Pós tratamento de efluentes de reatores anaeróbios

Pós tratamento de efluentes de reatores anaeróbios

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1 INTRODUÇÃO

Carlos Augusto de Lemos Chernicharo, Adrianus C. van Haandel, Eugenio Foresti e Luiz Fernando Cybis

1.1 APLICABILIDADE DA TECNOLOGIA ANAERÓBIA PARA O TRATAMENTO DE ESGOTOS DOMÉSTICOS

Segundo dados do PNAD/96, 49% do esgoto sanitário produzido no Brasil são coletados em rede pública, sendo que, destes, apenas 32% são tratados, perfazendo cerca de 16% do produzido. Diante destes números, aliado ao quadro epidemiológico e ao perfil sócio-econômico das comunidades brasileiras, constata-se a necessidade por sistemas simplificados de tratamento dos esgotos. Estes sistemas devem conjugar os seguintes requisitos principais (adaptado de LETTINGA, 1995; VON SPERLING, 1995):

• baixo custo de implantação;

• elevada sustentabilidade do sistema, relacionada à pouca dependência de fornecimento de energia, de peças e equipamentos de reposição etc;

• simplicidade operacional, de manutenção e de controle (pouca dependência de operadores e engenheiros altamente especializados);

• baixos custos operacionais;

• adequada eficiência na remoção das diversas categorias de poluentes (matéria orgânica biodegradável, sólidos suspensos, nutrientes e patogênicos);

• pouco ou nenhum problema com a disposição do lodo gerado na estação;

• baixos requisitos de área;

• existência de flexibilidade em relação às expansões futuras e ao aumento de eficiência;

• possibilidade de aplicação em pequena escala (sistemas descentralizados), com pouca dependência da existência de grandes interceptores;

• fluxograma simplificado de tratamento (poucas unidades integrando a estação);

• elevada vida útil;

• ausência de problemas que causem transtorno à população vizinha;

• possibilidade de recuperação de subprodutos úteis, visando sua aplicação na irrigação e na fertilização de culturas agrícolas;

• existência de experiência prática.

Embora não exista uma solução que atenda integralmente a todos estes requisitos, existem várias alternativas que atendem, em maior ou menor grau, aos principais requisitos que devem ser observados num estudo técnico-econômico de escolha de alternativas. Entende-se que, atualmente, no Brasil, os sistemas anaeróbios encontram uma grande aplicabilidade. As diversas características favoráveis destes sistemas, como o baixo custo, simplicidade operacional e baixa produção de sólidos, aliadas às condições ambientais no Brasil, onde há a predominância de elevadas temperaturas, têm contribuído para a colocação dos sistemas anaeróbios de tratamento de esgotos em posição de destaque, particularmente os reatores de manta de lodo (reatores UASB). Na Tabela 1.1 são ilustradas as principais vantagens e desvantagens dos sistemas anaeróbios.

Tabela 1.1 - Vantagens e desvantagens dos processos anaeróbios Vantagens Desvantagens

• baixa produção de sólidos, cerca de 5 a 10 vezes inferior à que ocorre nos processos aeróbios;

• baixo consumo de energia, usualmente associado a uma elevatória de chegada. Isso faz com que os sistemas tenham custos operacionais muito baixos;

• baixa demanda de área;

• baixos custos de implantação, da ordem de R$ 20 a 40 per capita;

• produção de metano, um gás combustível de elevado teor calorífico;

• possibilidade de preservação da biomassa, sem alimentação do reator, por vários meses;

• tolerância a elevadas cargas orgânicas;

• aplicabilidade em pequena e grande escala;

• baixo consumo de nutrientes.

• as bactérias anaeróbias são susceptíveis à inibição por um grande número de compostos;

• a partida do processo pode ser lenta, na ausência de lodo de semeadura adaptado;

• alguma forma de pós-tratamento é usualmente necessária;

• ab ioquímicae am icrobiologiad ad igestão anaeróbia são complexas e ainda precisam ser mais estudadas;

• possibilidade de geração de maus odores, porém controláveis;

• possibilidade de geração de efluente com aspecto desagradável;

• remoção de nitrogênio, fósforo e patógenos insatisfatória.

Fonte: Adaptado de CHERNICHARO (1997)

A Figura 1.1 possibilita uma visualização mais clara de algumas das vantagens da digestão anaeróbia em relação ao tratamento aeróbio, notadamente no que se refere à produção de gás metano e à baixíssima produção de sólidos.

Nos sistemas aeróbios, ocorre somente cerca de 40 a 50% de degradação biológica, com a conseqüente conversão em CO2. Verifica-se uma enorme incorporação de matéria orgânica, como biomassa microbiana (cerca de 50 a 60%), que vem a se constituir no lodo excedente do sistema. O material orgânico não convertido em gás carbônico, ou em biomassa, deixa o reator como material não degradado (5 a 10%).

Nos sistemas anaeróbios, verifica-se que a maior parte do material orgânico biodegradável presente no despejo é convertida em biogás (cerca de 70 a 90%), que é removido da fase líquida e deixa o reator na forma gasosa. Apenas uma pequena parcela do material orgânico é convertida em biomassa microbiana (cerca de 5 a 15%), vindo a se constituir no lodo excedente do sistema. Além da pequena quantidade produzida, o lodo excedente apresenta-se, via de regra, mais concentrado e com melhores características de desidratação. O material não convertido em biogás, ou em biomassa, deixa o reator como material não degradado (10 a 30%).

Fig. 1.1 - Conversão biológica nos sistemas aeróbios e anaeróbios

Aeróbio Reator

Anaeróbio

Hoje em dia, pode-se afirmar que a tecnologia anaeróbia, aplicada ao tratamento de esgotos domésticos, encontra-se consolidada em nosso país, sendo que praticamente todas as análises de alternativas de tratamento incluem os reatores anaeróbios como uma das principais opções. Sem dúvida, uma grande contribuição para a consolidação e difusão da tecnologia anaeróbia no Brasil deve-se ao livro publicado pelo PROSAB, em seu Edital 1, intitulado: Tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e disposição controlada no solo (CAMPOS et al., 1999). O referido livro contempla, de forma bastante abrangente, os principais aspectos relativos ao tratamento de esgotos domésticos por meio de sistemas anaeróbios.

1.1 A LEGISLAÇÃO AMBIENTAL BRASILEIRA E AS CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES DOS SISTEMAS ANAERÓBIOS

1.1.1 Preliminares

As legislações federal e estaduais classificaram os seus corpos de água, em função de seus usos preponderantes, tendo sido estabelecidos, para cada classe de água, os padrões de qualidade a serem obedecidos.

A maioria dos corpos d’água receptores, no Brasil, se enquadra na classe 2, onde se destacam os parâmetros indicados na Tabela 1.2, como padrões de qualidade a serem mantidos no corpo receptor:

Tabela 1.2 – Padrões de qualidade a serem mantidos no corpo receptor

(Resolução CONAMA no20, 18/06/1986) Parâmetro Valor limite no corpo receptor

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