Classe II-A. A situação gerada pelo descarte de resíduo de ETA com destino inadequado é encontrada em muitos municípios brasileiros, mas com as exigências dos órgãos ambientais por alternativas adequadas para este lodo, inúmeros trabalhos e pesquisas em relação ao assunto têm sido realizados. É necessário que se conheça as características físico-químicas e como este lodo é produzido pelas ETA para que se possa pensar em uma finalidade e então dar um destino apropriado ao mesmo. O lodo gerado em uma ETA pode ter características variadas dependendo das condições da água bruta (presença de sólidos orgânicos e inorgânicos), dosagens de produtos químicos (sulfato de alumínio e em alguns casos polímeros condicionantes) e a forma de limpeza do decantadores, o que pode fazer com que o lodo fique retido durante vários dias dependendo da ETA. Os métodos de disposição adequado dos resíduos são estratégias de preservação ambiental. A incorporação em matriz de concreto têm sido uma alternativa tecnicamente viável e vantajosa, pois substitui agregados convencionais por artificiais (lodo) de menor custo. Outra forma de disposição pode ser a fabricação de tijolos cerâmicos visando o aproveitamento do resíduo como matéria-prima para a indústria de cerâmica vermelha. A disposição em áreas degradadas é uma alternativa muito interessante. Discuti-se também a possibilidade de disposição final em aterro sanitário, os resultados obtidos mostram que o lodo não interfere de forma negativa no processo de biodegradação. Uma visão geral sobre a produção, característica e descarte deste resíduo no meio ambiente, contribui para modificar a atual situação e abordagem da problemática dos resíduos sólidos produzidos nas estações de tratamento de água. Deste modo o lodo deixa de ser visto como um simples resíduo a ser descartado e passa a ser visto como matéria prima na produção de bens de consumo, uma postura coerente com os princípios de desenvolvimento sustentável.
Palavras-Chaves: Lodo de ETA; Resíduos de ETA; Disposição de Resíduo Sólidos.
xiii
ABSTRACT
The solid waste constitute problem for the modern society. The increase of the population has led to an increase in the consumption of products and, result, in the increase of the production of waste. The deposition of inadequate form of this waste has degradation of the environment and the contamination of the water sources and the soil. The Water Treatment Plant (WTA), frame as an industry, generate a solid waste in decanters called sludge WTA. This residue has years comes being discarded in courses from water next to the stations. This sludge is classified according to NBR – 10.004 as solid waste no-inert Classroom II-A. The situation generated for the discarding of residue of WTA with inadequate destination is found in many Brazilian cities, but with the requirements of the ambient agencies for alternatives adjusted for this sludge, innumerable works and research in relation to the subject have been carried through. It is necessary that if it knows the characteristics physicist-chemistries e as this sludge is produced by the WTA so that if it can think about a then purpose to give an appropriate exactly destination. The sludge generated in a WTA can have varied characteristics depending on the conditions of the rude water (organic and inorgânic presence solid), dosages of chemical products (sulphate of aluminum and in some cases polymers) and the form of cleanness of the decanters, what it can make with that the sludge is restrained during some days depending on the WTA. The methods adequate of disposal the wastes are strategies of ambient preservation. The incorporation in concrete matrix has been a technical viable alternative and advantageous therefore it substitutes aggregate conventionals for artificial (sludge) of lesser cost. Another form of disposal can be the manufacture of ceramic bricks aiming at the exploitation of the wastes as raw material for the red ceramics industry. The disposal in degraded areas is a very interesting alternative. I was argued also the final possibility of disposal into sanitary embankment, the results show that the sludge does not intervene of negative form with the bio-degradation process. A general vision on the production, characteristic and discarding of this waste in the environment, it contributes to modify the current situation and boarding of the problematic one of the produced solid wastes in the water treatment plant. In this way the sludge leaves of being seen as a simple waste to be discarded and passes to be seen as substance cousin in the production of consumption good, a coherent position with the principles of sustainable development. Key-Words: Sludge of WTA; Waste of WTA; Disposal of Solid Waste.
1
INTRODUÇÃO
Muitos dos problemas ambientais que a humanidade tem enfrentado nos últimos
anos mostram que a utilização dos recursos naturais não tem sido feita de forma adequada e
demonstram a necessidade de um desenvolvimento econômico social compatível com a
conservação do meio ambiente (Mota apud in Silva, 2004). A urbanização e o crescimento
populacional ocorridos nos últimos 30 anos têm sido responsáveis por demandas crescentes
de bens de consumo, energia elétrica e água para abastecimentos público e industrial, gerando
grandes volumes dos mais variados resíduos (Cordeiro, 2001). Estes resíduos não têm
apresentado uma preocupação por parte da sociedade moderna, de acordo com o censo de
1996 do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas), 76% dos resíduos sólidos
urbanos gerados até este período eram descartados a céu aberto, 13% dos resíduos eram
colocados em aterros controlados, 10% em aterros sanitários, 0,9% usinas de reciclagem e
compostagem e 0,1% incinerado (IBGE, 2000).
Nos centros urbanos, o abastecimento de água torna-se cada dia mais centrado na
qualidade do produto a ser distribuído à população, mas, em contrapartida, as quantidades
disponíveis estão mais distantes em função de descuidos do próprio setor responsável pela
área sanitária nos municípios. A água, um dos recursos naturais mais preciosos por ser
indispensável ao ser humano à flora e a fauna, tem apresentado em decorrência dos inúmeros
despejos lançados sem tratamento em seus mananciais, uma qualidade não-potável ao
consumo. Este tem sido um dos principais desafios da humanidade na atualidade, o
atendimento a demanda por água de boa qualidade (Cordeiro, 2001).
As estações de tratamento de água (ETA) têm grande importância por transformar
água bruta de qualidade inferior em potável, basicamente removem os materiais em suspensão
na água bruta utilizando os processos de coagulação, floculação, decantação, filtração e
desinfecção adicionando diversos produtos químicos. No Brasil existem cerca de 7.500
estações de tratamento de águas chamadas de convencionais ou tradicionais (Sales e
colaboradores, 2004).
Deste processo de potabilização da água nas ETA, é produzido em grande
quantidade um resíduo sólido (lodo), que é constituído de resíduos sólidos orgânicos e
inorgânicos (argilas e areias) provenientes da água bruta e principalmente grandes
concentrações de metais, decorrentes da adição de produtos químicos e polímeros
2
condicionantes do processo (Reali, 1999). Estudos mostram que uma estação de tratamento
de água convencional com capacidade de tratar 2.400 L/s produz cerca de 1,8 t de lodo por dia
(Hoppen apud in Sales e colaboradores, 2004). A maioria dos lodos gerados nas estações de
tratamento de água (ETA) são lançados nos recursos hídricos próximos às estações sem
receber um tratamento adequado (Parsekian, 1998). Ressalta-se que esta situação de geração
de resíduo em ETA com destino inadequado é encontrada em muitos municípios brasileiros.
No entanto com a evolução da legislação ambiental as ETA vêm sendo obrigadas a destinar
adequadamente estes resíduos. Levando-se em consideração a legislação brasileira vigente, de
acordo com a Lei 6838 de 3 de agosto de 1981, descartar este resíduo sólido em cursos d’água
é crime ambiental sujeito as penalidades legais. A forma de disposição desse lodo não tem
sido discutida com efetividade devido ao desconhecimento sobre as características dos
mesmos e as ações negativas que este pode provocar no meio ambiente onde é disposto.
A norma técnica NBR 10.004 (ABNT, 2004) é responsável por classificar os
resíduos sólidos em diferentes níveis de periculosidade, considerando possíveis riscos
ambientais e à saúde pública. Segundo esta norma, os lodos provenientes de sistemas de
tratamento de água são definidos como resíduos sólidos, portanto, devem ser tratados e
dispostos dentro dos critérios nela definidos. A resolução nº 357 do Conselho Nacional do
Meio Ambiente (CONAMA, 2005) determina as condições que devem ser cumpridas para o
lançamento de efluentes de qualquer fonte poluidora, direta ou indiretamente nos corpos
d’água. Tais condições impedem o lançamento, sem prévio tratamento, do lodo produzido nas
ETA, devido a grande concentração de sólidos sedimentáveis presentes neste resíduo.
Portanto esta legislação exige maiores cuidados com a disposição do lodo de tratamento do
processo de potabilização da água. Os custos decorrentes destes cuidados, dependentes que
são das quantidades descartadas, tornam cada vez mais viáveis e justificáveis aprimorar os
processos e minimizar os descartes (PNCDA, 1999).
A destinação deste resíduo sólido compreende então um problema atual que têm
afetado as cidades que possuem sistemas de tratamentos de água, principalmente nas grandes
metrópoles. Quando as ETA não dispõem este lodo nos recursos hídricos próximos das
estações geralmente descartam em aterros sanitários. O acondicionamento deste resíduo em
aterros sanitários não visa o aproveitamento dos nutrientes presentes e geram subprodutos
como metano e o chorume. Neste caso a proposta de reciclagem deste lodo através da
incorporação em processos industriais é uma solução coerente por reduzir a quantidade no
consumo de matéria-prima e energia utilizada no processo de fabricação (Santos, 2003).
3
A decisão quanto ao processo a ser adotado para o tratamento e disposição do
lodo de ETA deve ser derivada fundamentalmente de um balanceamento entre critérios
técnicos e econômicos, com a apreciação dos méritos quantitativos e qualitativos de cada
alternativa. Não há fórmula generalizada para tal, e o bom senso ao se atribuir à importância
relativa de cada aspecto técnico é essencial (Von Sperling, 2005).
O desenvolvimento de estudos que enfoquem o resíduo gerado nesta indústria,
avaliando métodos de disposição alternativos (recuperação de solo degradado; incorporação
em matriz de concreto e fabricação de tijolos cerâmicos) que tenham por finalidade minimizar
os impactos negativos de seu descarte no meio ambiente são essenciais, pois proporcionam
benefícios à indústria da água, ao meio ambiente e a sociedade, de modo a reduzir os custos,
impactos ambientais e a deterioração das condições de vida do planeta.
4
OBJETIVOS
GERAIS
O trabalho teve como objetivo o estudo e avaliação do resíduo sólido oriundo de
estação de tratamento de água, bem como descrever formas de disposição adequada no meio
ambiente com base em parâmetros técnicos, ambientais, sociais e econômicos.
ESPECÍFICOS
Levantar informações técnicas capaz de indicar a qualidade do resíduo sólido
(lodo) proveniente de estação de tratamento de água (ETA) e o estudo da disposição mais
adequada do mesmo. Deste modo foram considerados os seguintes aspectos:
- descrever os processos de geração destes resíduos durante o tratamento de água.
- organizar dados sobre o resíduo sólido (lodo), por muitas vezes difusos e que são
imprescindíveis à compreensão do problema.
- analisar formas convencionais (aterro sanitário) e não convencionais (incorporação em
matriz de concreto, fabricação de tijolos cerâmicos e recuperação de áreas degradas) de
disposição ambiental do resíduo, adotando uma postura coerente de desenvolvimento
sustentável.
METODOLOGIA DE PESQUISA
A metodologia deste trabalho consiste na pesquisa bibliográfica e de dados que
possam caracterizar o resíduo sólido produzido em ETA e o estudo das disposições do mesmo
no meio ambiente.
Para análise das características do lodo e o estudo da disposição adequada no
meio ambiente optou-se pela obtenção dos dados qualitativos e quantitativos por meio de
pesquisa bibliográfica e documental mediante consulta em livros, teses, dissertações e
documentos em sítios da internet. A descrição dos meios de descarte benéfico tais como
incorporação em matriz de concreto, tijolos cerâmicos, recuperação de áreas degradadas e
descarte em aterro sanitário foi obtida por meio de artigos pesquisados, sendo apresentados
como estudos de casos.
5
CAPÍTULO 1. TRATAMENTO DE ÁGUA PARA ABASTECIMENTO
Entre todos os setores de infra-estrutura, o saneamento é sem dúvida o mais
relevante à preservação da saúde pública, com fortes impactos sobre o meio ambiente e o
desenvolvimento. Um sistema de abastecimento de água deverá fornecer e garantir à
população água de boa qualidade do ponto de vista físico-químico e biológico sem impurezas
prejudiciais à saúde. Para tanto, e em função das características qualitativas da água fornecida
pelos mananciais, procede-se o tratamento em instalações denominadas genericamente de
"Estação de Tratamento de Água - ETA".
As estações de tratamento de água são indústrias na qual a água bruta (matéria
prima) deve ser transformada em água potável (produto final) através da aplicação de
produtos em operações e processos. Esta indústria é uma das poucas à qual todos os seres
humanos fazem uso do seu produto. Nos últimos tempos tem-se constatado aumento na
demanda que, aliado a sensível piora da qualidade da água bruta, conduz a necessidade de
funcionamento eficiente das estações, tanto do ponto de vista técnico quanto do econômico
(Parsekian, 1998).
1.1. IMPUREZAS DA ÁGUA
A qualidade da água, do ponto de vista ambiental é definida pelas impurezas nela
incorporadas devido as suas propriedades de solvente e capacidade de transportar partículas.
A influência das condições naturais e a interferência do homem são em grande
parte, condicionantes da qualidade da água. O aumento da expansão demográfica e a atividade
econômica na indústria e agricultura juntamente com a composição do solo sobre o qual a
água escoa, provocam as impurezas adicionais que ela apresenta, sendo recomendado uma
forma de tratamento para torná-la potável ao consumo humano (Richter e Azevedo Neto,
1991).
As impurezas presentes na água podem ser retratadas por suas características
físicas, químicas e biológicas. A figura 1 esquematiza estas características.
6
Figura 1. Impurezas contidas na água.
Fonte: Barnes e colaboradores, 1981 apud in Von Sperling, 2005.
a) Sólidos presentes em água
Com exceção dos gases dissolvidos, todas as impurezas da água contribuem para
a carga de sólidos. Podendo ser classificados fisicamente pelo tamanho e estado das partículas
e quimicamente em orgânicos (sólidos voláteis) e inorgânicos (sólidos fixos). A figura 2
apresenta a classificação dos sólidos em função do tamanho.
Visão a olho nu Flocos bacterianos
Vírus Bactérias
Dissolvidos Coloidais Suspensos
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103(µm)
Figura 2. Classificação e distribuição dos sólidos em função do tamanho.
Fonte: Von Sperling, 2005.
IMPUREZAS
CARACTERÍSTICAS FISÍCAS
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS
SÓLIDOS GASES INORGÂNICOS ORGÂNICOS
SER VIVO SUSPENSOS
COLÓIDES
DISSOLVIDOS MATÉRIA EM
DECOMPOSIÇÃO
ANIMAIS
VEGETAIS
PROTISTAS
7
Os sólidos totais podem ser classificados de acordo com a figura 3. Os sólidos
voláteis representam uma estimativa da matéria orgânica e os sólidos fixos a matéria
inorgânica ou mineral.
FIXOS
SUSPENSÃO
VOLÁTEIS
TOTAIS
FIXOS
DISSOLVIDOS
VOLÁTEIS
Figura 3: Distribuição dos sólidos em termos de concentração.
Fonte: Von Sperling, 2005.
b) Colóides
As substâncias no estado coloidal são responsáveis pela produção de turbidez e
coloração da água. Os colóides constituem um sistema em que partículas de tamanho muito
pequeno (argilas, matéria orgânica, bactérias, substâncias produtoras de cor etc.) encontra-se
dispersas num meio homogêneo, onde é formada uma área superficial em relação ao seu peso,
de tal modo que as forças gravitacionais não influenciam na sua suspensão.
Os principais fatores da estabilização do estado coloidal são o tamanho e a carga
elétrica das partículas. Por possuírem cargas elétricas nas suas superfícies, estabelecem um
campo eletrostático. São classificados em hidrofóbicos (possuem aversão à água) e
hidrofílicos (possuem afinidade com a água). Nos colóides hidrofóbicos a sua estabilidade é
devida unicamente à carga elétrica que possuem, enquanto que nos hidrofílicos a estabilidade
está relacionada à atração para com as moléculas de água (Lemes, 1984).
8
1.2. PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ÁGUA E A FORMAÇÃO DE RESÍDUOS
Para que a água seja utilizada ao consumo humano, esta deverá apresentar-se
isenta de microrganismos patogênicos e substâncias orgânicas e inorgânicas em teores que
prejudiquem a população consumidora. No Brasil os parâmetros para isto são estabelecidos
pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA), através do IBAMA, na resolução do CONAMA
357/2005. Caso a água de uso não se apresente dentro de tais parâmetros então deverá
utilizar-se de um método de tratamento, o mais utilizado é o tratamento completo ou
convencional, existindo também outras formas de tecnologias. Este tratamento constitui-se
das seguintes etapas:
- coagulação;
- floculação;
- decantação ou sedimentação;
- filtração e;
- desinfecção.
A figura 4 apresenta um esquema geral destas etapas de tratamento.
Figura 4: Etapas do processo convencional de tratamento de água.
Fonte: EMBASA, 2005.
9
1.2.1. Mistura e Coagulação
As águas superficiais naturais contêm sólidos inorgânicos suspensos ou coloidais,
material orgânico em solução, microrganismos e outras impurezas que, em virtude da mútua
repulsão das cargas elétricas em sua superfície (a maioria dessas impurezas possui superfície
com cargas negativas), se mantêm em suspensão estável por longo período de tempo. Para
conseguir sua remoção é necessária a aplicação de coagulantes, geralmente o sulfato de
alumínio (Al2SO4) e cloreto férrico (FeCl3), que neutralizam as cargas possibilitando a
aproximação das partículas e sendo posteriormente removidas.
A coagulação é um processo em que os coagulantes são adicionados à água
reduzindo as forças que tendem a manter separadas as partículas em suspensão, portanto na
coagulação há a neutralização das cargas negativas das partículas, promovendo aglomeração,
formando partículas maiores e aumentando a velocidade de sedimentação (Richter e Azevedo
Neto, 1991).
A mistura rápida promove a dispersão do coagulante à água, que deve ser
homogênea e o mais rápido possível para que haja uma distribuição uniforme do coagulante
utilizado.
A coagulação resulta de dois mecanismos básicos: a coagulação eletrocinética,
onde o Potencial Zeta (potencial necessário para romper a película protetora de íons que
rodeiam a partícula) é reduzido por íons ou colóides de cargas opostas e a ortocinética, onde
as micelas se agregam e formam flocos que aglomeram as partículas em suspensão. As
partículas coloidais suspensas presentes nas águas superficiais naturais, são carregadas
negativamente sendo a maioria de natureza hidrofóbica. Essas partículas são agregadas
através da adição de coagulantes. Essas substâncias coagulantes reagem com a alcalinidade
natural ou adicionada na água, para formar hidróxidos com cargas positivas. Os hidróxidos
são relativamente insolúveis em pH neutro, precipitam dependendo das características da
água, especialmente cor, turbidez e pH (Lemes, 1984).
O tipo de coagulante e auxiliares de coagulação a serem usados são definidos pelo
esquema de processo da estação de tratamento, pelas características da água e por fatores
econômicos. Dados mostram que 91% das empresas de abastecimento de água utilizam o
parâmetro preço na aquisição dos produtos químicos (Parsekian, 1998).
Cerca de doze substâncias químicas podem ser usadas sob diversas condições
operacionais, na coagulação, para produzir uma água de qualidade final satisfatória. Os
coagulantes metálicos comumente usados são aqueles cujo alumínio (Al2SO4, NaAlO2 e
10
outros), e o ferro (Fe2(SO4)3, FeSO4 e FeCl3) é a base, por produzirem cátions e ânions que
reagem com a alcalinidade da água para formar hidróxidos insolúveis precipitáveis (Lemes,
1984), alguns coagulantes utilizados são:
a) Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3):
O sulfato de alumínio é um sólido cristalino de cor branco-acinzentado é a
substância química mais utilizada para coagulação dos suprimentos públicos de água devido a
excelente formação dos flocos, custo e fácil manuseio.
A hidrólise do sulfato de alumínio é complexa e não é completamente definida. A
reação entre o sulfato de alumínio hidratado e o bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2), é dada
pela equação a seguir (Lemes, 1984).
Al2(SO4)3.14,3 H2O(aq.)+ 3 Ca(HCO3)2(aq.)→2 Al(OH)3(aq.)+ 3 CaSO4(s) + 14,3 H2O(l) + 6 CO2(g)
Se óxido de cálcio (CaO) ou carbonato de sódio (Na2CO3) forem adicionados à
água juntamente com os coagulantes, as seguintes reações poderão ocorrer:
Al2(SO4)3.14,3 H2O(aq.) + 3 Ca(OH)2(aq.) → 2 Al(OH)3(aq.)+ 3 CaSO4(s) + 14,3 H2O(l)
Al2(SO4)3.14,3 H2O(aq.) + 3 Na2CO3(aq.) + 3 H2O(l) → 2 Al(OH)3(aq.)+ 3 Na2SO4(s) +
3 CO2(g) + 14,3 H2O(l)
A neutralização ocorre quando colóides carregados opostamente são misturados
aos coagulantes atraindo-se entre si e posteriormente colidindo, resultando numa redução da
carga líquida.
b) Sulfato de Ferro III (Fe2(SO4)3):
O sulfato de ferro III é disponível comercialmente na forma de um material
granular marron-avermelhado solúvel em água. Suas reações são de neutralização de cargas e
formação de hidróxidos insolúveis de ferro, que em função da baixa solubilidade podem agir
sobre uma ampla faixa de pH, de 5 a 11. Na coagulação, a formação de flocos é mais rápida
devido ao alto peso molecular comparado ao alumínio, pois são mais densos e o tempo de
sedimentação é mais reduzido, têm baixo consumo de alcalinidade e menor redução de pH
(Pavanelli apud in Macêdo, 2004).
11
A equação a seguir representa o processo de coagulação.
Fe2 (SO4)3(aq)+ 3 Ca(HCO3)2(aq) → 2 Fe(OH)3(aq) + 3 CaSO4(s) + 6 CO2(g)
Se o meio for alcalinizado pela adição de óxido de cálcio ou carbonato de sódio a
reação será:
Fe2(SO4)3(aq) + 3 Ca(OH)2(aq.) → 2 Fe(OH)3(aq.) + 3 CaSO4(s)
Fe2(SO4)3(aq.)+ 3 Na2CO3(aq.)+ H2O(l) → 2 Fe(OH)3(aq.) + Na2SO4(s) + 3 CO2(g)
c) Sulfato de Ferro II (FeSO4):
O sulfato de ferro II é um sólido cristalino de cor branca-esverdeada, que é obtida
como subproduto de processos químicos, principalmente na decapagem do aço. O ferro II
(Fe2+) adicionado à água precipita na forma oxidada de hidróxido de ferro (Fe(OH)2). A
coagulação com sulfato ferroso e óxido de cálcio é efetiva na clarificação de águas turvas
(Santa Rita e Santos Filho, 2002).
A equação que rege o processo se encontra representada a seguir.
2 FeSO4. 7 H2O(aq.) + 2 Ca(OH)2(aq.) + ½ O2(g) → 2 Fe(OH)2(aq.) + 2 CaSO4(s) + 13 H2O(l)
A faixa de pH ótima de coagulação está entre 8,5 e 11. As quantidades são iguais
ou pouco superiores que as de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3), mas a solução do sulfato de
ferro II é mais agressiva e uma segunda desvantagem é ter sempre que utilizar óxido de cálcio
para melhorar o processo de floculação (Macêdo, 2004).
d) Cloreto de Ferro III (FeCl3):
A utilização da solução de cloreto de ferro III (líquido de coloração marrom)
diminui drasticamente a turbidez e a DBO, elimina fosfatos e uma boa parte de metais quando
a coagulação é realizada em pH de valores elevados. Apresenta as mesmas características do
sulfato de ferro II (Macêdo, 2004). A reação é descrita a seguir:
FeCl3. 6 H2O(aq.) + 3 HCO3
-(aq.) → Fe(OH)3(aq.)↓ + 3 CO2(g) + 3 Cl-
(aq.) + 6 H2O(l)
12
Além dos citados outros coagulantes químicos podem ser utilizados no processo
de tratamento de água, como por exemplo hidroxicloreto de alumínio e o aluminato de sódio
(NaAlO2).
Cada coagulante requer um pH adequado, para ser ajustado o parâmetro do
componente químico escolhido. Utiliza-se quase sempre hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) ou
carbonato de sódio (Na2CO3) para aumentar o pH da água e ácido sulfúrico (H2SO4) para
diminuir (Macêdo, 2004).
e) Polímeros Sintéticos:
Os auxiliares de coagulação beneficiam a floculação, aumentando a
decantabilidade e o enrijecimento dos flocos. As dificuldades com a coagulação,
frequentemente, ocorrem devido aos precipitados de baixa decantabilidade, ou aos flocos
frágeis que são facilmente fragmentados sob forças hidráulicas (Santa Rita e Santos Filho,
2002).
Os polímeros sintéticos são substâncias químicas orgânicas de cadeia longa e alto
peso molecular, disponíveis numa variedade de nomes comerciais. Os polímeros são
classificados de acordo com a carga elétrica na cadeia do polímero. Os que possuem carga
negativa são chamados aniônicos, os carregados positivamente são chamados de catiônicos, e
os que não possuem cargas são chamados de não-iônicos.
Os não-iônicos e aniônicos são frequentemente usados com coagulantes metálicos
para promoverem a ligação entre os colóides, a fim de desenvolverem flocos maiores e mais
resistentes (Santa Rita e Santos Filho, 2002).
O lodo formado pelo uso de polímeros é relativamente mais denso e fácil para ser
desidratado, ao contrário do lodo gelatinoso e volumoso oriundo do uso de sulfato de
alumínio. Embora significativos progressos tenham sido feitos na aplicação de polieletrólitos,
no tratamento de água, sua principal aplicação ainda é como auxiliar de coagulação.
No quadro a seguir estão resumidos os principais agentes coagulantes e
floculantes utilizados no processo de tratamento de água para remoção de impurezas.
13
Coagulante ou
Floculante Função
Sulfato de Alumínio
(Al2(SO4)3
Policloreto de Alumínio
(Aln(OH)m.Cl3n-m)
Cloreto Férrico (FeCl3)
Sulfato Ferroso (FeSO4)
Cátions polivalentes (Al3+, Fe3+, Fe2+ etc) neutralizam as cargas
elétricas das partículas suspensas e os hidróxidos metálicos (ex.
Al2(OH)3), ao adsorverem os particulados, geram uma floculação
parcial.
Hidróxido de Cálcio
(Ca(OH)2)
Usualmente utilizado como agente controlador do pH. Porém os
íons cálcio atuam também como agentes de neutralização das
cargas elétricas superficiais, funcionando como coagulante
inorgânico.
Polímeros Aniônicos e
Não-Iônicos
Geração de pontes entre as partículas já coaguladas e a cadeia do
polímero, gerando flocos de maior diâmetro.
Polímeros Catiônicos Neutralização das cargas elétricas superficiais que envolvem os
sólidos suspensos e incrementos do tamanho dos flocos formados.
Policátions
São polieletrólitos catiônicos de baixo peso molecular, os quais
possuem como função principal a neutralização das cargas
elétricas superficiais e o aumento dos tamanhos dos flocos.
Quadro 1: Agentes coagulantes e floculantes utilizados no processo de tratamento de água.
14
A figura a seguir esquematiza o processo de coagulação.
Figura 5: Esquematização do processo de coagulação e floculação.
Fonte: KURITA, 2005
1.2.2. Floculação
A floculação é definida como o processo de aglomeração e compactação de
partículas de coagulantes e de matéria em suspensão na água, formando conjuntos maiores e
mais densos (flocos). Este processo é mecânico produzindo agitação na água, isto cria um
gradiente de velocidade que causa turbulência capaz de provocar choques ou colisões entre as
partículas coagulantes (coagulantes químicos) e as existentes em suspensão e no estado
coloidal na água (Lemes, 1984).
Os contatos provocados permitem que os flocos aumentem em tamanho e
densidade, tornando-os mais fáceis de serem sedimentados por gravidade. Os floculadores são
os equipamentos agitadores utilizados para promover esta etapa de tratamento.
Um exemplo de floculador é mostrado na figura 6 a seguir:
Polímero Não-iônico ou Aniônico
Partículas Suspensas
Partículas Finas
Substâncias Solúveis
Hidróxido de
Poli-Alumínio
Floculação Neutralização de
Cargas
15
Figura 6: Câmara de mistura e floculação.
Fonte: Santa Rita e Santos Filhos, 2002.
1.2.3. Decantação
Na decantação se verifica a deposição de matéria em suspensão, pela ação da
gravidade. Este processo consiste em tornar as águas, que carregam estes materiais em
suspensão, mais lenta provocando a sedimentação, ou seja, um fenômeno físico em que as
partículas suspensas apresentam movimento descendente em meio líquido de menor massa
específica, devido à ação da gravidade (Richter e Azevedo Netto, 1991).
O processo ocorre nos decantadores que é geralmente um tanque retangular, como
mostrado na figura 7, com pontos de descarga, podendo ser também circulares ou quadrados.
Os decantadores retangulares contêm chicanas para dirigir o fluxo vertical para calhas
coletoras, que se estende transversalmente e ao longo da periferia do decantador.
16
Figura 7: Decantador retangular com ponte raspadora mecânica
Fonte: Santa Rita e Santos Filhos, 2002.
Em uma ETA convencional os decantadores são horizontais, como mostrado na
figura 8a, simples que tem boa profundidade e volume, onde se retém a água por longo tempo,
o necessário para a deposição dos flocos. Em algumas cidades podem-se observar
decantadores verticais, como o da figura 8b, que tem um menor tempo de retenção da água,
porem são necessários equipamentos como módulos tubulares que dificultam a saída dos
flocos.
Figura 8a: Esquema de decantadores horizontal Figura 8b: Esquema de decantadores vertical.
Fonte: O CAMINHO DAS ÁGUAS, 2006.
17
As impurezas retidas nos decantadores, normalmente permanecem durante meses
(geralmente dois meses) ou são removidas diariamente utilizando raspadores de lodo. Grande
parcela dos resíduos sedimentado no decantador é lançado em corpos d’água, sendo o
primeiro caso mais grave, pois as impurezas permanecem longo tempo em contato com a água
podendo neste período ocorrer a liberação de metais, o lodo fica mais concentrado,
dificultando sua assimilação pelo corpo receptor.
1.2.4. Filtração
A filtração é um processo de separação sólido-líquido, envolvendo fenômenos
físicos, químicos e, às vezes, biológicos. Visa à remoção das impurezas da água por sua
passagem através de um meio poroso. Quando a velocidade com que a água atravessa o leito é
baixa, o filtro é denominado filtro lento, já quando é elevada denomina-se filtro rápido,
predominando a ação da profundidade (Richter e Azevedo Neto, 1991).
Os filtros usados no processo de filtração são constituídos de meios filtrantes
formando camadas. Nos filtros rápidos consiste de uma camada de areia, ou, em alguns casos,
de uma camada de um meio poroso mais grosso e menos denso colocados sobre a camada de
areia, o que vai permitir a filtração a taxas ainda mais elevadas.
O leito filtrante é colocado numa caixa de concreto com profundidade específica.
Durante a filtração a água passa de cima para baixo, através do filtro, devido a uma
combinação da pressão da água somada a sucção do fundo. Ao atravessar a camada, ficam
retidos os flocos e impurezas que não foram eliminados no decantador.
Figura 9: Meios filtrantes.
Fonte: PUROSYSTEMS, 2005.
Água
Antracito
Areia
Seixo
18
A lavagem dos filtros pode ser feita somente com água no sentido ascendente, por
inversão de fluxo, com uma vazão capaz de assegurar uma expansão adequada para o meio
filtrante. A figura 10 apresenta um esquema desta lavagem. Na Europa, é corrente proceder
simultaneamente uma injeção de ar durante a lavagem, o que ajuda a fluidizar e agitar o leito
de areia e, uma vez que se formam bolhas de ar, pode também ocorrer um processo de
separação por flutuação (ou flotação) o que ajuda a arrastar o material que se pretende
separar. O uso do ar como auxilio na lavagem, economizando água é também mais um fator a
exigir um sistema capaz de distribuir uniformemente o ar e a água simultaneamente. A
recuperação da água de lavagem dos filtros pode trazer muitas vantagens para o sistema, mas
ainda são poucas as estações que tem feito o aproveitamento da água de lavagem.
Figura 10: Diagrama de lavagem de filtros
Fonte: Santa Rita e Santos Filhos, 2002.
As calhas de lavagem dos filtros, suspensa sobre o leito coletam as águas de
lavagem e as afastam das caixas do filtro.
A filtração permite que a água se torne límpida, com sabor e odor mais
agradáveis. Porém, não é suficiente para garantir a potabilidade da água, pois parte dos
microorganismos é capaz de ultrapassar as camadas de areia dos filtros (Santa Rita e Santos
Filhos, 2002).
Remoção mecânica dos sólidos decantados
Água floculada
Canal do efluente
Decantação do floco Direção
da água
19
1.2.5. Desinfecção
A desinfecção tem por objetivo eliminar os microrganismos patogênicos,
bactérias, protozoários, vírus e vermes, presentes na água, sendo um processo seletivo, ou
seja, não destrói todos os microrganismos na água e nem elimina completamente os
microrganismos patogênicos. Deve-se notar a diferença entre desinfecção e esterilização, que
significa a destruição de todos os organismos causadores de doenças. Entre os agentes de
desinfecção mais utilizados temos: o cloro, ozônio, permanganato de potássio, radiação
ultravioleta entre outros (Di Bernado apud in Parsekian, 1998).
Dentre os desinfectantes o mais largamente empregado pelas estações de
tratamento de água é o cloro, principalmente pela facilidade de aplicação, custo e porque é
capaz de destruir a maioria dos microrganismos patogênicos. O uso de derivados clorados,
como gás cloro, hipoclorito de sódio, hipoclorito de cálcio, cloraminas orgânicas e dióxido de
cloro, têm contribuído para o controle das doenças hídricas e das chamadas toxinfecção
alimentar de origem bacteriana (Morris apud in Macedo, 2004).
20
CAPÍTULO 2. RESÍDUO SÓLIDO, LODO, DE ETA
Nos últimos anos, um grande número de estações de tratamento de água (ETA)
tem-se defrontado com o problema do tratamento e disposição dos resíduos sólidos, lodos,
gerados durante o processo de tratamento. Embora não seja um problema recente, o efeito da
disposição inadequada dos resíduos sólidos gerados em ETA tem-se mostrado ser
extremamente danoso ao meio ambiente, especialmente nos grandes centros urbanos, seja
pelo aumento da quantidade de sólidos e da turbidez em corpos d’água, como também no
provável aumento da sua toxicidade que, por sua vez, pode comprometer a estabilidade da
vida aquática (Junk e Guizzi apud in Sakumoto e colaboradores, 2005).
A produção destes lodos vem crescendo, principalmente nos últimos anos, e tem
se tornado um grande problema para as companhias de saneamento básico e de forma mais
abrangente para a sociedade. Atualmente os sistemas de abastecimento de água têm se
restringido somente ao produto final (água), não havendo uma preocupação com estes
resíduos sólidos que são gerados no processo. A questão quanto à disposição ambiental deste
resíduo deve ser avaliado de forma abrangente, analisando todos os setores que estabelecem a
produção, tratamento e disposição deste lodo. Uma visão holística possibilita visualizar que
todos estes setores devem ser avaliados conjuntamente, conforme ilustra a figura 11.
Figura 11: Visão holística do gerenciamento de lodo de ETA.
Fonte: adaptada de Parsekian, 1998.
NORMAS
LEGISLAÇÃO
SAÚDE
MEIO AMBIENTE
SEGURANÇA
SOCIAL
LODO DE
ETA
21
Os principais resíduos gerados em ETA a partir dos processos tradicionais de
tratamento são as águas de lavagem dos filtros, os lodos dos decantadores e os rejeitos de
limpeza dos tanques de produtos químicos. Cada uma dessas linhas geradoras de resíduos
sólidos apresenta características distintas em termos de vazão e concentração de sólidos, razão
pela quais diferentes concepções de tratamento devem ser consideradas (PNCDA, 1999).
Tanto em termos mássicos quanto volumétrico a maior quantidade de resíduos são produzidos
nos decantadores das estações de tratamento convencionais.
Como visto anteriormente, os lodos formados nos decantadores são resultados dos
processos e operação de coagulação/floculação e sedimentação das partículas presentes na
água bruta. Essas partículas sofrem ação de reações químicas e operação física de formação
de flocos que se tornam propícios para a sedimentação. A água decantada, com parte dos
flocos que não se sedimentou, passa pelos filtros ficando retidos e na lavagem dos filtros
obtêm-se as águas de lavagem. O material removido da água bruta é retido em tanques por
certo tempo e disposto, quase sempre, em cursos d’água (Cordeiro, 1999). A figura 12 mostra
os principais pontos de geração destes resíduos.
Figura 12: Pontos de geração de resíduos em uma ETA convencional.
Fonte: adaptada de Cordeiro, 1999.
Água Tratada
Limpeza dos tanques Resíduos sólidos gerais
Lodo dos Decantadores
Água de Lavagem dos Filtros
Decantadores Floculadores
Casa de Química
Água Bruta
Caminho das águas Resíduos
C O A G U L A Ç Ã O
Filtros
22
2.1. CARACTERIZAÇÃO DOS LODOS DE ETA
Os lodos gerados podem ter características variadas, que vai depender das
condições da água bruta (sólidos orgânicos e inorgânico), dosagens de produtos químicos
(Al2(SO4)3 e em alguns casos polímeros condicionantes) e a forma de limpeza do
decantadores como mostrado na figura 13, que podem ficar retidos durante vários dias
dependendo da ETA e devem ser removidos de forma a não comprometer a sua operação
(Cordeiro, 1999).
Figura 13: Lodo de ETA
Fonte: Pisoler e Pereira (SANEAGO), 2005.
Estas características podem variar em função da tecnologia usada no tratamento
de água. Além dos parâmetros tradicionais do saneamento para o lodo, devem ser
considerados também concentrações e o tipo e tamanho das partículas (Cordeiro, 1999).
O quadro 2 apresenta dados referentes a diferentes ETA. A diferença entre esses
resíduos mostra a necessidade de estudar melhor o problema, devido à diversidade
apresentada.
23
Autor/
Ano
DBO
(mg/L de O2)
DQO
(mg/L de O2)
pH
ST
(mg/L)
SV
(%)
SS
(%ST)
Neubauer (1968)
30 a 50 500 a 15000 6,0 a 7,6 1100 a 16000 20% a 30% _
Sutherland (1969)
100 a 232 669 a 1100 7,0 4300 a 14000 25% 80%
Bugg (1970)
380 1162 a 15800 6,5 a 6,7 4380 a 28580 20% _
Albrecht (1972)
30 a 100 500 a 10000 5,0 a 7,0 3000 a 15000 20% 75%
Culp (1974)
40 a 150 340 a 5000 7,0 _ _ _
Nilsen (1974)
100 2300 _ 10000 30% _
Singer (1974)
30 a 300 30 a 5000 _ _ _ _
Cordeiro (1981)
320 5150 6,5 81575 20,7% _
Vidal (1990)
449 3487 6,0 a 7,4 21972 15% _
Cordeiro (1993)
_ 5600 6,4 30275 26,3% _
Patrize (1998)
_ _ 5,5 6112 19% _
Quadro 2: Características dos lodos gerados em ETA.
Fonte: adaptada de Cordeiro, 1999.
Como apresentado no capítulo 1, os coagulantes utilizados no processo de
tratamento de água são sais de ferro e alumínio por desestabilizarem, através de suas cargas,
as partículas presentes em água bruta. O lodo proveniente de sulfato de alumínio apresenta
coloração marrom e uma pequena proporção de biodegradabilidade, o quadro 3 mostra as
principais características deste lodo (Richter, 2001).
Sólidos
Totais (%)
Al2(SO4)3. 5H2O
(%)
Inorgânicos
(%)
Matéria Orgânica
(%) pH
DBO
(mg/L O2)
DQO
(mg/L O2)
0,1 – 4 15 – 40 35 – 70 15 – 25 6 - 8 30 - 300 30 – 5.000
Quadro 3: Características do lodo com sulfato de alumínio.
Fonte: Richter, 2001.
24
Estes lodos sedimentam com relativa facilidade, porém sua baixa
compactibilidade resulta em grande volume e baixo de teor de sólidos. A aparência e
características de lodo de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) variam com a concentração de
sólidos, como indicado no quadro 4.
Concentração de Sólidos (%) Aparência do Lodo
0 - 5 Líquido
8 - 12 Esponjoso, semi-sólido
18 - 25 Argila ou barro suave
Quadro 4: Aparência do lodo com sulfato de alumínio
Fonte: Richter, 2001.
2.1.1. Características Físico–químicas
A caracterização físico-química do lodo de diferentes ETA encontra-se na tabela
1. Os experimentos foram realizados com resíduos resultantes de três estações convencionais
ou tradicionais de tratamento de água. Essas estações, situadas na região central do estado de
São Paulo têm vazões de produção ligeiramente próximas, em torno de 500 L/s. Os sistemas
estudados foram os das cidades de São Carlos, Araraquara e Rio Claro. Desse modo, os
resultados obtidos permitiram avaliar com maior abrangência as possibilidades de aplicação
dos resíduos em estações de tratamento de água que utilizem formas de processamento e
operação similares. As três estações estudadas diferenciam-se por meio do sistema
operacional e tipo de coagulante químico utilizado. Na ETA de Araraquara, o lodo é
removido até três vezes ao dia, não sofrendo acúmulo nos tanques. Já as ETA de São Carlos e
de Rio Claro efetuam a limpeza dos decantadores em um período mais longo acarretando
assim um aumento na concentração de sólidos.
25
Parâmetros ETA - São Carlos ETA - Araraquara ETA – Rio Claro
Conc. de Sólidos (%) 4,68 0,14 5,49
pH 7,2 8,93 7,35
Cor (uC) 4.300.000 10.650 250.000
Turbidez (uT) 800.000 924 36.000
DQO (mg/L) 4.800 140 5.450
Sólidos Totais (mg/L) 58.630 1.620 57.400
Sólidos Suspensos (mg/L) 23.520 775 15.530
Sólidos Dissolvidos (mg/L) 32.110 845 42.070
Alumínio (mg/L) 11.100 2,16 30
Zinco (mg/L) 4,25 0,10 48,53
Chumbo (mg/L) 1,60 0,00 1,06
Cádmio (mg/L) 0,02 0,00 0,27
Níquel (mg/L) 1,80 0,00 1,16
Ferro (mg/L) 5.000 214 4.200
Manganês (mg/L) 60 3,33 30
Cobre (mg/L) 2,06 1,70 0,091
Cromo (mg/L) 1,58 0,19 0,86
Tabela 1: Análises físico-químicas de lodo de ETA.
Fonte: Cordeiro, 1999.
Os valores de cor e turbidez para lodo de ETA concentrado não têm sentido,
demonstrado pelos altos valores, por se tratar de um resíduo sólido. O pH varia de 7 a 9. A
concentração de sólidos está em torno de 0,1% a 5,5%, destacando os sólidos suspensos que
representam de 27% a 47% e os sólidos dissolvidos de 52% a 72%.
A alta DQO demonstra que, apesar de pouco biodegradáveis, estes lodos podem
ser prontamente oxidáveis.
26
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000m
g/L
ETA - São
Carlos
ETA -
Araraquara
ETA - Rio Claro
Alumínio
Ferro
Manganês
Figura 14: Concentração de metais em lodo de ETA.
Fonte: Cordeiro, 1999.
Dentre os metais presentes no lodo observa uma grande concentração de alumínio
e ferro, decorrente principalmente da adição dos coagulantes empregados para o tratamento da
água. Em menores quantidades verifica-se a concentrações de manganês. As distribuições dos
demais metais estão apresentados na figura 15.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
mg
/L
ETA - São Carlos ETA - Araraquara ETA - Rio Claro
Zinco
Chumbo
Cádmio
Níquel
Cobre
Cromo
Figura 15: Concentração de metais em lodo de ETA.
Fonte: Cordeiro, 1999.
27
As concentrações de metais são elevadas nos sistemas que efetuam limpezas em
grandes intervalos de tempo, como a de São de Carlos e Rio Claro, evidenciado o prejuízo
que o acúmulo de lodo nos tanques de decantação pode acarretar quando descartados. A
maioria dos valores está acima dos padrões permitido pela resolução CONAMA 357 (2005),
para o lançamento de efluentes (quadro 6).
2.1.2. Características Químicas
As análises da ETA de Brasília (CAESB) foram realizadas no mês de setembro de
2005 e os dados foram obtidos junto à estação de tratamento de água. Estas análises são
referentes ao sistema de desidratação de lodo da ETA do Rio Descoberto. Já os dados da ETA
São Leopoldo - RS, foram obtidos por meios de pesquisa em artigos científicos. A
caracterização química do resíduo foi realizada no Laboratório Lakelfield-GEOSOL, Belo
Horizonte - MG, por fluorescência de raios - X para os óxidos SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO,
MgO, K2O e TiO2, em amostras fundidas por Li2B4O7 (tetraborato de lítio) e por
espectrometria de absorção atômica para o Na2O. Esses dados estão apresentados na tabela 2.
28
Parâmetros Analisados ETA - Brasília ETA – São Leopoldo
SiO2 (Óxido de Silício) 30,8% 34,80%
TiO2 (Óxido de Titânio) 1,18% 0,94%
Al2O3 (Óxido de Alumínio) 34,9% 22,30%
Fe2O3 (Óxido de Ferro) 11% 6,60%
MgO (Óxido de Magnésio) 1,02% 0,69%
CaO (Óxido de Cálcio) 1,21% 0,40%
Na2O (Óxido de Sódio) 0,066% 0,23%
K2O (Óxido de Potássio) 0,540% 0,57%
Zn (Zinco) 34,6 ppm -
Sr (Estrôncio) 5,34 ppm -
Cu (Cobre) 23,9 ppm -
P (Fósforo) 1226,2 ppm -
Ce (Cério) 21,13 ppm -
Y (Ítrio) 2,11 ppm -
Be (Berílio) 0,96 ppm -
Ba (Bário) 24,1 ppm -
Mn (Mânganes) 200 ppm -
V (Vanádio) 187 ppm -
Cr (Cromo) 85,8 ppm -
La (Lantânio) 1,65 ppm -
Nd (Neodímio) 2,05 ppm -
*CAESB, Setembro de 2005.
Tabela 2: Análises químicas de lodo de ETA.
Fonte: CAESB (2005) e Santos e Colaboradores (2003).
Os resultados das análises evidenciam como espécies químicas principais do lodo
os óxidos de silício, alumínio e ferro que correspondem à cerca de 77% na ETA de Brasília e
29
64% na ETA de São Leopoldo - RS (figuras 16 e 17). Os teores de óxidos alcalinos (K2O e
Na2O) e alcalinos terrosos (MgO e CaO) são baixos. Os demais metais presentes no lodo
representam cerca de 25%, sendo os de maiores concentrações os elementos fósforo,
manganês e vanádio.
Figura 16: Distribuição química de elementos no lodo da ETA de Brasília.
Fonte: CAESB, 2005.
Esses valores são semelhantes aos das argilas normalmente usadas como matéria
prima de produtos cerâmicos.
Figura 17: Distribuição química de elementos no lodo da ETA de São Leopoldo.
Fonte: Santos e colaboradores, 2003.
30,80%
1,18%
34,90%
11%
1,21%0,07%
0,54%1,02%
SiO2
TiO2
Al2O3 Fe2O3 MgO
CaO
Na2O K2O
34,80%
0,94%
22,30%
33,47%
0,69%
0,40% 6,60%
0,23%
0,57%
SiO2
TiO2
Al2O3 Fe2O3 MgO
CaO
Na2O K2O Outros
30
Para a caracterização de risco ambiental, foram avaliados ensaios visando o
estudo da periculosidade do resíduo. O lodo estudado foi o da ETA de São Leopoldo - RS. Os
referidos ensaios foram desenvolvidos no Laboratório de Análises Químicas Ltda em Porto
Alegre - RS, segundo as NBR 10.004/1987, 10.005/1987 e 10.006/1987. Nas tabelas 3 e 4 são
apresentados o resultados dos estudos realizados pelos pesquisadores para a periculosidade do
resíduo, o qual reúne os estudos da origem e composição do resíduo, da inflamabilidade, da
corrosividade, da reatividade, da toxicidade e patogenicidade (Santos e colaboradores, 2003).
Parâmetro Lodo de ETA
Umidade (% H2O) 68,7
pH (solução a 5%) 6,4
Óleos e Graxas (%) 0,05
Cianetos (% CN) N.D*
Sulfetos (ppm H2S) 120,0
Alumínio (% Al) 6,0
Ferro Total (% Fe) 4,8
N.M.P. de Coliformes Totais (N.M.P./100 mL) 480000
N.M.P de Coliformes Fecais (N.M.P/100 mL) 320000
Cinzas (%) 83,2
*N.D: não detectado.
Tabela 3: Análise de resíduo sólido de lodo.
Fonte: Santos e Colaboradores, 2003.
Analisando os valores constantes nas tabelas 3, nota-se que esta amostra do
resíduo não é constituída de restos de embalagens e nem resíduo de derramamento ou produto
fora das especificações. Não é corrosiva, pois não se apresenta na forma líquida (resíduo
sólido). Não é reativo, porque este não contém ânion cianeto e os sulfetos apresentam-se em
concentração baixa. Não é tóxico, já que no ensaio de lixiviação o resíduo não exibe
características que o torne perigoso (tabela 4). E não é patogênico, por tratar-se de um resíduo
de estação de tratamento de água (Santos e colaboradores, 2003).
31
Parâmetro (mg/L) Lodo de ETA NBR 10.004 (VMP)
Fluoretos N.D 150,0
Arsênio N.D 5,0
Bário 0,3 100,0
Chumbo N.D 5,0
Cromo Total 0,04 5,0
Cádmio N.D 0,5
Mercúrio N.D 0,1
Prata N.D 5,0
Selênio N.D 1,0
*N.D: Não detectado. VMP: Valor máximo permitido.
Tabela 4: Análise do extrato de lixiviação do lodo.
Fonte: Santos e Colaboradores, 2003.
Analisando os valores da tabela 5, verifica que este resíduo não pode ser
classificado como inerte, porque a concentração de vários parâmetros (fenóis, alumínio,
cromo, ferro total e manganês) está acima dos valores especificados, segundo a NBR 10.004.
Portanto este lodo de estação de tratamento de água é classificado como RESÍDUO CLASSE
II A – Não Inerte.
32
Parâmetros (mg/L) Lodo de ETA NBR 10.004 (VMP)
Fenóis 0,06 0,001
Surfactantes 0,13 0,2
Cianetos N.D 0,1
Cloretos 50,0 250,0
Fluoretos N.D 1,5
Sulfatos 135,3 400
Nitratos 2,7 10
Dureza 250,0 500
Alumínio 0,34 0,2
Arsênio N.D 0,05
Bário 0,33 1,0
Chumbo N.D 0,05
Cobre 0,02 1,0
Cromo 0,16 0,05
Cádmio N.D 0,005
Ferro Total 2,56 0,3
Manganês 1,0 0,1
Mercúrio N.D 0,001
Prata N.D 0,05
Selênio N.D 0,01
Sódio 3,66 200,0
Zinco 0,02 5,0
*N.D: Não detectado. VMP: Valor máximo permitido.
Tabela 5: Análise do extrato de solubilização do lodo.
Fonte: Santos e Colaboradores, 2003.
33
2.2. PROPRIEDADES FÍSICAS DOS LODOS
2.2.1. Massa e Volume
A quantidade de lodo produzida em determinada ETA dependerá de fatores como:
partículas presentes na água bruta, que conferem turbidez e cor à mesma; concentração de
produtos químicos aplicados ao tratamento; tempo de permanência do lodo nos tanques;
forma de limpeza dos mesmos; eficiência da sedimentação; entre outros (Cordeiro, 2001). A
porcentagem de lodo produzida geralmente se encontra entre 0,2% e 5,0% do volume de água
tratado pela estação. Várias equações foram propostas para previsão da massa e/ou volume de
lodo que pode ser gerado em uma ETA, porém as mais práticas são citadas a seguir:
S = (0,2 C + k1T + k2D)
1.000
Onde:
S = massa de sólidos secos precipitados (kg/m3 de H2O);
C = cor da água bruta (°H);
T = turbidez da água bruta (UNT);
D = dosagem de coagulantes (mg/L);
k1 = relação entre sólidos totais suspensos e turbidez (varia entre 0,5 e 2,0);
k2 = relação estequiométrica na formação do precipitado de hidróxido e depende do
coagulante utilizado (Al2(SO4)3 = 0,26; FeCl3= 0,40; Fe2(SO4)3= 0,54).
Para quantificar a produção global de resíduo sólido, Cordeiro (1999) adaptou a
equação de Cornwell (1987) ao sistema internacional de medidas, sendo apresentada a seguir:
W = 0,0864.Q .(0,44.D + 1,5.T + A)
Onde:
W = Quantidade de lodo (Kg/d)
Q = Vazão de entrada da água (L/s)
D = Dosagem de sulfato de alumínio (mg/L)
T = Turbidez da água bruta (uT)
A = Dosagem de auxiliares ou outros produtos adicionados (mg/L)
34
Desse modo, pode-se observar que a quantidade de lodo produzida é dependente
da turbidez da água.
A massa específica do lodo varia com o conteúdo de água. Pode variar de 1.002
kg/m3 para lodos com apenas 1% de sólidos secos a 1.200 – 1.500 kg/m3 após a desidratação.
Um lodo desidratado suficiente para ser manuseado como sólido dificilmente terá uma
densidade superior a 1.200 kg/m3 (Richter, 2001).
Segundo dados da Associação Brasileira de Saneamento (ABES) existem no
Brasil cerca de 7.500 estações de tratamento de água do tipo convencional. Uma estação de
tratamento de água convencional com capacidade de tratar 2.400 L/s produz cerca de 1,8 t de
lodo por dia (Hoppen apud in Sales e colaboradores, 2004).
2.2.2. Resistência Específica
A resistência específica é uma medida da maior ou menor facilidade de
desidratação de um lodo (resistência do lodo a passagem de água) e varia largamente
dependendo das características da água bruta, do coagulante e auxiliares de coagulação
utilizados, dos processos de tratamento de água e do acondicionamento químico do lodo para
desidratação. Quanto menor a resistência específica mais fácil à desidratação. De um modo
geral lodos com resistência específica menor que 10x1011 m/kg1 desidratam com maior
facilidade, enquanto que aqueles com resistência específica maior que 100x1011 m/kg são de
difícil desidratação (Richter, 2001).
2.2.3. Compressibilidade
Os lodos provenientes da coagulação com sais de alumínio e ferro são geralmente
altamente compressíveis. Os lodos oriundos de águas com baixo teor de sólidos, coagulados
com sulfato de alumínio, têm coeficientes de compressibilidade muito elevados e, portanto,
desidratam lentamente quando a pressão aplicada é elevada (Richter, 2001).
1 Unidade do Sistema Internacional (SI). Alguns autores utilizam o sistema CGS, resultando com unidade de resistência específica o s2/g . Entre as unidades existe a seguinte relação: L S2/g = 9.800 m/Kg.
35
2.3. ASPECTOS AMBIENTAIS DO DESCARTE INADEQUADO DE LODOS
Os lodos provenientes de ETAs contêm concentrações elevadas de metais,
sobretudo de alumínio e ferro, que ao serem lançados in natura em cursos d'água podem
induzir toxicidade aos organismos aquáticos e aumentar a degradação destes ambientes,
considerando que este resíduo, além de conterem metais, apresentam também elevadas
concentrações de sólidos, alta turbidez e demanda química de oxigênio (DQO), fatores que
podem causar condições indesejáveis, tais como, a criação de bancos de lodo, o assoreamento
do curso d'água, alterações na cor e na composição química, e ainda alterações biológicas. Em
relação à toxicidade dos lodos de ETA existem poucos trabalhos que abordam esta questão,
embora já existam resultados que apontam para efeitos deletérios diretos ou indiretos do
alumínio à vida aquática (Barbosa e colaboradores, 2003).
A avaliação da toxicidade aguda e crônica de lodo de duas ETA que utilizavam
cloreto férrico e sulfato de alumínio como coagulante, aos organismo - teste Daphnia similis,
mostraram que os lodos das duas ETA não causaram toxicidade aguda aos organismos-teste,
verificando-se apenas indícios de toxicidade. O lodo da ETA que utiliza cloreto férrico causou
toxicidade crônica, evidenciada através de baixa produção de neonatas (recém-nascidos) e alta
taxa de mortalidade, enquanto que o lodo da ETA que utiliza sulfato de alumínio causou
toxicidade crônica evidenciada apenas em relação à produção de neonatas. Concluiu-se então
que a disposição in natura dos efluentes das ETA estudadas prejudica a biota aquática,
comprometendo a qualidade da água e do sedimento dos corpos receptores, o que é
preocupante tendo em vista o número de estações de tratamento e o fato da disposição dos
efluentes ser, via de regra, por lançamento nos corpos d'água adjacentes (Barbosa e
colaboradores, 2003 ).
36
2.4. TRATAMENTO DE LODO DE ETA
O tratamento dos lodos de uma ETA visa obter condições adequadas para sua
disposição ambiental, como obter um estado sólido ou semi-sólido, envolvendo a remoção de
água para concentrar os sólidos e diminuir o seu volume. A fração de água no lodo pode ser
classificada em três categorias: água livre, que não está intimamente ligada aos sólidos do
lodo; água capilar e da camada aderida por forças de superfícies; e ligação química
(hidratação) (Andreoli e colaboradores, 2001).
Os sistemas de tratamento de lodo podem comportar diversas combinações de
operações e processos unitários.
2.4.1. Adensamento
Depois de removidos de um decantador, os lodos normalmente necessitam ser
adensados antes de serem tratados. O adensamento é um processo físico de concentração de
sólidos que busca a redução de umidade e consequentemente a redução de volume. A
viabilidade do adensamento consiste na produção de um lodo concentrado.
2.4.2. Condicionamento
O condicionamento é um processo preparatório, no qual produtos químicos
(coagulantes, polieletrólitos etc.) são adicionados ao lodo, visando aumentar a captura de
sólidos no processo de tratamento (Santos, 2003).
2.4.3. Desidratação
A redução de volume dos lodos tanto de ETA como de ETE, através da remoção
do teor de água, é uma operação fundamental para reduzir custos de transportes e disposição,
melhorias nas condições de manejo e conseqüentemente beneficiar o descarte deste resíduo
(Santos, 2003).
Na figura 18 estão representados esquematicamente às formas de redução de
volume (desidratação) e os meios usuais pelos quais podem-se atingir esse objetivo.
37
Figura 18: Formas de redução de volume de lodo.
Fonte: Cordeiro, 2001.
2.4.3.1. Processos Mecânicos de Desidratação
A operação realizada pelas centrífugas (figura 19) consiste na separação das fases
sólido -líquido cujo princípio básico é semelhante à sedimentação de partículas submetidas à
ação da gravidade. No entanto a intensidade das forças atuantes nos equipamentos de
centrifugação geralmente superam a força da gravidade em centenas até milhares de vezes
(Fontana, 2004).
Figura 19: Centrífuga
Fonte: PPE ARGENTINA S/A, 2006.
MEIOS
NATURAIS MECÂNICOS
LEITOS DE SECAGEM
LAGOAS DE LODOS
CENTRÍFUGAS PRENSA DESAGUADORA
FILTRO PRENSA
38
A prensa desaguadora ou filtro prensa de correia (Belt Filter Press), mostrada na
figura 20, é apropriada para a secagem de lodos provenientes da coagulação da água e é capaz
de produzir uma torta com uma consistência adequada. Realizando uma desidratação
contínua, este tipo de dispositivo faz passar o lodo por entre duas correias porosas móveis e
tensionadas, espremendo a água à medida que lodo/correia passa acima e abaixo de uma série
de rolos de diâmetros diferentes (Richter, 2001).
Figura 20: Prensa desaguadora
Fonte: BRASMETANO, 2006.
O filtro prensa (figura 21) trabalha com lodo espessado introduzindo entre duas
esteiras em que uma delas é o meio filtrante. A compressão de uma esteira sobre a outra, por
meio de roletes, provoca a drenagem do líquido (Fontana, 2004).
Figura 21: Filtro prensa
Fonte: PPE ARGENTINA S/A, 2006.
39
2.4.3.2. Processos Não Mecânicos de Desidratação
Os sistemas naturais de remoção de água livre do lodo de ETAs compreendem as
lagoas de lodo e leito de secagem. Esses sistemas têm como fator principal a condição
climática, porém, a disponibilidade de área pode ser fator decisivo na definição do método.
Nas lagoas de lodo o clima é o principal responsável pelo desaguamento do lodo,
em climas quentes e áridos a secagem é realizada pela radiação solar e em climas frios o
congelamento é o responsável pelo processo. O processo de desaguamento e secagem em
lagoas de lodo é baseado em dois princípios: drenagem da água livre e evaporação (Fontana,
2004).
O mecanismo de desidratação dos leitos de secagem consiste essencialmente em
decantação, percolação (drenagem) e evaporação para obter a concentração desejada. Os
leitos tradicionais são constituídos de tanques rasos apresentando como meio filtrante uma
camada de brita recoberta com duas ou três camadas de areia (Richter, 2001).
As principais etapas seqüenciais do tratamento de lodo de ETA e seus respectivos
objetivos estão descritos no quadro 5. A adoção de cada uma das etapas de processamento de
lodo depende das características dos lodos gerados, isto é, do tratamento aplicado à fase
líquida, como também da etapa subseqüente de tratamento de lodo e da disposição final (Von
Sperling apud in Santos, 2003).
Etapas Objetivos Principais Processos
Adensamento Remoção de umidade
(redução de volume)
Adensamento por gravidade
Adensamento por flotação
Condicionamento Preparação para desidratação Condicionamento químico
Condicionamento térmico
Desidratação Redução de umidade
Lagoas de lodo
Leitos de secagem
Filtro prensa
Centrífuga
Prensa desaguadora
Quadro 5: Etapas seqüenciais do tratamento de lodo de ETA.
Fonte: Santos, 2003.
40
CAPÍTULO 3. LEGISLAÇÕES E ASPECTOS LEGAIS PERTINENTES
A RESÍDUOS SÓLIDOS
A contaminação do meio ambiente tem sido um dos maiores problemas da
sociedade moderna. Como resultado de uma crescente conscientização desta contaminação,
bem como dos riscos à saúde humana, novas normas e legislações cada vez mais restritivas
têm levado a medidas de prevenção a fim de minimizar o risco de poluição das águas. O
controle da descarga de efluentes e os métodos de disposição adequados dos resíduos são
estratégias de preservação ambiental. A questão dos lodos de ETA, diante dos aspectos legais
vigentes, deve ser analisada criteriosamente, uma vez que as características desses rejeitos
ainda são pouco conhecidas e difundidas.
Diante desta necessidade de proteção do meio ambiente, os regulamentos e
legislações contribuem para a restrição e o controle de poluição estabelecendo padrões para
lançamentos e conduta dos agentes responsáveis pelos sistemas de produção. No Brasil a
regulamentação sobre a proteção do meio ambiente é de responsabilidade do Sistema
Nacional do Meio Ambiente - SISNAMA, que deve estabelecer o compromisso de garantir o
equilíbrio entre os impactos gerados pela industrialização e a capacidade de suporte da
natureza. Leis também têm sido elaboradas com o propósito de restringir ações antrópicas que
possam degradar o meio ambiente (Fontana, 2004).
3.1. CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO NBR 10.004/2004
A Norma NBR 10.004/2004 classifica os resíduos sólidos de acordo com sua
periculosidade. Para melhor compreensão desta Norma, define-se como:
● Resíduos Sólidos: resíduos nos estados sólidos e semi-sólido, que resultam de atividades da
comunidade de origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de
varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de
água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como
determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede
pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnicas e
economicamente inviáveis em face da tecnologia disponível.
● Periculosidade de um resíduo: característica apresentada por um resíduo, que, em função
de suas propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas, pode apresentar riscos à saúde
41
pública, provocando ou acentuando, de forma significativa, um aumento de mortalidade ou
incidência de doenças. Envolve ainda aqueles que oferecem riscos ao meio ambiente, quando
o resíduo é manuseado ou destinado de forma inadequada.
Os resíduos sólidos são classificados da seguinte maneira:
Classe I – Perigosos: são aqueles que apresentam substancial periculosidade real ou
potencial a saúde humana ou aos organismos vivos e que se caracterizam pela:
● Inflamabilidade
● Corrosividade
● Reatividade
● Toxicidade
● Patogenicidade
Classe II – Não perigosos: são aqueles que não se enquadram nas classificações de resíduos
Classe I - perigosos, descritos segundo anexo H da ABNT 1004/2004. São estes: resíduos de
restaurante (restos de comida), sucatas de metais ferrosos, sucata de metais não ferrosos
(latão, etc.), resíduo de papel e papelão, resíduos de plásticos polimerizados, resíduos de
borracha, resíduos de madeira, resíduos de materiais têxteis, resíduos de minerais não-
metálicos, areia de fundição, bagaço de cana e outros resíduos não perigosos. Classificam em
duas classes inertes e não inertes.
Classe II A – Não inertes: são aqueles que não se enquadram nas classificações de resíduos
classe I - Perigosos ou de resíduos classe II B – Inertes. Os resíduos desta classe podem
apresentar propriedades de:
• Combustibilidade
• Biodegradabilidade
• Solubilidade em água
Classe II B – Inertes: são quaisquer resíduos que, quando amostrados de forma
representativa, e submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou
deionizada, à temperatura ambiente, não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a
concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se os padrões de
aspecto, cor, turbidez e sabor. Como exemplo destes materiais, podem-se citar rochas, tijolos,
vidros e certos plásticos e borrachas que não são decompostos prontamente.
Os lodos de ETA são classificados como resíduos sólidos CLASSE II-A Não
Inertes, e devem estar sujeitos a todas as regulamentações especificadas por essa norma.
42
3.2. CLASSIFICAÇÃO DOS CORPOS D`ÁGUA, PADRÕES DE POTABILIDADE E
DESPEJO DE RESÍDUOS (CONAMA 357/2005)
A resolução N° 357 do CONAMA, classifica os corpos d’água estabelecendo
padrões de potabilidade e determina as condições que devem ser cumpridas para o lançamento
de efluentes de qualquer fonte poluidora, direta ou indiretamente. No artigo 24 desta
resolução cita-se:
Art.24. Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados,
direta ou indiretamente, nos corpos d’águas, após o devido tratamento e desde que
obedeçam às condições, padrões e exigências dispostos nesta. Resolução e em outras
normas aplicáveis.
Os padrões de qualidade dos corpos d’água e os padrões de lançamento de
efluentes se relacionam no sentido de que um efluente, além de satisfazer os padrões de
lançamento, deve proporcionar condições ao corpo receptor, de forma que a qualidade do
mesmo se enquadre dentro dos padrões que classificam os corpos d’água (Von Sperling,
2005).
Verifica-se através das características dos lodos de ETA, apresentada
anteriormente, que todos os parâmetros estão acima dos valores permitidos para o lançamento
de efluentes. Portanto os lodos gerados em decantadores de ETA não devem ser lançados em
corpos d’água, o que representa a maioria da disposição, sem receber um tratamento
específico que enquadre com os padrões estabelecidos (quadro 6) para emissão do resíduo,
devido a grande concentração de sólidos sedimentáveis, alumínio e outros metais presentes
neste resíduo. Essa prática de despejo inadequada provoca degradação da qualidade
ambiental, afetando condições estéticas e lançando materiais em desacordo com os padrões
ambientais.
O artigo 36 desta resolução estabelece que fica sob a competência dos órgãos de
controle ambiental a fiscalização, bem como a aplicação de penalidades previstas para o
cumprimento da legislação.
43
Parâmetros Gerais Valores
pH Entre 5 e 9
Temperatura Inferior a 40°C
Materiais Sedimentáveis Até 1 mL/L
Óleos Minerais Até 20 mg/L
Óleos vegetais e gorduras animais Até 50 mg/L
Parâmetros Inorgânicos Valores Máximos
Arsênio total 0,5 mg/L
Bário total 5,0 mg/L
Boro total 5,0mg/L
Cádmio total 0,2 mg/L
Chumbo total 0,5 mg/L
Cianeto total 0,2 mg/L
Cobre dissolvido 0,1 mg/L
Cromo total 0,5 mg/L
Estanho total 4,0 mg/L
Ferro dissolvido 15,0 mg/L
Fluoreto total 10,0 mg/L
Manganês dissolvido 1,0 mg/L
Mercúrio total 0,01 mg/L
Níquel total 2,0mg/l
Nitrogênio amoniacal total 20,0 mg/L
Prata total 0,1 mg/l
Selênio total 0,30 mg/L
Sulfeto 1,0 mg/L
Zinco total 5,0 mg/L
Quadro 6: Condições de lançamentos de efluentes
Fonte: CONAMA, 2005.
44
CAPÍTULO 4. DISPOSIÇÃO FINAL DO RESÍDUO SÓLIDO DE ETA
NO MEIO AMBIENTE: ESTUDO DE CASOS
A concepção de desenvolvimento sustentável pode ser compreendida entre a
coexistência de três processos: o desenvolvimento tecnológico, a manutenção das condições
ambientais adequadas para a existência das diferentes formas de vida no planeta, e a garantia
da continuidade em tempos futuros tanto deste desenvolvimento tecnológico, como das
condições ambientais necessárias à continuidade da vida. Infelizmente o terceiro componente
desta proposta trata de um tempo futuro, e por vezes o espírito imediatista do homem tende a
protelar atitudes de preparo do futuro em detrimento de outras que tragam resultados num
curto prazo (Santos, 2003).
O crescimento econômico e populacional ocorridos nos últimos anos determinou
um aumento na geração dos mais variados resíduos sólidos. Vive-se hoje uma progressiva
degradação ambiental, advinda principalmente das formas inadequadas de descartes destes
resíduos. Um manejo adequado dos resíduos sólidos em toda sua cadeia (produção,
transformação e reutilização) pode contribuir de forma significativa para a preservação do
meio ambiente e consequentemente para a melhoria da qualidade de vida de toda sociedade
(Donha, 2002).
As disposições adequadas de resíduos sólidos têm sido uma das maneiras de evitar
contaminações no meio ambiente, principalmente pela toxicidade e quantidade de rejeitos que
vem sendo produzidos nos últimos anos. São conhecidas diferentes práticas de disposição,
agrupadas basicamente em duas categorias:
• descarte, quando as práticas utilizam o solo para decomposição do resíduo sem tirar proveito
de suas propriedades benéficas, e;
• uso benéfico, quando objetiva-se beneficiar das propriedades do resíduo. O principal
objetivo do descarte benéfico é o aproveitamento de matéria-prima e energia, causando uma
economia destes recursos do ambiente (Santos, 2003).
A quantidade de resíduos sólidos (lodo) produzidos pelas estações de tratamento
de água associado às formas de disposições inadequadas têm se mostrado extremamente
danoso ao meio ambiente. Atualmente a busca por alternativas econômicas e tecnicamente
viáveis, além de ambientalmente vantajosas para a destinação final do lodo de ETA, é um
grande desafio.
45
A proposta de uso benéfico mantém a concepção de aproveitamento, envolvendo
a incorporação em matriz de concreto e a utilização na fabricação de tijolos cerâmicos. Como
métodos de descarte têm o uso na recuperação de solos degradados e descarte em aterro
sanitário.
Nos aterros sanitários as substâncias poluentes são enterradas, na busca por
soluções do problema da disposição do lodo de ETA. Escolhe-se a área, executa-se um
revestimento com material impermeável, que a princípio permita um tempo de armazenagem,
deposita-se o problema nesta espécie de embalagem e cobre-se com terra. A principal
desvantagem são os investimentos em combustível fóssil para os veículos que transportam
estas substâncias até o local escolhido, e o custo das áreas utilizadas tendo nada como retorno.
Outro ponto negativo é a desvalorização das áreas adjacentes devido ao mau cheiro e aspecto
visual e também pode contaminar o lençol freático. Porém as áreas podem tornar um parque
recreativo, mas nunca num solo produtivo (Santos, 2003).
O uso do resíduo sólido (lodo) em áreas degradadas pela mineração pode ser viável
por promover a recuperação destas áreas degradadas, além de resolver o problema da gestão
deste resíduo. Quando o resíduo é aplicado ao solo, simultaneamente é tratado e disposto. É
tratado na medida em que sofre atenuação de seus constituintes perigosos e é disposto à
medida que o solo torna-se o seu receptor final. No entanto, deve-se levar em consideração
algumas condições essenciais para o adequado tratamento/disposição de um resíduo no solo:
1) que o resíduo seja total ou parcialmente biodegradável; 2) que os microrganismos do solo
sobrevivam a taxas razoáveis e práticas de aplicação do resíduo; 3) que o efeito tóxico a longo
prazo possa ser prevenido ou amenizado; 4) que a aplicação não ocasione poluição na cadeia
alimentar; 5) que o custo do tratamento/disposição no solo não seja elevado; 6) que a
aplicação do resíduo no solo leve às mesmas ou maiores condições de produtividade que as
originais (Teixeira, 2005).
Para os grandes centros urbanos as quantidades e as características dos lodos de
estação de tratamento de água inviabilizam seu aproveitamento no solo (aterro sanitário e
recuperação de áreas degradas) como solução constante de disposição final. Neste caso a
reciclagem, através da incorporação em processos industriais é uma solução coerente com a
proposta de desenvolvimento sustentável (Santos, 2003). A incorporação em matriz de
concreto minimiza de maneira significativa os impactos ambientais causados pela extração de
agregados naturais, além de reduzir custos, pois o resíduo sólido substitui agregados naturais
por convencionais de menor valor. A desvantagem está na variação das propriedades que o
concreto confeccionado com o resíduo poluente pode sofrer dependendo das concentrações
46
utilizadas, portanto devem ser realizados ensaios que comprovem o quanto o resíduo está
estabilizado (Sales, 2004).
A possibilidade do uso do lodo de ETA na fabricação de tijolos cerâmicos apresenta
como vantagens a redução dos recursos naturais não renováveis e a diminuição dos impactos
ambientais causados pela destruição da vegetação através das atividades extrativas da argila,
redução da poluição dos corpos d’águas, economia de água na produção dos tijolos e a
produção de tijolos mais leves, reduzindo os custos de transportes. A principal desvantagem
do uso do resíduo sólido oriundo de estação de tratamento de água na fabricação dos tijolos
cerâmicos está no alto valor do limite de plasticidade sendo recomendado o uso somente
como constituinte de formulações argilosas adicionados em quantidades adequadas, pois à
medida que aumenta a concentração de dosagem há uma diminuição na concentração de
argila e consequentemente menor capacidade de hidratação, o que pode comprometer o tijolo
fabricado em termos de resistência (Figueiredo e Nuvolari, 2002).
47
ESTUDO DE CASO 1. ESTUDO DA INCORPORAÇÃO DO LODO
CENTRIFUGADO DA ETA DE PASSAÚNA EM MATRIZ DE CONCRETO COM
DOSAGEM DE 3%.
A incorporação de lodos de ETA em matriz de concreto têm sido uma alternativa
para minimizar os impactos ambientais gerados pela disposição inadequada deste resíduo no
meio ambiente, além de ser uma alternativa econômica e tecnicamente viável e vantajosa,
porque substitui agregados convencionais (naturais) por artificiais (resíduos poluentes) de
menor custo. Dentre as aplicações do concreto contendo lodo de ETA, temos a produção de
contra piso, argamassas para assentamento de componentes e confecção de blocos de concreto
não-estrutural, além de outras aplicações que não exijam resistências elevadas (Sales e
colaboradores, 2004).
Para que se aplique o reciclado (neste caso o lodo de ETA) em concretos, é
necessário que o material atenda a algumas especificações básicas. Qualquer agregado para
ser incorporado deve ser suficientemente resistente para o uso no tipo de concreto em que for
usado; deve ser dimensionalmente estável conforme as modificações de umidade; não deve
reagir com o cimento; não deve conter impurezas reativas; e deve ter forma de partículas e
granulometria adequada à produção de concreto, com boa trabalhabilidade (Hansen apud in
Sales e colaboradores, 2004). Concretos com reciclados, apresentam, em geral, resistência à
compressão menor ou igual à dos concretos convencionais para consumo de cimentos médios
e altos (Lima apud in Sales e Colaboradores, 2004).
Metodologia
Na incorporação do lodo centrifugado da estação de tratamento de água Passaúna
em matriz de concreto com dosagem de 3%, foi estudado e analisado a caracterização do lodo
em relação ao peso seco da areia, comparada com um concreto referência, sem a adição. Para
a caracterização do lodo da ETA Passaúna foram coletadas amostras diárias em um período
de dois meses de julho e agosto de 2002, amostra 1 e amostra 2, com a finalidade de avaliar a
variabilidade físico-química deste lodo. Foi também realizada a caracterização dos
aglomerantes (cimento) e agregados (areia e pedra brita) com o objetivo de controlar o estudo
de dosagem e análises posteriores pertinentes ao concreto produzido com estes. Para o
concreto fabricado com e sem a adição do lodo foram avaliadas as propriedades do concreto
fresco como resistência a compressão aos 7 e 28 dias (Hoppen e colaboradores, 2003).
48
Com o estudo de dosagem foi possível obter as proporções adequadas para a
adição do lodo no concreto, de maneira a se obter um material com características
compatíveis com alguma aplicação na construção civil. Para este estudo, foi confeccionado
um concreto referência sem a adição do lodo de ETA. Estes mesmos parâmetros do concreto
referência foram adotados para a confecção do concreto com a adição do lodo de ETA, para
que se possa obter uma correlação entre as propriedades dos traços dosados. Para este
concreto incorporando o lodo de ETA, foi utilizado o teor de 3% do peso de agregado miúdo
(areia), em substituição a este, sendo a quantidade total de água de amassamento foi corrigida
em função do peso e do teor de umidade do lodo acrescentado (Hoppen e colaboradores,
2003).
Resultados Obtidos
Caracterização do lodo, aglomerantes e agregados:
Para a dosagem do concreto, foi adotado um teor de umidade de 83% no lodo de
ETA, no entanto, na caracterização esta umidade foi de 87,5% e 86,4%, para as amostras 1 e 2
(lodo), respectivamente, esta diferença utilizada teve a finalidade de compensar a perda de
umidade do lodo durante seu manuseio. Estas amostras também obtiveram um pH de 7,02 e
6,42. Os principais elementos detectados pela análise química, tanto na amostra 1 e 2, foram
Al2O3, SiO2 e Fe2O3. Na amostra 1, as quantidades encontradas foram: 23,62%, 14,10% e
8,39%, respectivamente. Já para a amostra 2, estes valores foram um pouco menores, 20,80%
para Al2O3, 12,75% para SiO2 e 7,58% para Fe2O3, conforme observados na tabela 6. Na
perda ao fogo, as duas amostras ficaram em torno de 50%: a amostra 1 obteve 49,01% e a
amostra 2, percentagem de 51,12%.
49
Substância (%) Lodo 1 Lodo 2
SiO2* 14,10 12,75
Al2O3* 23,62 20,80
TiO2 0,35 0,68
Fe2O3* 8,39 7,58
MgO 0,15 0,42
CaO 0,33 0,36
Na2O <0,02 0,10
K2O 0,11 0,27
P2O5 0,34 0,69
Outros elementos não detectados 3,60 5,23 *Elementos analisados por espectrofotometria de absorção atômica. Lodo 1: amostra coletada no mês de julho; Lodo 2: amostra coletada no mês de agosto.
Tabela 6: Elementos analisados no lodo de ETA de Passaúna.
Fonte: Hoppen e Colaboradores, 2003.
Para a análise química do agregado miúdo (areia) foram encontrados SiO2 com
90,24% e Al2O3 com 4,34%, como os materiais em maior quantidade, pois os demais
elementos ficaram abaixo de 1,50%. Para o agregado graúdo (brita) os mesmos elementos
foram encontrados nas maiores quantidades, com 71,54% de SiO2 e 14,91% de Al2O3, no
entanto, também foi encontrado Na2O com 5,27%. Os ensaios físicos - químicos e mecânicos
realizados no aglomerante cimento estão demonstrados na tabela 7.
50
Análises Resultados/Cimento
Ensaios químicos (%)
Óxido de alumínio (Al2O3) 4,1
Dióxido de silício (SiO2) 18,4
Óxido férrico (Fe2O3) 2,55
Óxido de cálcio (CaO) 60,2
Óxido de magnésio (MgO) 4,89
Trióxido de enxofre (SO3) 2,64
Perda ao fogo 5,56
Resisitência à compressão (MPa)
3 dias 21,1
7 dias 23,6
28 dias 29,5
Tabela 7: Ensaios físico-químico e mecânicos do cimento.
Fonte: Hoppen e Colaboradores, 2003.
Caracterização do Concreto:
A elevação da temperatura observada no concreto após a adição do lodo, foi de
cerca de 1 ºC (18,3 °C para 19 °C), considerada baixa na influência do aumento de fissuras do
concreto. Para o consumo de cimento, aumentando-se de 0% para 3% a dosagem do lodo,
ocorreu uma diminuição de cerca de 2% pela substituição de parte dos materiais. A
consistência do concreto apresentou uma variação expressiva comparada ao concreto
referência, sendo de 17 mm para a mistura com o lodo, na tabela 8 são demonstradas as
demais propriedades obtidas do concreto fresco, com teor de 0% para o concreto de referência
e 3% com dosagem de lodo de ETA.
51
Teor de Lodo de ETA (% em peso seco) 0% 3%
Temperatura do Concreto (°C) 18,3 19
Consumo (Kg/m3)
Cimento 364 356
Areia média 736 698
Brita 1 1085 1061
Água 183 178
Lodo de ETA - 22
Tabela 8: Propriedades do concreto fresco.
Fonte: Hoppen e Colaboradores, 2003.
Comparando-se as tensões de ruptura do traço contendo lodo com a do concreto
referência, como mostrado no quadro 7, observa-se que aos 7 dias ambas estão próximas, já
atingindo valores superiores a 26 MPa. Pode-se observar que aos 28 dias ocorreu uma redução
de aproximadamente 12% na resistência, no entanto esta ficou acima de 30 MPa.
Teor de Lodo de ETA
(%peso de areia) Resistência aos 7 dias (MPa) Resistências as 28 dias (MPa)
0% 27,3 38,7
3% 26,1 34,0
Quadro 7: Resistência à compressão.
Fonte: Hoppen e Colaboradores, 2003.
52
Figura 22: Resistência à compressão
Fonte: Hoppen e Colaboradores, 2003.
O concreto pode ser divido em três categorias: concreto de baixa resistência, para
concreto com resistência à compressão menor que 20 MPa; concreto de resistência moderada,
para concreto com resistência à compressão entre 20 e 40 MPa; e concreto de alta resistência,
para concreto com resistência à compressão acima de 40 MPa Para a resistência garantir a
viabilidade do concreto, este deve ser superior a 20 MPa (Mehta e Monteiro apud Sales,
2004).
Os valores obtidos para absorção, massa específica e índice de vazios mostraram
que ocorreu um aumento no teor de absorção de água no concreto com 3% de lodo, o que não
é bom no caso de durabilidade frente a ambientes agressivos, pois poderá propiciar o ingresso
de elementos prejudiciais ao concreto. Para concreto armado, a norma NBR 8452/98 limita a
absorção do concreto a 6%, o valor determinado para o concreto com o lodo de ETA foi
aproximadamente 8%, superior ao valor mínimo exigido pela norma.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Resistência aos 7 dias
(MPa)
Resistências as 28 dias
(MPa)
Concreto referência
Concreto com dosagem de lodo de 3%
53
Conclusões
1. Os componentes do concreto (agregados e aglomerantes) apresentaram qualidade
satisfatória, e os parâmetros que não atenderam as normas não comprometeram as
propriedades do concreto confeccionado.
2. A adição do lodo de ETA no concreto apresentou uma pequena redução no
consumo de aglomerante reduzindo também o custo do concreto.
3. Houve uma redução de 2% no consumo de cimento pela substituição de parte de
materiais pelo lodo com dosagem de 3%.
4. Constatou-se que a adição do lodo em matriz de concreto foi viável tecnicamente
por reduzir a quantidade deste material no meio ambiente. No entanto devê-se realizar
dosagem com concentrações maiores para analisar qual melhor mistura a ser utilizado.
A análise conjunta destes dados permite concluir que a mistura de 3% de lodo no
concreto pode ser utilizada em fabricação de artefatos, estruturas pré-moldadas e construção
de pavimentos em concreto, no entanto, estas devem ser acompanhadas por ensaios
específicos. A aplicação dos conhecimentos produzidos em pesquisas dessa natureza
possibilitará, em um futuro próximo, realizar-se a seleção de materiais para a construção civil
com base não só em critérios econômicos e estéticos, mas também condicionada ao contexto
do impacto ambiental de sua deposição e das possibilidades de reciclagem com outros
resíduos (Sales e colaboradores, 2004).
54
ESTUDO DE CASO 2: USO DO LODO DE ETA NA FABRICAÇÃO DE TIJOLOS
CERÂMICOS MACIÇOS
A possibilidade de utilização do lodo de ETA para a fabricação de tijolos
cerâmicos maciços é uma das opções que reduz o uso de recursos naturais não renováveis,
diminuição dos impactos ambientais causados pela extração de argila, redução da poluição de
corpos d’águas e solução para o descarte deste resíduo (Figueiredo e Nuvolari, 2002). A
indústria cerâmica é altamente promissora para absorver resíduos poluentes, pelo fato das
massas argilosas serem materiais com ampla variação mineralógica, física e química. De
forma que estas massas são tolerantes e aceitam a presença de materiais residuais de diversos
tipos e origens (Oliveira e colaboradores, 2004).
As pesquisas com lodo de ETA na fabricação de tijolos cerâmicos maciços têm
por objetivos avaliar as condicionantes tecnológicas e ambientais e iniciar estudos de
compatibilidade ambiental (Figueiredo e Nuvolari, 2002).
Metodologia
As amostras do lodo (lodo desaguado) coletado foram da estação de tratamento de
água convencional da Associação Residencial Ecológica Patrimônio do Carmo do município
de São Roque/SP. Antes de serem misturados com o solo, para a preparação das massas
cerâmicas, o lodo foi previamente destorroado e seco sob a temperatura de 105°C por um
período de 24 horas e passado em peneira de 2mm. O solo argiloso foi coletado num sítio em
Nazaré Paulista/SP, seco ao ar e passado em peneiras.
O solo foi misturado com o lodo seco nas seguintes proporções: 10, 20, 30 e 40%.
As massas cerâmicas (MCs) foram preparadas adicionando água a mistura solo-lodo, numa
percentagem de água de 2% a 3% superior ao valor limite de plasticidade obtido para o solo.
Os materiais secos foram previamente misturados numa masseira apropriada, durante cerca de
10 minutos e, só depois de bem homogeneizada, foi adicionada a água.
A moldagem dos corpos de prova foi feita manualmente, utilizando forma de
madeira, obtendo tijolos maciços de pequenas dimensões. Foram avaliados os principais
parâmetros da tecnologia cerâmica como: massa específica, resistência à compressão,
absorção d`água e retração. Para a determinação dos condicionantes ambientais analisou-se a
presença de elementos potencialmente tóxicos (EPT) e concentração de radioatividade no
lodo seco e destorroado. Fez-se a comparação dos resultados com valores padrões
55
estabelecidos e normas nacionais e recomendações ou não da utilização desses tijolos na
construção civil (Figueiredo e Nuvolari, 2002).
A ilustração a seguir (figura 23) permite visualizar melhor o processo de
fabricação dos tijolos cerâmicos realizado pelos pesquisadores.
Decantador Filtro
Lodo de ETA
Secagem
Solo Argiloso Mistura e armazenagem
Água Massa Cerâmica
Moldagem
Secagem
Tijolos Cerâmicos
Figura 23: Esquema de produção de tijolos cerâmicos com lodo de ETA.
Fonte: Figueiredo e Nuvolari, 2002.
56
Resultados Obtidos
1) Observou-se que o lodo utilizado não apresenta riscos quanto á sua toxicidade. Todos os
elementos potencialmente tóxicos analisados EPT (tabela 9) analisados estão dentro dos
limites estabelecido pela norma.
2) Quanto aos elementos radioativos analisados, cujos valores médios foram apresentados na
tabela 9, verifica-se que o lodo de ETA apresentou concentrações de radionuclídios menores
do que o solo argiloso, o que demonstra que esse resíduo poderia ser utilizado sem maiores
problemas.
3) Quanto às características físicas observadas na pesquisa, a retração volumétrica, RV, e a
resistência à compressão pós-queima, foram as que apresentaram maiores variações nas
diferentes massas cerâmicas (figura 24). De acordo com a NBR-7170, os tijolos moldados
com massas cerâmicas MC-10% é enquadrado na categoria B (2,5 MPa) e os tijolos moldados
com massas cerâmicas MC-20%, MC-30% e MC-40% na categoria A (1,5 MPa).
Figura 24: Média dos resultados obtidos nos corpos de provas.
Fonte: Figueiredo e Nuvolari, 2002.
57
Análises Limites* Resultado solo Resultado Lodo
Elementos Potencialmente Tóxicos (mg/Kg)
Arsênio (As) 75 0,27 2,63
Cádmio (Cd) 85 0,39 3,16
Cromo (Cr) - 19,6 66,57
Cobre (Cu) 4.300 4,07 108,84
Chumbo (Pb) 840 2,53 276,89
Níquel (Ni) 420 2,73 41,66
Zinco (Zn) 7.500 14,5 126,32
Outros Metais (mg/Kg)
Alumínio (Al) - 63.900 75.550
Bário (Ba) - 31,3 339,79
Cálcio (Ca) - 771 3.180
Ferro (Fe) - 20.000 59.350
Magnésio (Mg) - 414 1.860
Manganês (Mn) - 39,2 499,68
Potássio (K) - 796 6.400
Sódio (Na) - 215 970
Silício (Si) - 120 259.700
Concentração de Elementos Radioativos
Urânio Natural Unat = 238U + 235U - 4,6 2,8
Tório (232Th) - 17,5 4,5
Potássio (40K) - 913 310
*Limites da Norma P-4230 (CETESB, 1999), para aplicação de lodo em solo agrícola.
Tabela 9: Características químicas e radioativas do lodo e solo argiloso.
Fonte: Nuvolari e Figueredo, 2002.
58
Conclusões
Devido o lodo de ETA utilizado na pesquisa ter apresentado valores de
concentrações de radioatividades inferiores aos valores obtidos para o solo, não haveria
problema quanto a sua utilização como material da construção civil. Os pesquisadores
concluíram que os tijolos moldados com massas cerâmicas MC-10% são enquadrados como
categoria B (resistência á compressão de 2,5 MPa), e portanto possuem maiores resistência á
compressão do que os tijolos moldados com massas cerâmicas de 20%, 30% e 40%
(Figueiredo e Nuvolari, 2002). De maneira geral apesar de ocorrem reduções na qualidade dos
tijolos com a incorporação de lodo de ETA sua disposição final pode ser considerada viável e
técnica do ponto de vista ambiental.
59
ESTUDO DE CASO 3: APLICAÇÃO DE LODO DE ETA EM SOLOS DEGRADADOS
A mineração demanda áreas extensas para sua construção, expondo grande
parcela do solo ao processo de erosão. A recuperação desses solos se faz necessário, visto que
solos degradados possuem sua capacidade produtiva de bens e serviços reduzidos. A
aplicação do lodo de ETA em solos degradados tem como benefício à incorporação de macro
e micro nutrientes sendo também economicamente interessante, considerando o custo elevado
desta operação. A maior vantagem da utilização agrícola do LETA (lodo de estação de
tratamento de água) é a melhoria das características físicas do solo devido às grandes
quantidades de argila presente nesse resíduo (Skene e colaboradores apud in Teixeira, 2005).
Sua aplicação melhora a estrutura do solo, eleva o pH, adiciona nutrientes das plantas,
aumenta a capacidade de retenção de água e a aeração.
Um estudo realizado avaliou a aplicação de LETA em solo degradado pela
mineração de cassiterita obtida na Floresta Nacional do Jamari, na Bacia Amazônica, por
meio das alterações nas propriedades químicas e bioquímicas no solo. O lodo utilizado foi
coletado no DAAE (Departamento Autônomo de Água e Esgoto) de Araraquara (SP), cuja
ETA é do tipo convencional e utiliza cloreto férrico como agente coagulante. Analisou o
efeito da aplicação deste lodo em teores de macronutrientes (Ca, Mg e K), micronutrientes
(Fe, Cu, Mn e Zn), contaminação por metais (Cd, Pb, Ni e Cr), capacidade de troca catiônica
(CTC), condutividade elétrica, biomassa microbiana, atividade enzimática e teores de N
(nitrogênio) e S (enxofre) em amostras de solos degradados pela mineração (Teixeira e
colaboradores, 2005).
Metodologia da Pesquisa
O trabalho foi realizado em casa de vegetação, com temperatura controlada na
faixa 25°C - 28°C, no Campus da Universidade Estadual Paulista localizado em Jaboticabal,
SP. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com cinco
tratamentos: testemunha, solo degradado (n = 4); solo degradado + calcário (n = 4); e 100,
150 e 200 mg de N, na forma de LETA, por kg de solo e calagem (n = 20 cada), em que n é o
número de repetições. O solo, antes da atividade de mineração, era classificado como
Latossolo Vermelho- Amarelo álico, textura argilosa.
60
Para a condução do experimento utilizaram-se, vasos de polietileno com
capacidade para 6 kg, que foram preenchidos com 5 kg de solo degradado. Nos tratamentos da
aplicação de 100, 150 e 200 mg de N (na forma de LETA) por kg de solo e calagem, a
aplicação do LETA foi feita gradativamente ao longo de 15 dias, de acordo com a capacidade
de retenção de água do solo degradado para evitar percolação. Após a aplicação de metade
das doses de cada tratamento, o solo foi removido do vaso, colocado em bandejas,
homogeneizado e devolvido aos respectivos vasos, continuando-se a adição do LETA. Ao
final da aplicação do lodo, o solo foi novamente removido do vaso, colocado em bandejas,
seco ao ar e à sombra, destorroado em moinho de solo, homogeneizado e devolvido aos
respectivos vasos.
Após aplicação de LETA, os solos dos tratamentos para aplicação nas três doses
de N (na forma de LETA) por kg de solo e calagem, receberam diferentes dosagens de
calcário dolomítico.
Após a calagem, os vasos foram irrigados com água destilada para se atingir cerca
de 70% da capacidade de retenção de água e cobertos com folha de papel para reduzir a perda
de água por evaporação. A água perdida por evaporação foi reposta a cada dois dias. Aos 30
dias após o início da irrigação, o solo foi removido do vaso, colocado em bandeja de plástico
e homogeneizado, retirando-se, então, uma amostra, que foi seca ao ar e à sombra,
destorroada e peneirada (0,5 mm) para fins das análises químicas pretendidas.
61
Resultados Obtidos
Amostra de Solo
A amostra de solo para estudo foi coletada na camada de 0 - 20 cm e apresentava
as seguintes características químicas e granulométricas descrita na tabela 10.
Parâmetros Resultado/Solo
pH (CaCl2) 4,9
Matéria Orgânica (M.O) 3 g/dm3
Fósforo (Presina) 8 mg/dm3
Potássio (K) 0,5 mmol/dm3
Cálcio (Ca) 5 mmol/dm3
Magnésio (Mg) 2 mmol/dm3
Argila 170 g/Kg
Silte 30 g/Kg
Areia fina 280 g/Kg
Areia média 260 g/Kg
Areia grossa 150 g/Kg
Areia total 800 g/Kg
Tabela 10: Análise em amostra de solo degradado.
Fonte: Teixeira, 2005.
62
Amostra de Lodo
O LETA foi coletado no DAAE, Departamento Autônomo de Água e Esgoto, de
Araraquara, SP, cuja estação de tratamento de água é do tipo convencional e utiliza cloreto
férrico como agente coagulante. A análise química e granulométrica do lodo está apresentada
na tabela 11.
Parâmetros Resultado/Lodo
Poder de Neutralização (PN) 28 g/Kg
Carbono Orgânico Total (COT) 11 g/Kg (base seca)
pH 7,7
Umidade 94%
Óxido de Cálcio (CaO) 9,8%
Óxido de Magnésio (MgO) 4,23 %
Nitrogênio (N) 2,0 g/Kg (base seca)
Fósforo (P) 1,0 g/Kg (base seca)
Potássio (K) 2,0 g/Kg (base seca)
Cálcio (Ca) 121 g/Kg (base seca)
Magnésio (Mg) 4,0 g/Kg (base seca)
Zinco (Zn) 66 mg/Kg (base seca)
Ferro (Fe) 167.040 mg/Kg (base seca)
Cobre (Cu) 149 mg/Kg (base seca)
Manganês (Mg) 1.683 mg/Kg (base seca)
Chumbo (Pb) 8 mg/Kg (base seca)
Níquel (Ni) 27 mg/Kg (base seca)
Cádmio (Cd) 6 mg/Kg (base seca)
Cromo (Cr) 86 mg/Kg (base seca)
Argila 260 g/Kg
Areia grossa 110 g/Kg
Tabela 11: Análise em lodo de ETA.
Fonte: Teixeira, 2005.
63
A análise microbiológica no lodo de ETA não revelou presença de coliformes.
Os teores de cálcio (Ca) total e magnésio (Mg) aumentaram com a aplicação de
LETA (tabela 12). Os altos teores de cálcio no LETA ocorrem em função da adição de
grandes quantidades de CaO (óxido de cálcio) presentes no lodo. Associando os altos teores
de Ca com aumento no valor de pH (testemunha, 5,5; solo degradado + calcário, 6,1; e dos
tratamentos com 100, 150 e 200 mg kg-1 de N, 7,6; 7,8 e 7,9 respectivamente) o LETA mudou
a reação do solo degradado, inicialmente ácida, para uma reação neutra ou fracamente
alcalina. Nestas condições, tem-se uma situação semelhante ao que ocorre em solos calcários.
Os altos teores de Ca e os valores elevados de pH interferem amplamente nos processos de
adsorção e solubilização de íons responsáveis pela concentração de nutrientes no solo, e
podem também causar a salinização do solo degradado. O carbono orgânico total (COT) do
solo degradado foi influenciado pela aplicação de LETA, sendo considerados baixos para
solos agrícolas. A atividade de mineração exerce grande impacto nas características químicas
do solo, principalmente no teor de carbono.
Tratamentos Cálcio (g/Kg) Magnésio
(g/Kg)
Potássio
(g/Kg)
Sódio
(cmol/dm3) COT (g/Kg)
T 0,34 0,10 0,21 1,9 0,70
Tc 0,52 0,14 0,24 2,1 0,53
D100 5,19 0,33 0,23 2,2 1,37
D150 8,55 0,41 0,25 2,3 1,62
D200 12,08 0,46 0,26 3,0 1,80
T: testemunha, solo degradado; Tc: solo degradado e calcário; D100, D150 e D200: aplicação de 100, 150 e 200 mg Kg-1 de N, na forma de lodo de ETA; COT: carbono orgânico total.
Tabela 12: Valores médios da aplicação de lodo de ETA em solos degradados.
Fonte: Teixeira, 2005.
Nos resultados observou que houve aumento nos teores de micronutrientes e
metais, cálcio (Ca), magnésio (Mg) e potássio (K) e, conseqüentemente, a condutividade
elétrica e promoveu incrementos nos teores de C-orgânico total e na CTC do solo, favoreceu a
atividade biológica do solo e aumentou os teores de N-total e S-sulfato.
64
Conclusões
Em relação ao trabalho concluiu-se que a alteração nos teores de macro e
micronutrientes no solo degradado pela adição de lodo de ETA tornam este resíduo não
apropriado para recuperação de áreas degradadas, visto que, não fornece matéria orgânica e
fornece os nutrientes para as plantas em quantidades inadequadas para a nutrição vegetal, mas
pode ser disposto em solo degradado desde que seja adotado outro critério de aplicação, como
por exemplo, o valor pH do solo. Para a recuperação de áreas degradadas o lodo deve estar
associado a um resíduo orgânico (esterco bovino, composto de serragem, lodo de ETE e etc.)
(Teixeira, 2005).
65
ESTUDO DE CASO 4: CLASSIFICAÇÃO E BIODEGRADAÇÃO DE LODO DE ETA
PARA DESCARTE EM ATERRO SANITÁRIO
O aterro sanitário é uma técnica de disposição de resíduos sólidos urbanos no
solo, buscando evitar danos à saúde pública e minimizar os impactos ambientais. É
operacionalizado pelo confinamento dos resíduos sólidos na menor área possível e
intercalando - os com camadas de terra como cobertura. Não há interesse no aproveitamento
dos nutrientes do lodo, este é confinado em células, sofre processo de biodegradação
anaeróbia, e geram vários subprodutos como o metano e o chorume (Santos, 2003).
Um trabalho realizado com o lodo produzido nas ETA dos municípios de Rio
Claro e Piracicaba, estado de São Paulo, foram avaliados como possível via de descarte em
aterro sanitário, sendo realizados ensaios de biodegradação, a fim de averiguar a viabilidade
da co-disposição do lodo de ETA com o solo utilizado na cobertura das células do aterro
sanitário do município de Rio Claro, SP (Guerra e Angelis, 2005).
Metodologia de Pesquisa
Foram coletados cerca de 40 L de amostra do lodo retirado dos decantadores da
ETA Capim Fino, localizada no Município de Piracicaba e da ETA II, no Município de Rio
Claro, SP. A coagulação da água bruta, responsável pela formação do lodo, nestas duas ETA é
realizada mediante a aplicação de cloreto férrico (FeCl3). Para a realização dos ensaios de
classificação de resíduos sólidos e de biodegradação de resíduos, as amostras de lodo foram
desidratadas em estufa a 40º C, e o material seco peneirado em malha de 2,0 mm de abertura.
Foram coletadas amostras do solo utilizado na cobertura diária das células do
aterro, este material foi mantido ao ar livre para secagem, em seguida peneirado em malha de
2,0 mm. Amostras do líquido percolado, o chorume, produzido no aterro sanitário, foram
coletadas e acondicionadas em frasco plástico, armazenado sob refrigeração (4º C).
O ensaio de biodegradação do lodo foi realizado segundo a Norma Técnica
L6.350 "Solos – Determinação da Biodegradação de Resíduos: método respirométrico de
Bartha". O respirômetro de Bartha é um sistema fechado, constituído de duas câmaras
interligadas, onde ocorrem a biodegradação do resíduo e a remoção do CO2 produzido durante
o processo (Bartha e Pramer apud in Guerra e Angelis, 2005). Foram testados diferentes
tratamentos, onde adicionou-se proporções crescentes dos lodos de ETA desidratados, em
66
relação ao solo do aterro sanitário. Para cada tratamento foram montados cinco respirômetros,
mantidos em estufa a 25º C. Os tratamentos foram:
- S100: 100% de solo de cobertura do aterro;
- S70/L30: 70% de solo e 30% de lodo de ETA;
- S50/L50: 50% de solo e 50% de lodo de ETA;
- S30/L70: 30% de solo e 70% de lodo de ETA;
- L100%: 100% de lodo de ETA.
A adição do chorume aos tratamentos foi realizada para adequar a umidade da
mistura às condições exigidas pela metodologia, e atuar como uma fonte de microrganismos
adaptados às condições do aterro sanitário.
O desenvolvimento de BH (bactérias heterotróficas) nos tratamentos do ensaio de
biodegradação foi considerado como um parâmetro complementar ao ensaio de
biodegradação do lodo, capaz de indicar variações na população inicial. A contagem de
Unidades Formadoras de Colônias (UFC de BH/g de solo seco) foi realizada no inicio e no
final do ensaio de biodegradação, permitindo a análise de possíveis efeitos inibitórios à
população de bactérias.
Resultados Obtidos
Na tabela 13 são apresentados os resultados da análise dos produtos obtidos pela
execução dos ensaios de lixiviação e solubilização dos lodos da ETA II e ETA Capim Fino.
Os resultados obtidos para o ensaio de lixiviação, encontram-se de acordo com a norma
técnica (NBR 10.005 e 10.006), não excedendo aos limites máximos estabelecidos, indicando
que estas amostras de lodo não representam um resíduo com características de periculosidade
(resíduo Classe I). A análise do ensaio de solubilização indica que a concentração de
manganês (Mn) encontra-se acima do limite máximo estabelecido, desta forma, tanto o lodo
produzido pela ETA II quanto o produzido pela ETA Capim Fino, são classificados segundo a
norma técnica (NBR 10.004), como um resíduo Classe II A, não perigoso não inerte.
67
Substância (mg/L) Lixiviado ETA II Lixiviado ETA Capim Fino
Sódio 4,07 -
Potássio 4,58 -
Silício 28 17,30
Cálcio 580 278
Estrôncio 7,70 2,96
Magnésio 35 19,50
Chumbo 0,01 0,083
Ferro 0,03 0,042
Manganês 11,60 3,96
Cromo < 0,005 0,005
Fósforo < 0,10 0,11
Alumínio 0,70 0,54
Zinco 0,06 11,90
Cobre < 0,005 0,13
Bário 1,50 1,27
Cobalto 0,02 0,05
Níquel 0,01 0,018
Cádmio < 0,003 < 0,003
Tabela 13: Análise química de ensaio de lixiviação do lodo de ETA.
Fonte: Guerra e Angelis, 2005.
Os resultados para os ensaios de biodegradação mostram que o aumento da
proporção de lodo de ETA nos tratamentos refletiu em maior quantidade de carbono
biodegradado. Os controles, constituídos somente por solo do aterro sanitário e chorume,
apresentaram biodegradação de pequena quantidade de carbono. Assim todos os tratamentos
obtiveram maior quantidade de carbono biodegradado, quando comparado ao controle (S100)
indicando que a matéria orgânica presente no lodo sofreu biodegradação, independente da
proporção aplicada ao solo. Desta forma, os tratamentos contendo 100% de lodo (L100), nos
ensaios realizados com o lodo da ETA II e ETA Capim Fino, foram responsáveis pelo
consumo de maior quantidade de carbono orgânico, seguido pelos tratamentos contendo: 70%
68
de adição de lodo (S30/L70), 50% de adição de lodo (S50/L50) e 30% de adição de lodo
(S70/L30), indicando a biodegradabilidade do material.
Quanto à avaliação do desenvolvimento das bactérias heterotróficas constatou-se
um crescimento das bactérias em todos os ensaios de biodegradação. O aumento do número
de UFC (unidades formadoras de colônias) de bactérias heterotróficas durante o período de
incubação para os dois lodos estudados, está de acordo com os resultados referentes ao
consumo do carbono orgânico mostrado nos 118 dias de acompanhamento do ensaio.
Conclusão
Os lodos provenientes dos decantadores da ETA II e ETA Capim Fino, mesmo
sendo classificados como Não-Inertes, quando misturados ao solo utilizado na cobertura das
células do aterro sanitário do município de Rio Claro, não influenciaram de forma negativa o
processo de biodegradação da matéria orgânica presente, indicando a viabilidade da
disposição final destes resíduos em aterro sanitário. Entretanto, recomenda-se a realização de
estudos que forneçam dados referentes às metodologias mais eficientes para a desidratação do
lodo, e melhor concentração de sólidos, para atingir as condições estruturais e de suporte
necessárias à operação do aterro sanitário.
69
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em conformidade com os objetivos deste trabalho, pode - se inferir que o resíduo
produzido nos decantadores das ETA possui grande potencial de reciclagem, confirmando a
viabilidade técnica e ambiental de disposições adequadas em substituição ao atual
lançamento, quase sempre os cursos d`água próximo da estação. Esta possibilidade de
reciclagem atende a necessidade do desenvolvimento sustentado e consequentemente com a
conservação do meio ambiente e a melhoria da qualidade de vida da população.
De forma específica, concluiu-se que:
• Este resíduo (lodo) é classificado segundo a NBR 10.004 como RESÍDUO CLASSE II A –
Não Inertes (não perigoso), sendo que a maioria das estações de tratamento de água descarta
nos recursos hídricos próximos as estações sem receber nenhum tratamento adequado.
• Através das análises mostradas, este lodo não apresenta características de periculosidade e
não é patogênico, observados pelos ensaios de lixiviação.
• Através das análises físico - química verificou-se que o lodo de ETA é constituído em maior
percentagem por alumínio e ferro, decorrentes da adição de coagulantes no processo de
tratamento de água a base destes metais. A forma de limpeza dos decantadores influencia na
concentração dos metais e na quantidade de lodo produzido.
• A disposição in natura, de acordo com estudos, prejudica a biota aquática, comprometendo
a qualidade da água e dos sedimentos dos corpos receptores.
• Dos estudos de disposição no meio ambiente verifica-se que os lodos provenientes de ETA
constituem-se num material com grande potencial para aproveitamento nas indústrias
cerâmicas e na incorporação em matriz de concreto.
• A indústria cerâmica reduz o uso de recursos naturais não renováveis, quando são
confeccionados tijolos cerâmicos adicionados com o lodo, trazendo benefício ao meio
ambiente. A principal desvantagem do uso do resíduo sólido na fabricação dos tijolos
cerâmicos está no alto valor do limite de plasticidade, sendo recomendado o uso somente
como constituinte de formulações argilosas adicionados em quantidades adequadas.
• A incorporação do lodo em matriz de concreto mostrou ser uma alternativa econômica e
tecnicamente viável e vantajosa, porque substitui agregados convencionais (naturais) por
artificiais (resíduos poluentes) de menor custo. A desvantagem está na variação das
propriedades que o concreto confeccionado com o resíduo poluente pode sofrer dependendo
70
das concentrações utilizadas, portanto devem ser realizados ensaios que comprovem o quanto
o resíduo está estabilizado.
• A disposição do lodo em solos para recuperação de áreas degradadas mostrou-se não ser
apropriado porque não fornece matéria orgânica e nutrientes para as plantas em quantidades
adequadas para a nutrição vegetal, mas pode ser disposto no solo degradado desde que seja
adotado outro critério de aplicação.
• O acondicionamento em aterro sanitário não influenciou de forma negativa o processo de
biodegradação da matéria orgânica presente, indicando a viabilidade da disposição final, mas
se a quantidade de lodo for significativa poderá provocar redução na vida útil do aterro.
Uma visão geral sobre a produção, característica e descarte deste resíduo no meio
ambiente, contribui para modificar a atual situação e abordagem da problemática dos resíduos
sólidos produzidos nas estações de tratamento de água. Deste modo este lodo deixa de ser
visto como um simples resíduo a ser descartado para uma postura coerente com princípios de
desenvolvimento sustentável.
71
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72
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75
ANEXOS
POLÍTICA NACIONAL DO MEIO AMBIENTE E LEIS DE CRIMES AMBIENTAIS
Lei N° 6938/1981
A Lei N° 6938/81, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente,
define como poluidor a pessoa física ou jurídica, de direito público ou privado, responsável
direta ou indiretamente, por atividades causadoras de degradação ambiental.
LEI Nº 6.938, DE 31 DE AGOSTO DE 1981
Dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências.
Texto atualizado em 07.2.2000 Última alteração: Lei nº 9.960, de 28.1.2000
O PRESIDENTE DA REPÚBLICA,
Faço saber que o Congresso Nacional decreta e eu sanciono a seguinte Lei:
Art. 1º Esta lei, com fundamento nos incisos VI e VII do art. 23 e no art. 235 da Constituição,
estabelece a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e
aplicação, constitui o Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA) e institui o Cadastro
de Defesa Ambiental. (Redação dada pela Lei nº 8.028, de 12.04.90)
Art. 2º. A Política Nacional do Meio Ambiente tem por objetivo a preservação, melhoria e
recuperação da qualidade ambiental propícia à vida, visando assegurar, no País, condições ao
desenvolvimento sócio-econômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da
dignidade da vida humana, atendidos os seguintes princípios:
I - ação governamental na manutenção do equilíbrio ecológico, considerando o meio ambiente
como um patrimônio público a ser necessariamente assegurado e protegido, tendo em vista o
uso coletivo;
II - racionalização do uso do solo, do subsolo, da água e do ar;
III - planejamento e fiscalização do uso dos recursos ambientais;
76
IV - proteção dos ecossistemas, com a preservação de áreas representativas;
V - controle e zoneamento das atividades potencial ou efetivamente poluidoras;
VI - incentivos ao estudo e à pesquisa de tecnologias orientadas para o uso racional e a proteção dos recursos ambientais;
VII - acompanhamento do estado da qualidade ambiental;
VIII - recuperação de áreas degradadas;
IX - proteção de áreas ameaçadas de degradação;
X - educação ambiental a todos os níveis do ensino, inclusive a educação da comunidade,
objetivando capacitá-la para participação ativa na defesa do meio ambiente.
Art. 3º - Para os fins previstos nesta Lei, entende-se por:
I - meio ambiente, o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física,
química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas;
II - degradação da qualidade ambiental, a alteração adversa das características do meio
ambiente;
III - poluição, a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou
indiretamente:
a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
c) afetem desfavoravelmente a biota;
d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos;
IV - poluidor, a pessoa física ou jurídica, de direito público ou privado, responsável, direta ou
indiretamente, por atividade causadora de degradação ambiental;
V - recursos ambientais: a atmosfera, as águas interiores, superficiais e subterrâneas, os
estuários, o mar territorial, o solo, o subsolo, os elementos da biosfera, a fauna e a flora.
(Redação dada pela Lei nº 7.804, de 18.07.89)
77
Lei N° 9605/1998
A Lei N° 9605/98, também chamada de Lei de crimes ambientais, dispõe sobre as
sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao meio ambiente
e incrimina civil e penalmente, quem provocar, pela emissão de efluentes ou carreamento de
materiais, o perecimento de espécimes da fauna aquática existentes em rios, lagos, açudes,
lagoas, baías e ou água jurisdicionais brasileiras. Responsabiliza o gerente que, sabendo da
conduta criminosa de outrem, deixar de impedir sua prática, quando podia agir para evitá-la.
LEI 9.605, DE 12 FEVEREIRO DE 1998.
Dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e atividades lesivas ao
meio ambiente, e dá outras providências.
O PRESIDENTE DA REPÚBLICA,
Faço saber que o Congresso Nacional decreta e eu sanciono a seguinte Lei:
Capítulo I
Disposições Gerais
Art. 1º. (VETADO)
Art. 2º. Quem, de qualquer forma, concorre para a prática dos crimes previstos nesta Lei,
incide nas penas a estes cominadas, na medida da sua culpabilidade, bem como o diretor, o
administrador, o membro de conselho e de órgão técnico, o auditor, o gerente, o preposto ou
mandatário de pessoa jurídica, que, sabendo da conduta criminosa de outrem, deixar de
impedir a sua prática, quando podia agir para evitá-la.
Art. 3º. As pessoas jurídicas serão responsabilizadas administrativa, civil e penalmente
conforme o disposto nesta Lei, nos casos em que a infração seja cometida por decisão de seu
representante legal ou contratual, ou de seu órgão colegiado, no interesse ou benefício de sua
entidade.
Parágrafo único. A responsabilidade das pessoas jurídicas não exclui a das
pessoas físicas, autoras, co-autoras ou partícipes do mesmo fato.
Art. 4º. Poderá ser desconsiderada a pessoa jurídica sempre que sua personalidade for
obstáculo ao ressarcimento de prejuízos causados à qualidade do meio ambiente.
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Capítulo V
Dos Crimes contra o Meio Ambiente
Seção III
Da Poluição e outros Crimes Ambientais
Art. 54. Causar poluição de qualquer natureza em níveis tais que resultem ou possam resultar
em danos à saúde humana, ou que provoquem a mortandade de animais ou a destruição
significativa da flora:
Pena - reclusão, de um a quatro anos, e multa.
§ 1º. Se o crime é culposo:
Pena - detenção, de seis meses a um ano, e multa.
§ 2º. Se o crime:
I - tornar uma área, urbana ou rural, imprópria para a ocupação humana;
II - causar poluição atmosférica que provoque a retirada, ainda que momentânea, dos
habitantes das áreas afetadas, ou que cause danos diretos à saúde da população;
III - causar poluição hídrica que torne necessária a interrupção do abastecimento público de
água de uma comunidade;
IV - dificultar ou impedir o uso público das praias;
V - ocorrer por lançamento de resíduos sólidos, líquidos ou gasosos, ou detritos, óleos ou
substâncias oleosas, em desacordo com as exigências estabelecidas em leis ou regulamentos:
Pena - reclusão, de um a cinco anos.
§ 3º. Incorre nas mesmas penas previstas no parágrafo anterior quem deixar de adotar,
quando assim o exigir a autoridade competente, medidas de precaução em caso de risco de
dano ambiental grave ou irreversível.
Art. 55. Executar pesquisa lavra ou extração de recursos minerais sem a competente
autorização, permissão, concessão ou licença, ou em desacordo com a obtida:
Pena - detenção, de seis meses a um ano, e multa.
Parágrafo único. Nas mesmas penas incorre quem deixa de recuperar a área pesquisada ou
explorada, nos ternos da autorização, permissão, licença, concessão ou determinação do órgão
competente.
Art. 56. Produzir, processar, embalar, importar, exportar, comercializar, fornecer, transportar,
armazenar, guardar, ter em depósito ou usar produto ou substância tóxica, perigosa ou nociva
à saúde humana ou ao meio ambiente, em desacordo com as exigências estabelecidas em leis
ou nos seus regulamentos:
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Pena - reclusão, de um a quatro anos, e multa.
§ 1º. Nas mesmas penas incorre quem abandona os produtos ou substâncias referidos no
caput, ou os utiliza em desacordo com as normas de segurança.
§ 2º. Se o produto ou a substância for nuclear ou radioativa, a pena é aumentada de um
sexto a um terço.
§ 3º. Se o crime é culposo:
Pena - detenção, de seis meses a um ano, e multa.
Art. 57. (VETADO)
Art. 58. Nos crimes dolosos previstos nesta Seção, as penas serão aumentadas:
I - de um sexto a um terço, se resulta dano irreversível à flora ou ao meio ambiente em geral;
II - de um terço até a metade, se resulta lesão corporal de natureza grave em outrem;
III - até o dobro, se resultar a morte de outrem.
Parágrafo único. As penalidades previstas neste artigo somente serão aplicadas se do fato não
resultar crime mais grave.
Art. 59. (VETADO)
Art. 60. Construir, reformar, ampliar, instalar ou fazer funcionar, em qualquer parte do
território nacional, estabelecimentos, obras ou serviços potencialmente poluidores, sem
licença ou autorização dos órgãos ambientais competentes, ou contrariando as normas legais e
regulamentares pertinentes:
Pena - detenção, de um a seis meses, ou multa, ou ambas as penas cumulativamente.
Art. 61. Disseminar doença ou praga ou espécies que possam causar dano à agricultura, à
pecuária, à fauna, à flora ou aos ecossistemas:
Pena - reclusão, de um a quatro anos, e multa.
