Construção de um protótipo de leito cultivado para o tratamento de águas cinza, Notas de estudo de Engenharia Civil

Baixe Construção de um protótipo de leito cultivado para o tratamento de águas cinza e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ Carine Cristiane Machado Urbim Franciane Breda CONSTRUÇÃO DE UM PROTÓTIPO DE LEITO CULTIVADO PARA O TRATAMENTO DE ÁGUAS CINZA Trabalho apresentado ao professor Ricardo Nagamine Costanzi, como requisito parcial para a disciplina de Reuso de Água, no Curso de Graduação em Engenharia Civil da Universidade Estadual do Oeste do Paraná. CASCAVEL 2008 ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................................3 2 OBJETIVO ......................................................................................................................................................4 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................................................4 3.1 REUSO DAS ÁGUAS CINZAS ...............................................................................................................................4 3.2 TRATAMENTO DE ESGOTO USANDO ZONA DE RAÍZES .............................................................................................9 4 METODOLOGIA ..........................................................................................................................................10 5 RESULTADOS E CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................13 5.1 ALTERAÇÕES NA METODOLOGIA ......................................................................................................................13 5.2 RESULTADOS DAS ANÁLISES ..........................................................................................................15 5.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................................................15 6 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................17 2 Classe Uso previsto Turbidez Coliformes Fecais Sólidos dissolvido s totais pH Cloro residual CLASSE 1 Lavagem de carros e outros usos que requerem contato direto do usuário com a água Inferior a 5 Inferior a 200 NMP/100 ml Inferior a 200 mg/L Entre 6 e 8 Entre 0,5 mg/l e 1,5 mg/l CLASSE 2 Lavagem de pisos, calçadas e irrigação dos jardins, manutenção dos lagos e canais para fins paisagísticos, exceto chafarizes Inferior a 5 Inferior a 500 NMP/100 ml - - Superior a 0,5 mg/L CLASSE 3 Reuso em descargas dos vasos sanitários Inferior a 10 Inferior a 500 NMP/100 ml - - - CLASSE 4 Reuso nos pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos - Inferior a 5000 NMP/ 100mL - - - 5 Tabela 1 – Classificação e reusos previstos Fonte: ABNT norma 13969/1997 Pode-se considerar que a perspectiva de reaproveitamento de águas cinza é uma novidade a nível mundial. Vários países processam estudos sistemáticos sobre o assunto mas poucos são os que já possuem uma legislação com aplicações práticas pela população. No Japão, mais especificamente na cidade de Tóquio, o reuso é obrigatório para prédios com mais de 30.000 metros quadrados ou com potencial de reuso de 100 metros cúbicos por dia. Os Estados Unidos possuem uma vasta rede de informação sobre reuso de águas cinza, tendo a matéria sido normalizada em vários estados. Em geral, as normas americanas direcionam o aproveitamento das águas cinzas prioritariamente para a irrigação subterrânea. No entanto, a utilização em irrigação superficial, retorno aos vasos sanitários e em lavagens é permitido em alguns casos a partir da aprovação de projeto em que são comprovadas as capacidades de tratamento do sistema utilizado. Em geral as diretrizes para o reuso de águas cinza nos Estados Unidos seguem normas genéricas como as publicadas pelo Departamento de Qualidade Ambiental do Estado de Arizona (The Arizona Department of Environmental Quality – ADEQ) que afirma que as águas cinzas podem ser reutilizadas desde que: • Sejam usadas na própria residência na irrigação dos jardins; • Não permitam o contato humano com as águas de reuso; • Não sejam utilizadas para irrigar árvores frutíferas e hortaliças; • Não sejam lançadas nas águas de reuso, produtos químicos tais como óleos e graxas de automóveis, químicos de laboratório fotográfico e metais pesados oriundos de atividades artísticas como pintura e cerâmica; • Seja instalado o sistema de reuso com um mecanismo de bypass que permita o direcionamento das águas para o esgoto doméstico; 6 • Na instalação dos tanques de acumulação, os mesmos devem possibilitar a restrição de acesso e serem tampados para evitar a proliferação de mosquitos; • Todo o sistema deve ser instalado fora dos limites do piso da residência; • Em caso de utilização de bombas, não permitir o compartilhamento do sistema com qualquer outro tipo de água potável ou não potável; • Não reutilizar a água de tanques de lavagem ou máquinas de lavar roupa que sejam responsáveis pela limpeza de fraldas de bebes ou similares que possam conter coliformes fecais, outros tipos de bactérias e vírus; • Não utilizar irrigação através de spray, priorizando o gotejamento e a irrigação subterrânea através de valas de percolação. • Possibilitar a interrupção da utilização das águas de reuso no caso de incidência na residência de caso comprovado de doença por bactérias, vírus ou protozoários. No Brasil, o LabCau (Laboratório Casa Autônoma de Arquitetura Sustentável) mantém uma pesquisa sistemática sobre o reuso de águas cinza com o aprimoramento de sistemas que possibilitem a utilização das águas para fins não potáveis como irrigação, lavagens e retorno aos vasos sanitários. Diversos sistemas estão sendo pesquisados com o intuito de atender alguns setores da sociedade que possam vir a se utilizar dos processos tais como as lavanderias, lava-autos, postos de gasolina e condomínios. Em residências, a pesquisa recomenda que se utilize um processo múltiplo de filtragens que contemple diversas gramaturas e texturas de meios filtrantes. O processo de filtragem se completa com a retirada de parte dos odores através do carvão ativado e com a esterilização a partir do cloro ou raios ultravioleta. Devido às suas características físicas, as águas cinza são aquelas que mais se prestam ao reuso em residências. Isto se dá pelo fato de que, tendo índices muito menores de matéria orgânica e bactérias, estas águas são tratadas com maior facilidade e conseqüentemente, o retorno do investimento aplicado nos equipamentos do sistema virá em tempo consideravelmente menor. 7 4 METODOLOGIA Segundo Souza (2003), não há um critério bem definido para a seleção das plantas a serem cultivadas. O que se sugere é que elas devem se adaptar ao clima em que serão inseridas. Capim Napier, Cladium Mariscus, Eleocharis elegans, são algumas das plantas que podem ser utilizadas para o tratamento por raízes. A construção do protótipo de estação de tratamento, consistirá nas seguintes etapas: • Serão utilizados como tanques recipientes plásticos com volume de 60 litros. • No fundo do recipiente será colocada uma camada de aproximadamente 40cm de altura de areia com granulometria média a grossa. • Sobre a camada de areia será acomodada uma camada de brita nº 2 de aproximadamente 50cm de altura. Nesta camada ficará acomodada a tubulação de entrada do efluente. • Sobre a camada de brita será colocada uma última e pequena camada de areia (aproximadamente 10cm) para a acomodação da planta. Para este projeto utilizaremos a planta Cyperus Papirus. Figura 1 – Cyperus Papirus 10 • Este tanque será acoplado à saída do lavatório do banheiro feminino do 3º andar do bloco de salas de aula. Figura 2 – Esquema de uma ETE por meio de zona de raízes • Serão realizadas análises semanais de amostras de águas lançadas antes e depois do tanque de tratamento. Para a conclusão deste trabalho, os seguintes parâmetros serão analisados: • Turbidez É a medida da dificuldade de um feixe de luz atravessar certa quantidade de água e é resultado da quantidade de matéria sólida em suspensão. A turbidez é medida através do turbidímetro, comparando-se o espalhamento de um feixe de luz ao passar pela amostra com o espalhamento de um feixe de igual intensidade ao passar por uma suspensão padrão. Quanto maior o espalhamento maior será a turbidez. Os valores são expressos em Unidade Nefelométrica de Turbidez (UNT). A cor da água interfere negativamente na medida da turbidez devido à sua propriedade de absorver luz . Segundo a OMS (Organização Mundial da Saúde), o limite máximo de turbidez em água potável deve ser 5 UNT. • Cor 11 A cor da água é conseqüência de substâncias dissolvidas. Uma unidade de cor corresponde àquela produzida por 1mg/L de platina, na forma de íon cloroplatinado. Para ser potável, uma amostra de água não deve apresentar nenhuma cor de considerável intensidade. Segundo a OMS o índice máximo permitido deve ser 20mg Pt/L. • pH O pH é importante, dada a sua relação com a acidez e alcalinidade. O pH pode ser determinado colorimetricamente ou eletrometricamente. O método colorimétrico requer menos equipamento, porém é sujeito a muitas interferências, prestando-se por isso apenas para estimativas grosseiras. O método eletrométrico é considerado padrão. Na análise para o presente trabalho foi utilizado o método eletrométrico. • Condutividade eletrolítica É a medição da quantidade de transporte de carga pelos íons da solução. A condutividade eletrolítica, também chamada de condutância específica, é a capacidade de uma solução de conduzir corrente elétrica. A condutividade eletrolítica de soluções eletrolíticas difere da dos metais, enquanto que a corrente elétrica é composta unicamente de elétrons livres nos metais, a condução é feita por íons nos líquidos. Tabela 2 – Qualidade da água em função da condutividade 12 5.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS Ao longo das análises, observou-se que, mesmo com a colocação da esponja de limpeza na saída do sistema, houve uma concentração considerável de solo na amostra. Isso pode explicar os resultados referentes à turbidez e cor, que ficaram fora do padrão. Por outro lado, observam-se bons resultados com relação ao pH e à condutividade. Conclui-se que o sistema, com algumas alterações como a colocação de uma malha para retenção da camada de solo, mostra-se eficiente quanto ao fim destinado. Deve-se considerar o reuso de água de maneira mais abrangente, praticando o uso racional ou eficiente da água, realizando o controle de perdas e a minimização da produção de efluentes e do consumo de água. 15 6 REFERÊNCIAS CEBALLOS, Beatriz Susana Ovruski et alli. Desempenho de um leito cultivado na melhoria da qualidade de um córrego poluído destinado a irrigação. XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental. LABORATÓRIOS DE TECNOLOGIAS AMBIENTAIS. Análises físico-químicas de sólidos. Disponível em <http://www.biologica.eng.uminho.pt/TAEL/downloads/analises/s %C3%B3lidos.pdf>. Acessado em Maio/2008. MACHADO C. - A importância do reuso de água doce para a política nacional de recursos hídricos - artigo publicado no Jornal da Ciência, 2003. MAZZOLA, Marcelo. Uso de leitos cultivados de fluxo vertical por batela no pós tratamento de efluente de reator anaeróbio compartimentado. 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola).Universidade Estadual de Campinas. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria MS 518/2004. Brasília: MS, 2005. NBR 13969 - Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação , Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Resposta Técnica – SEBRAE, disponível em <http://sbrt.ibict.br/upload/sbrt342>. Acessado em Set/2007. SOUZA, Anderson Luiz. Estudo experimental e numérico do processo de remoção de poluentes nos leitos cultivados. 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola). Universidade Estadual de Campinas. 16 VIGGIANO, M. Reuso das águas cinza, disponível em <http://www.casaautonoma.com.br/textos/reusodasaguascinzas.htm>. Acessado em Set/2007. Universidade Federal do Pará – Laboratório de química analítica e ambiental, disponível em <http://www.ufpa.br/ccen/quimica>. Acessado em Jun/2008 17