Metodologia para Outorga Metodologia para Outorga de Lande Lanççamento de Efluentes amento de Efluentes
na Bacia do Alto Iguana Bacia do Alto Iguaççuu((refref. 2137/02). 2137/02)
Dezembro/2006
EQUIPE TÉCNICA
LACTEC
Dra. Sandra Mara Alberti
Dra. Regina Tiemy Kishi
MSc. Luiza Helena Lopes Ribeiro
Mestrando Iuri Nahon
MSc. Nicole Brassac
MSc. Andrea Dalla Nora
Esp. Ana Teresa Calmon
Flavio Deisler
MSc. Dalton L. Brasil Pereira Filho
MSc. Fernando W. Machado
MSc. Nicolás Lopardo
Esp. Karina dos Santos
SUDERHSA
Norberto Ramon
Enéas Machado
CONSULTORA
Dra. Mônica Porto
SITUASITUAÇÇÃOÃOSITUASITUAÇÇÃO ATUALÃO ATUAL
�� Falta de dados e Falta de dados e informainformaççõesões�� Dados Dados hidromorfolhidromorfolóógicosgicos�� Dados de qualidade da Dados de qualidade da
ááguagua�� Equipe tEquipe téécnica reduzidacnica reduzida
�� Para anPara anáálise das lise das solicitasolicitaççõesões
�� Para controlePara controle�� Dificuldades na calibraDificuldades na calibraçção ão
de modelosde modelos
�� Problema de poluiProblema de poluiçção ão crescentecrescente
AAÇÇÃO ATUALÃO ATUAL
�� Direcionar Direcionar monitoramento e monitoramento e coleta de dados para coleta de dados para uma metodologia uma metodologia mais precisamais precisa
�� Metodologia Metodologia simplificada de simplificada de ananáálise, porlise, poréém m considerando tambconsiderando tambéém m o corpo receptoro corpo receptor
�� Iniciar o quanto antes Iniciar o quanto antes com as outorgascom as outorgas
AAÇÇÃO ÃO FUTURAFUTURA
�� Uso de Uso de Metodologia Metodologia mais precisa, mais precisa, gradativamente gradativamente sendo sendo implantada.implantada.
PropostaPropostaSolicitação da outorga Tipo de efluente
DBO, OD
TÓXICOS
Nutrientes: N, P
SÓLIDOS
POLUIÇÃO ORGÂNICA
POLUIÇÃO TÓXICA
EUTROFIZAÇÃO
ASSOREAMENTO
PRINCIPAIS PROBLEMAS
VARIÁVEISDE QUALIDADE
Análise diferenciada
Análise 1
Análise 2
Análise 3
Análise 4
PROPOSTAPROPOSTA
MATRIZ DE VARIMATRIZ DE VARIÁÁVEIS PARA O ENQUADRAMENTOVEIS PARA O ENQUADRAMENTO
USOS
POLUIDORES
AbastecimentoDoméstico
Proteção do ecossistema / mananciais
Irrigação / aqüicultura
Usos Industriais
Harmonia Paisagística
(Cênica)
Esgoto UrbanoOD, DBO, N, P,
SSTOD, DBO, N,
P, SSTOD, DBO,
Coli, SSTDBO, SST OD, DBO, N,
P, SST
Despejos Industriais
DQO, DBO, tóxicos a
selecionar
DQO, DBO, pH, tóxicos a
selecionar
DQO, DBO, tóxicos a
selecionar
DQO, DBOOD, DBO, OG, N, P
Resíduos Sólidos OD, DBO, SSTOD, DBO,
SSTOD, DBO,
ColiOD, DQO, DBO, Coli
DQO, DBO
Ocupação inadequada
OD, DBO, N, P, ST
OD, DBO, N, P, ST
OD, DBO, N, P, ST
ÁÁreas sem lanreas sem lanççamentoamento
�� ÁÁrea de manancial:rea de manancial:(Lei Estadual 8935/89, Lei dos Mananciais, Lei Estadual 12.248/9(Lei Estadual 8935/89, Lei dos Mananciais, Lei Estadual 12.248/98)8)
�� ÁÁrea a montante de atuais rea a montante de atuais barramentosbarramentos para captapara captaçção de ão de ááguagua
�� ÁÁrea a montante de futuros rea a montante de futuros barramentosbarramentos para captapara captaçção de ão de ááguagua
�� ÁÁrea de proterea de proteçção de cabeceirasão de cabeceiras
�� Plano de informaPlano de informaçção com trechos onde estão restritos ão com trechos onde estão restritos os lanos lanççamentos de efluentes:amentos de efluentes:�� Evitar futuros lanEvitar futuros lanççamentosamentos�� Reordenar os lanReordenar os lanççamentos existentes (lanamentos existentes (lanççamento mais a amento mais a
jusante e/ou redujusante e/ou reduçção de carga)ão de carga)
PROPOSTAPROPOSTA
ÁÁreas sujeitas a eutrofizareas sujeitas a eutrofizaççãoão
�� ÁÁrea de drenagem de reservatrea de drenagem de reservatóórios com tempo rios com tempo de residência altode residência alto
Resolução ANA 219/05: a Superintendência de Outorga e Cobrança somente avaliará os parâmetros relativos à Temperatura, àDemanda Bioquímica de Oxigênio – DBO e, em locais sujeitos à eutrofização, ao Fósforo ou ao Nitrogênio.
CRESCIMENTO E PROLIFERAÇÃO DE PLANTAS AQUÁTICAS
Utilização e conversão de nutrientes inorgânicos: MO através da fotossíntese
LUZ(Localização geográfica, grau de penetração da radiação solar em diferentes profundidades)
NUTRIENTE(magnitude e tipo de nutriente:
N, P, Si)
TIPO DE PLANTA(exigência da espécie em termos de luz e nutrientes)
TEMPERATURA(da água)
GEOMETRIA(do corpo receptor: A superficial, A de fundo, profundidade, volume)
HIDRÁULICA(vazão, velocidade, dispersão)
PREDAÇÃOPelo Zooplâncton
Mecanismos bMecanismos báásicos sicos da Eutrofizada Eutrofizaççãoão
PROPOSTAPROPOSTA
MMóódulo:dulo:MATMATÉÉRIA ORGÂNICARIA ORGÂNICA
Solicitação de outorga de
lançamento de efluente não conservativo
(DBO5)
Qoutorgável > Qa,l?(K1 e K3 baixos)
Não autoriza a outorga.
Tratamento mais eficiente do efluenteLançamento onde há
vazão outorgável para tal efluente
Análise do OD
OD < limite permissível?
(K1 alto)
Não autoriza a outorga.
Tratamento mais eficiente do efluenteLançamento onde há
vazão outorgável para tal efluente
Autorização da outorga
Não Não
Sim
Sim
MMóódulo: Matdulo: Matééria orgânicaria orgânica
DBODBO
t).KK(0
31e.L ++++−−−−====L
er
eerr
CQCQ
++++
++++====0L
t).KK(
er
ee 31eQQ
CQL +−
+=
eilim,
t).KK(ee
la, QC
e.CQQ
31
−
=
+−
llim,
ilim,c C
CF = ce
ilim,
t).KK(ee
la, F.QC
e.CQQ
31
−
=
+−
ilim,C====L
l,ar Q====Q
MMóódulo: Matdulo: Matééria orgânicaria orgânica
0Cr =
ODODMMóódulo: Matdulo: Matééria orgânicaria orgânica
++++−−−−++++−−−−
====−−−−−−−−++++−−−−
−−−−.tK
0sat
.tKKK
12
0U1st
2231 ).eC-(OD)e.(eKK
.LKCO
t).(
3 )K(D
�� Coeficiente de DesoxigenaCoeficiente de Desoxigenaçção (Kão (K11))
0,45Água residuária concentrada2º) K1 – alto (análise do OD)
0,09Rios com águas limpas1º) K1 - baixo (análise da DBO)
K1 (dia-1)OrigemCasosValores na base “e”, a 20°C
ParParáágrafo 1grafo 1ºº do artigo 10 do CONAMA 357/05 diz que os limites de DBO do artigo 10 do CONAMA 357/05 diz que os limites de DBO estabelecidos para estabelecidos para ááguas doces classes 2 e 3 poderão ser elevados, caso haja um guas doces classes 2 e 3 poderão ser elevados, caso haja um estudo da capacidade de autodepuraestudo da capacidade de autodepuraçção do corpo receptor demonstrando que as ão do corpo receptor demonstrando que as concentraconcentraçções mões míínimas de OD previstas não sejam desobedecidas nas nimas de OD previstas não sejam desobedecidas nas condicondiçções de vazão de referência.ões de vazão de referência.
SimplificaSimplificaççõesõesMMóódulo: Matdulo: Matééria orgânicaria orgânica
Exemplo
CritCritéérios de outorga (SUDERHSA)rios de outorga (SUDERHSA)
Vazão outorgável
QQoutorgoutorgáávelvel = 0,5 (Q= 0,5 (Q95%95%) ) –– QQnãonão dispondisponíívelvel
QQ95%95%: vazão natural com permanência de 95% do tempo : vazão natural com permanência de 95% do tempo na sena seçção i.ão i.
QQnãonão dispondisponíívelvel: somat: somatóória das vazões outorgadas a ria das vazões outorgadas a montante e a jusantemontante e a jusante
VerificaVerificaçção do Modelo do sistemaão do Modelo do sistema
�� ComparaComparaçção com modelo Qual2E calibradoão com modelo Qual2E calibrado
Usando mesmos coeficientes:
K1=0,1 dia-1
K3=1,2 dia-1
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60 70
Distância (km)
DB
O5
(mg/
l)
DBO Modelo simplificado DBO QUAL2E
VerificaVerificaçção dos ão dos coeficientescoeficientes
0
20
40
60
80
100
120
140
0 10 20 30 40 50 60 70
Distância (km)
DB
O5
(mg/
l)
DBO Modelo simplificado DBO QUAL2E
0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120 140
DBO QUAL2E
DB
O M
odel
o Si
mpl
ifica
do
Reta com ângulo de 45° Concentrações de DBO (mg/l)
K1 = 0,09 dia-1
Vs = 0,04 m/d K3 = 0,05dia-1
RMS = 42 mg/L
( )
2n
yyRMS
n
1i
2ii
−
−
=∑
=
Situação críticaCenário conservador
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60 70
Distância (km)
DB
O5
(mg/
l)
DBO Modelo simplificado DBO QUAL2E
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120
DBO QUAL2E
DB
O M
odel
o Si
mpl
ifica
do
Reta com ângulo de 45° Concentrações de DBO (mg/l)
K1=0,09 dia-1
Vs = 0,94 m/d K3=1,15dia-1
RMS = 2 mg/L
VerificaVerificaçção dos ão dos coeficientescoeficientes
AplicaAplicaçção do ão do sistema de outorgasistema de outorga
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40 50 60 70
Rio Iguaçu (km)
DB
O5
(mg/
l)
DBO para o cenário atual com vazão Q 95%
Limite máximo da classe 2 de enquadramento ( CONAMA, 2005)
0102030405060708090
0 10 20 30 40 50 60 70
Distância (km)
Vaz
ão (m
3 /s)
Vazão apropriada para diluição Vazão disponível para outorga
Q95% Q95% Cargas atuais Cargas atuais -- 20052005
Coeficientes selecionados:
K1=0,09 dia-1
Vs = 0,94 m/d
0
2
4
6
8
10
0 10 20 30 40 50 60 70Rio Iguaçu (km)
OD
(m
g/l)
OD para o cenário atual com vazão Q 95%
Limite mínimo da classe 2 de enquadramento ( CONAMA, 2005)
Oxigênio Dissolvido de Saturação
0125.000.120Pianduva67
086.000.270Rio das Onças65
0154.000.590Passaúna57
03380.000.007População54
0890.000.002Witmarsum53
50840.000.160ETE Cachoeira51
01230.000.005Ralfs Costeira 50
075.000.180Faxinal48
78341.671.960Barigui47
046.000.510Mauricio46
781330.000.100Mascate43
781300.000.140Divisa41
03380.000.005População38
03380.000.034População37
046.000.670Bloco V33
03380.000.002População30
055.000.960Bloco IV28
811230.000.370Bloco III27
973030.000.780Padilha25
97972220.000.823ETE Belém14
982580.001.120Belém11
98772270.000.720ETE Atuba Sul7
973380.000.156População6
703380.000.019População5
91660.000.870Atuba3
863380.000.103População2
95473.071.824Bloco I0
Eficiência p outorga (%)
Eficiência atual (%)DBOODVazão Fontes Pontuaiskm
AplicaAplicaçção do sistema ão do sistema de outorga atendendo de outorga atendendo
aos critaos critéérios de rios de outorgaoutorga
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70
Rio Iguaçu (km)
DB
O5
(mg/
l)
DBO para o cenário atual com vazão Q 95%
Limite máximo da classe 2 de enquadramento ( CONAMA, 2005)
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70
Distância (km)
Vaz
ão (m
3 /s)
Vazão apropriada para diluição Vazão disponível para outorga
0
2
4
6
8
10
0 10 20 30 40 50 60 70Rio Iguaçu (km)
OD
(m
g/l)
OD para o cenário atual com vazão Q 95%
Limite mínimo da classe 2 de enquadramento ( CONAMA, 2005)
Oxigênio Dissolvido de Saturação
Exemplo de aplicaExemplo de aplicaçção do sistemaão do sistema
Rio Iguaçu
50% Q95%
Km 47
Indústria de papel
Qe=0,005m3/s
Ce=500 mg/l
Ef.=70%
Ce final= 150 mg/l
Eficiência: 88%
MMóódulo:dulo:TTÓÓXICOSXICOS
Principais processosPrincipais processos
Substância em sólidos
particulados
Substância dissolvida na
água intersticial
Substância na forma dissolvida
Substância em sólidos
particulados
Cadeia alimentar
Desorção
Sorção
RessuspensãoSedimentação Trocas difusivas
Desorção
Sorção
Perdas para camadas mais profundas do sedimento
BiodegradaçãoVolatilização
Fotólise ...
BiodegradaçãoFotólise ...
21
r11d22d
1
d1p
1
s11d
1
v11
1 CH
v)CFCF(
H
vCF
H
vCF
H
vCk
dx
dCU0
1++++−−−−++++−−−−−−−−−−−−−−−−====
Método da Vazão de Diluição não seria adequado
PropostaProposta
CARGA
EFEITO DE SUBSTÂNCIAS TÓXICASÀ SAÚDE HUMANA E AO MEIO AMBIENTE
Carga máxima admissível: Q95% * Climite
( )[ ]riolim,i
lim,ieea,i CC
CCQQ
−
−=
er
eerr
CQCQ
++++
++++====C
ilim,C====L
l,ar Q====Q
Q95% * Clim
Em andamentoEm andamento
�� AnAnáálise: lise: Comportamento Comportamento ““realreal”” do metal do metal pesado em relapesado em relaçção a essas cargasão a essas cargas
�� EstEstáá a favor da segurana favor da segurançça?a?
�� Não estNão estáá subestimando demais a capacidade do subestimando demais a capacidade do corpo receptor?corpo receptor?
�� ÁÁgua ou Sedimentogua ou Sedimento??
11
T1 CHv
dxdC
U0 −−−−−−−−====
MMóódulo:dulo:NUTRIENTESNUTRIENTES
MMóódulo: Nutrientesdulo: Nutrientes
{ { { { 434214342143421ÃODECOMPOSIÇ
sedsed
ÃODECOMPOSIÇHIDROLISE
orgorg
NUTRIENTESDEQUÍMICA
ÇÃOTRANSFORMA
NUTRIENTESDEQUÍMICA
ÇÃOTRANSFORMAEXCREÇÃO
s
SEFOTOSSÍNTE
s SkfSkfSkSkSkefVdt
dS3detdet2
.
2
.
11 ' +++−++−=
44 344 2144 344 214342143421ÃODECOMPOSIÇ
sedsed
ÃODECOMPOSIÇHIDROLISE
orgorg
EXCREÇÃO
sorg SkfSkfSkef
dt
dS)1()1()1( 3detdet21 −+−+−−=
{ { {
NZOOPLANCTOEXCREÇÃO
z
ÃODECOMPOSIÇ
sedsed
ÃODECOMPOSIÇPLANCTON
p
EXCREÇÃO
p GSkSkMedt
dS−−−+=
43421321 detdetdet
{ 43421321ÃODECOMPOSIÇ
sedsed
ALGAS
s
ÃOSEDIMENTAÇ
ssed SkASk
dt
dS−+= det
Nutrientes inorgânicos dissolvidos
Nutrientes orgânicos dissolvidos
Nutrientes orgânicos particulados
Nutrientes do sedimento
PropostaProposta
11
1−
⋅+⋅=
m
mqK
CC
RIO RESERVATÓRIO
−+=
−− xU
Kd
xU
K
m e1K
SeCC
dSKCC
Ut
C+−
∂
∂−=
∂
∂
x
Taxas de decaimentoTaxas de decaimento
0,005> 850,0
0,0410,051283,0 – 850
0,1230,11828,3 – 283,0
0,3840,455< 28,3
0,067> 28,3
0,3025,66 – 28,3
0,759< 5,66
0,710< 2,8
0,002> 1
0,0510,223< 1
Carolina do
norte
Nova
Zelândi
a
New
Englan
dNASQAN
Baía de
ChesapeakeMississippiVazão (m3/s)
Taxa de decaimento para NT (dia-1)
SOFTWARESOFTWARE
Dados de entradaDados de entrada
CargasCargas
SituaSituaçção por varião por variáávelvel
DificuldadesDificuldades� Falta de informações para serem inseridas no programa;
� Tentativa: Regionalização de parâmetros hidrológicos;� Solução: inserção de vazões e seções transversais;� Justificativa: Evita que o programa tente substituir o hidrólogo na tomada de
decisões.
� Vazões naturais: não existe estudo separando a vazão natural do rio e a dos usuários já instalados;� Tentativa: Regionalização de parâmetros hidrológicos;� Solução: separar vazão natural da vazão correspondente aos lançamentos de
efluentes, quando necessário;
� Uso de parâmetros críticos na cinética das variáveis� Superestimando impacto� Solução: Verificar com modelos já calibrados ou com dados de campo
gradativamente.
RelatRelatóório do parecer trio do parecer téécnicocnico
�� SituaSituaçção da bacia: ão da bacia: QQdispdisp
�� Em situaEm situaçções desfavorões desfavorááveis de outorga:veis de outorga:�� Necessidade de aumentar eficiência de tratamento, Necessidade de aumentar eficiência de tratamento,
comparando/considerando com o BATcomparando/considerando com o BAT
�� LocalizaLocalizaçção com disponibilidade de ão com disponibilidade de áágua para gua para diluidiluiçção para a descargaão para a descarga
Dentro limitaçõesdo modelo
ConsideraConsideraçções finaisões finais
�� Monitoramento:Monitoramento:�� estudos hidrolestudos hidrolóógicosgicos�� estudo de comportamento da qualidade da estudo de comportamento da qualidade da ááguagua
�� Medida preventiva: Medida preventiva: �� direcionamento e direcionamento e �� controle das descargas futurascontrole das descargas futuras
�� Medida corretiva:Medida corretiva:�� Metas progressivas: Metas progressivas:
�� vazão de referência, vazão de referência, �� comprometimento de reducomprometimento de reduçção de carga gradativaão de carga gradativa
�� RealocaRealocaçção do empreendimento ou do lanão do empreendimento ou do lanççamento de efluenteamento de efluente�� (Custos sociais e econômicos!)(Custos sociais e econômicos!)
Top Related