21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental · A utilização do biossólido na agricultura é pratica consagrada em diversos países. No Brasil, a primeira norma

21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

ABES – Trabalhos Técnicos 1

III-001 – BIOSSÓLIDO – PROCESSO DE REDUÇÃO ADICIONAL DEPATÓGENOS COM A UTILIZAÇÃO DE ENERGIA SOLAR

Rui César Rodrigues Bueno, Químico Industrial, formado pela Escola Superior deQuímica Osvaldo Cruz – São Paulo, Especialização em Saúde Pública pela FMRP – USP– Ribeirão Preto, Mestrado em Saúde Pública pela FSP – USP – São Paulo, Gerente doSetor de Tratamento de Esgotos de Franca, SABESP.

Endereço: Rua Diogo Rodrigues Garcia, 1850, Cep.: 14402-127 - Franca – S.P. e-mail:[email protected]

RESUMO

A disposição de lodos de esgoto (biossólido), tem sido objeto de grande interesse e desenvolvimento no meiotécnico e acadêmico no Brasil. Este fato deve-se a perspectiva de uma maior produção de lodos em Estações deTratamento de Esgotos (ETE’s), nos últimos anos, devido a um maior investimento ocorrido no setor.A utilização do biossólido na agricultura é pratica consagrada em diversos países. No Brasil, a primeira norma quedisciplina o uso na agricultura, foi publicada em outubro de 1999, no estado de São Paulo, pela Companhia DeTecnologia Ambiental do Estado. A norma é referenciada no Código americano, Control Of Pathogens and VectorAttraction in Sewage Sludge, under 40 CFR, part 503.Estas normas classificam o biossólido quanto a sua utilização na agricultura em duas classes. O biossólido classeA, não sofre qualquer restrição quanto ao seu uso e acesso público, já o classe B, sofre restrições em relação àsculturas e formas de utilização, e acesso público.Este trabalho tem como objetivo, apresentar levantamento bibliográfico das fases envolvidas no tratamento deesgotos sanitários, caracterizando assim, o biossólido produzido, seus principais compostos, processos dedesidratação, formas de disposição e o uso agrícola. Experimentalmente, apresenta os resultados, de dois processosde desinfecção ou desinfestação. a partir do uso de energia solar.As técnicas consistem em, reduzir o número de organismos patogênicos presentes no biossólido, coliformes totais,E. coli, helmintos, protozoários, com a utilização de energia solar. Para tanto, o biossólido será exposto aos raiossolares, através da técnica denominada de Solarização (Katan, 1991), empregando-se cobertura de filme plásticotransparente, e técnica denominada de Coletor Solar (Ghini, 1991, 93 e 97), o qual é composto de tubos de ferrogalvanizado ou alumínio que permitem a elevação da temperatura, a partir de sua exposição à energia solar.O Coletor Solar parece ser uma solução para pequenas unidades. Foram obtidos valores de temperatura acima de50 °C, mas menores do que aqueles obtidos com solo.

Com a técnica de Solarização, foram obtidos resultados com redução de coliformes e E. coli de até 99,99 %,caracterizando – o como classe A, para profundidades menores que 0,10 m e tempo de exposição de 15 dias, eovos de helmintos e cistos com de protozoários com reduções maiores que 80%.

PALAVRAS-CHAVE: Lodo de Esgoto, Tratamento de Esgotos, Solarização, Coletor Solar, Resíduos Sólidos,Reciclagem de Resíduos, Escherichia coli, Helmintos, Protozoários, Desinfecção do lodo.

INTRODUÇÃO

Após a aglutinação das pessoas em vilas e cidades, passou-se a concentrar a produção de resíduos os maisdiversificados possíveis. Sobras alimentares, dejetos e resíduos da atividade agrícola, doméstica e humanaspassaram a despertar no homem a necessidade de se procurar formas adequadas para as suas disposições, tentandocom isto evitar a degradação do ambiente e dos locais cada vez mais habitados pelo homem. A atividade humana égeradora permanente de resíduos e quanto maior a concentração populacional, maiores os problemas dedisposição.


ABES – Trabalhos Técnicos2

Quando da realização do encontro mundial sobre o Meio Ambiente na cidade do Rio de Janeiro, um dos temas quemereceu atenção especial dos participantes foi o desenvolvimento sustentável onde, entre outros, um dosprogramas elaborados pelo encontro referem-se a promoção do planejamento e o manejo sustentável do uso dosolo (Agenda 21, 1992). Também outro destaque referia-se a promoção da existência integrada de infra-estruturaambiental: água, saneamento, drenagem e manejo dos resíduos sólidos (Agenda 21, 1992).O tratamento de esgotos humanos (ação básica de Saneamento e Saúde Pública), é gerador de resíduos, e nestesentido a busca de soluções integradas pode minimizar problemas ambientais, e de alguma forma, implementar adiminuição da geração de resíduo a ser disposto em aterros sanitários, pois estes são caros, e tornam uma parcelaconsiderável de terra imprópria ao uso humano.A promoção da existência integrada de infra-estrutura ambiental: água, saneamento, drenagem e manejo deresíduos sólidos, passou a fundamentar pesquisas que buscam adaptar o modo humano de sobrevivência as maisprementes necessidades do século 21. Esta promoção leva em conta um número cada vez maior de metrópoles, àescassez de água de boa qualidade para o consumo humano e as dificuldades de coletar e tratar convenientementeos resíduos sólidos.A geração de resíduos provocada pela existência das estações de tratamento de esgoto, não pode tornar-se umempecilho à implantação de sistemas de tratamento urbano. Esta questão deve ser encarada com seriedade sejapelo poder público, pelos órgãos de pesquisa, pelas empresas que operam estes sistemas e pela população de ummodo geral. A questão que se coloca, é a da busca de soluções integradas, e não a pura e desnecessáriadesagregação destas, avaliando-se apenas o aspecto puramente técnico e de um prisma único, pois as soluçõesestão na interdisciplinaridade, como fica evidenciado nas premissas apontadas na Agenda 21.A utilização do lodo de esgoto (biossólido) em áreas agrícolas não é novidade, os chineses encaram esta utilizaçãode modo bastante diferenciado, provavelmente devido à formação cultural deste povo, que prima pela convivênciaharmoniosa com o meio ambiente. Na Europa e nos EUA, a utilização do biossólido é de algumas décadas, noentanto a preocupação com normas e regulamentos é mais recente.Diversas são as formas de disposição do lodo de esgoto como a disposição marítima (seja líquido ou sólido), queconta com a possibilidade da proibição desta prática na Europa (Matthews, 1992). Outra forma de disposição é apartir do uso de lagoas de lodo, normalmente utilizadas para a retenção destes, posteriormente encaminhado aossolos agrícolas (Nuvolari, 1996). Na Inglaterra em algumas localidades o lodo de esgoto é disposto no solo deforma líquida e sem tratamento preliminar.Outra forma de disposição do lodo é sua incineração, prática atualmente condenada em países como Canadá eEUA. Utiliza-se também a disposição em aterros, processo que demanda grandes áreas próximas às cidades e decusto bastante elevado.O aproveitamento do biossólido na agricultura é cada vez mais substâncial, podendo melhorar a qualidade dossolos agrícolas, recuperar áreas degradadas por erosão, e ser utilizado em programas de reflorestamento, etc.

OBJETIVOS

- Estudar a Redução do número de organismos patogênicos presentes no biossólido, coliformes totais, E. coli,helmintos, protozoários, com a utilização de energia solar. Para tanto, o biossólido será exposto aos raiossolares, através da técnica denominada de Solarização, empregando-se cobertura de filme plásticotransparente, e técnica denominada de Coletor Solar, o qual é composto de tubos de ferro galvanizado oualumínio que permitem a elevação da temperatura, a partir de sua exposição à energia solar.

- Avaliar em uma estação de tratamento de esgoto a diminuição do número de organismos microbiológicos(coliformes e parasitológicos) e destruição de sólidos voláteis, presentes no biossólido após processo dedigestão anaeróbia.

- Avaliar os custos envolvidos nos processos de tratamento utilizados, para a redução adicional de patógenos dobiossólido.



3.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS

3.1.1. REMOÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA E PRODUÇÃO DE LODO

O termo “esgoto sanitário”, refere-se a aglutinação de esgotos domésticos produzidos a partir das necessidadesprementes dos habitantes de uma localidade, esgotos industriais tratados ou não e águas de infiltração.A tecnologia utilizada no processo de tratamento de esgoto tem influência na quantidade de lodo gerado pelotratamento. Quanto mais eficiente maior será a produção de lodo. O volume de lodo é tanto maior quanto maisavançado é o grau de tratamento (Imhoff,1986).Este lodo é formado por sólidos inorgânicos e orgânicos. O lodo inorgânico é gerado através da floculação departículas inorgânicas presentes no afluente de uma estação de tratamento, como argila e silte, após o processo deeliminação da fração orgânica, simultaneamente ao processo de ignição do material orgânico, é composto por saisinorgânicos como fosfatos, (bi) carbonatos, sulfatos e etc. (Van Haandel, 1999).Segundo Van Haandel (1999) duas frações de lodo são geradas a partir da síntese do material orgânico: O lodoativo e o lodo inativo.O lodo ativo é gerado a partir da síntese do material orgânico do afluente. No sistema de tratamento denominadode lodos ativados, os microorganismos se compõem de várias espécies, entre as quais bactérias, fungos,protozoários, ciliados e rotíferos. A composição pode variar de um sistema para outro, dependendo da natureza daágua residuária.O lodo inativo é composto por material orgânico não biodegradável, podendo ser dividido em duas frações, o lodoinerte e o resíduo endógeno. O lodo inerte é gerado a partir do material orgânico presente no afluente que não ébiodegradável e particulado. Este material participa da floculação, no lodo ativado, passando a fazer parte do lodo.“O resíduo endógeno é originado a partir do decaimento do lodo ativo, parte dos organismos vivos deixam deexistir. Estes organismos são os responsáveis pela metabolização do material orgânico” (Van Haandel,1999).O tratamento biológico depende diretamente das bactérias, para a remoção do material orgânico originalmentepresente. Estas utilizam o substrato orgânico como fonte de energia ou como material para a sua síntese celular.Dois são os processos presentes no tratamento biológico envolvendo o material orgânico, chamado de catabolismoe anabolismo.O catabolismo caracteriza-se por transformar a matéria orgânica em fonte de energia, sendo transformada nesteprocesso, em produtos estáveis. Já o anabolismo caracteriza-se por incorporar a matéria orgânica na massa celular.O anabolismo é um processo que consome energia, torna-se viável apenas quando o catabolismo esta presente,provocando o fornecimento de energia, para que ocorra a síntese celular.No metabolismo metanogênico, o catabolismo representa 97% das transformações, e o anabolismo 3%, e nometabolismo aeróbio, o catabolismo representa 33% das transformações, e o anabolismo 67%. (VanHaandel,1999). “Nos sistemas anaeróbios ocorre uma produção de lodo de 0,10 g SSV. g-1 DQO, enquanto nos sistemas aeróbiosesta relação é de no mínimo 0,2 g SSV.g-1 DQO”.Na tabela 3.1, considerando vários autores, estão demonstrados alguns exemplos de produção de lodo, conforme osistema de tratamento de esgoto adotado.



Tabela 3.1: Produção de lodo em sistemas aeróbios e anaeróbios de tratamento de esgotos.Tipo de Tratamento Quantidade de Lodo Produzida

(m3/hab.ano)Lagoa facultativa 0,03 – 0,08Lagoa anaeróbia – lagoa facultativa 0,01 – 0,04Lagoa aerada facultativa 0,03 – 0,08Lodos ativados convencionais 1,1 – 1,5Lodos ativados aeração prolongada 0,7 – 1,2Reator anaeróbio de manta de lodo 0,07 – 0,1Filtro biológico (baixa carga) 0,4 – 0,6Filtro biológico (alta carga) 1,1 – 1,5Fonte: (1999)Arceivala (1981), EPA (1979,1981,1992) Metcalf & Eddy(1991), Vieira(1993), Sperling(1995) eNascimento(1997)

3.1.2 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS

Existem diversos tipos de tratamentos, naturais e não naturais, de esgotos sanitários. Neste item será apresentadoum breve relato sobre estes sistemas.

3.1.2.1 TRATAMENTO PRIMÁRIO

O tratamento primário é comumente utilizado no tratamento de esgotos, pois ele é responsável pela remoção dematéria sólida, como areia, pedras e partículas grosseiras, além de substâncias como óleos e gorduras. Otratamento primário é formado pelas etapas de gradeamento, flutuação ou flotação e sedimentação.

3.1.2.2 TRATAMENTOS QUÍMICOS

Nos tratamentos químicos, são empregados compostos químicos que aumentam a velocidade de sedimentação daspartículas. Pode ser empregado também para a desinfecção do esgoto, através do emprego de cloro gás ouhipoclorito de sódio.

3.1.2.3 TRATAMENTOS BIOLÓGICOS

No tratamento biológico a atividade “natural” é empregada na depuração dos esgotos e é dividida em dois tipos:Processo natural e artificial.

a. Processo Natural

O processo natural, caracteriza-se por deposição sobre um terreno específico, ocorrendo o seu tratamento porprocessos de irrigação, infiltração/percolação e escoamento à superfície (Paganini,1997). Outro método é odenominado de tratamento por lagoas de estabilização. Estas lagoas são grandes tanques de pequena profundidade,definidas por diques de terra, e nas quais as águas residuárias brutas são tratadas inteiramente por processosnaturais, envolvendo algas e bactérias (Silva, S.A. 1979).b. Processo Artificial

O tratamento biológico artificial é realizado em filtros biológicos, leitos de contato, tanques sépticos e lodosativados.Os filtros biológicos caracterizam-se pela utilização de tanques preenchidos com material que propicie contatoentre a matéria orgânica presente no esgoto, e as bactérias, que ficam aderidas na porção sólida que preenche ostanques. Esta porção sólida, é composta por areia grossa, pedras, peças cerâmicas ou plástico.



Os leitos de contato são unidades biológicas que funcionam afogadas. Neste sistema ocorre o arrastamento dosmicroorganismos que se desenvolvem sobre a superfície do material filtrante. Ou seja, o lodo formado deve serretirado do leito ou através de ar comprimido, ou ainda, através do controle da vazão de alimentação.O tratamento séptico consiste no emprego do tratamento anaeróbio, onde ocorre o desenvolvimento de bactériasanaeróbias, em tanques sem o fornecimento de oxigênio.O tratamento por lodos ativados, consiste na autodepuração artificialmente acelerada (Imhoff,1986), na remoçãodo material orgânico das águas residuárias, colocando-as em contato com o lodo ativado, e aerando a mistura (VanHaandel,1999). O processo dos lodos ativados é biológico. Nele o esgoto afluente e o lodo ativado, sãointimamente misturados, agitados e aerados (em unidades chamadas tanques de aeração), para logo após, seseparar os lodos ativados do esgoto tratado (por sedimentação em decantadores). O lodo ativado separado retornapara o processo ou é retirado para tratamento específico ou destino final, enquanto o esgoto já tratado passa para overtedor do decantador no qual ocorreu a separação (Jordão, E.P., 1995).A depuração biológica dos esgotos se realiza em duas fases. Inicialmente, uma parte do material orgânico éoxidado para a obtenção de energia, formando-se ao mesmo tempo nova matéria celular. Em uma segunda fase, asbactérias se aglomeram em flocos os quais permitem a sua sedimentação. A floculação biológica só é possívelquando termina a fase de crescimento bacteriano e são excretados pelos microorganismos determinados polímerosnaturais (Imhoff, 1986). Os flocos do lodo ativado se compõem de uma substância gelatinosa, formada de espaçointersticial bastante grande, e no seu interior é que vivem inúmeros microorganismos, como bactérias(filamentosas e não filamentosas), protozoárias (os principais são: ciliados fixos, flagelados e rizópodes), fungos emicrometazoários (rotíferos, nematóides e anelídeos) (Além Sobrinho, 1998).

3.2 TRATAMENTO DO LODO OU TRATAMENTO DA FASE SÓLIDA

Em estações de tratamento de esgotos convencionais, com unidades de lodos ativados ou filtros biológicos, ossólidos sedimentados nos decantadores primários e secundários são chamados respectivamente de lodos primáriose secundários (Metcalf & Eddy, 1991). Os principais métodos para o processamento de lodo em uma Estação deTratamento são, segundo Metcalf & Eddy: Pré-tratamento; adensamento; estabilização; condicionamento;desinfecção; desidratação; secagem; compostagem; redução térmica. Conforme a configuração utilizada, outrasvariáveis podem ser introduzidas ou eliminadas, como a flotação por exemplo.

3.2.1 LODO BRUTO

É proveniente do processo de tratamento primário de Estações de Tratamento. É obtido por sedimentação ouflotação, possui coloração acinzentada, odor ofensivo e facilmente fermentável, é formado em uma estação detratamento por lodos ativados, por lodo primário originário dos decantadores primários, e secundário, tambémdenominado de lodo de excesso ou lodo de retorno descartado.O lodo primário contém em média de 3 a 8% de sólidos, sendo de 70 a 80% de sólidos voláteis do total de sólidossecos, de odor usualmente ofensivo, contém em torno de 30% de minerais ou sólidos não voláteis (Jordão E. P.,1995). O lodo secundário é formado por flocos biológicos, compostos de matéria orgânica gelatinosa produzidapelas bactérias e preenchido por microorganismos vivos e mortos.A composição do lodo primário e secundário são bastante variáveis. Van Haandel (1999, pg 246), apresenta,conforme o quadro 3.1 algumas referências que ilustram esta composição.

Quadro 3.1: Composição de lodo primário e de lodo secundário (valores expressos em % da massa de sólidossecos)Componente Lodo primário Lodo secundário

(1) (2) (3) (4) (5)Fração volátil 79,7 73,5 75 59 - 75 79Lipídeos 18,6 21,0 10,3 5 - 12 5,8Celulose 18,2 19,9 32,2 7 9,7Hemicelulose 2,5Proteínas 17,2 28,7 19,0 32 - 41 53,7Fonte: (1) O’Rourke(1968), (2) Eastman e Ferguson(1981), (3) Higgins “et al”(1982), (4) USEPA(1979) e (5)Pavlostatis(1985)



3.2.2 LODO DIGERIDO OU OXIDADO

É proveniente do processo de oxidação biológica obtida em biodigestores (reatores) anaeróbios e aeróbios, ondeocorre a redução dos sólidos em suspensão voláteis SSV em torno de 40%, dependendo da configuração do reator.O lodo digerido anaerobiamente tem coloração escura e odor moderado e não ofensivo.Pike e Davis citados por Nuvolari (1996, pg 22), consideram que o lodo quando estabilizado, deverá apresentaruma oxidação de 40 % dos sólidos voláteis, através dos processos aeróbios ou anaeróbios. Outro parâmetroconsiderado pelos autores é a presença de nitratos que pode ser indicativo de estabilidade.

3.2.3 PROCESSOS DE TRATAMENTO DA FASE SÓLIDA

Os processos de tratamento de esgotos, principalmente os denominados Lodos Ativados, ao separar as impurezasorgânicas e inorgânicas contidas nos despejos urbanos, formam no interior da estação de tratamento, o lodo deesgoto. Estes lodos são compostos por cerca de 2 a 4% de sólidos, sendo basicamente matéria orgânicabiodegradável. Esta por sua vez, é encaminhada para reatores (biodigestores) anaeróbios ou aeróbios (tratamentoda fase sólida). Nestes reatores biológicos ocorrem dois fenômenos principais que são: a remoção da matériaorgânica e o crescimento da biomassa. Um é conseqüência do outro, e nenhum deles ocorre separadamente(Foresti 1989), a finalidade básica é degradar a matéria orgânica originando substâncias mais simples, comomoléculas orgânicas de fácil assimilação pela população metanogênica (digestão anaeróbia), principalmente ácidoacético, e formação de gases, como gás metano, gás carbônico e hidrogênio. Normalmente, neste estágio, o lodotem a coloração preta. Após a digestão anaeróbia, este lodo é enviado a um sistema denominado de "desidrataçãomecânica", onde ocorre a concentração da matéria sólida de 2 a 4% para até 30%. Posteriormente, o biossólidopode passar entre outros por um processo de secagem térmica, sendo que esta, facilita a sua manipulação nas fasesde transporte e viabiliza o uso agrícola. (Tsutiya, 1998).O tratamento biológico do lodo, pode ser realizado de duas formas, através da digestão aeróbia ou anaeróbia.Nos processos de tratamento do lodo, a massa de sólidos orgânicos diminui de 30 a 50 % (Van Haandel, 1999), e aconcentração de lodo tende a aumentar através da separação de sólidos e líquidos. Durante a digestão, cerca de 2/3de matéria orgânica desaparecem por gaseificação, liquefação ou mineralização (Imhoff, 1986).Outra atividade presente é a degradação biológica das bactérias, provocando uma diminuição destas no lododigerido.

3.2.3.1 DIGESTÃO AERÓBIA

Na digestão aeróbia o lodo é mantido em um ambiente aeróbio, podendo-se observar uma redução da concentraçãode sólidos orgânicos, enquanto ocorre consumo de oxigênio. Com o consumo do oxigênio os microorganismosobtêm a energia necessária para as suas funções. Neste processo ocorre a formação de lodo digerido, gás carbônicoe água.A digestão aeróbia, apresenta uma eficiência igual ou maior, comparada à anaeróbia quando se avalia a reduçãodos sólidos voláteis. A desvantagem em relação à digestão anaeróbia refere-se ao alto custo operacional e a nãopossibilidade de aproveitamento do gás gerado.De forma simplificada, a digestão aeróbia compreende:

Esgoto bruto + Oxigênio + Microorganismos aeróbios e facultativosGás carbônico + Energia + Água + Lodo de esgoto

3.2.3.2 Digestão anaeróbia

Na digestão anaeróbia processos metabólicos fermentativos envolvendo microorganismos são responsáveis pelaprodução de produtos gasosos como: metano e dióxido de carbono. Também ocorre a destruição de microrganismopresente, como coliformes totais e E. coli, em até 99 % (ETE - Franca, Relatório Operacional, 1999).De forma simplificada a digestão anaeróbia pode ser descrita da seguinte forma:

Esgoto bruto + Microorganismos anaeróbios Gás Metano + Gássulfídrico + Energia + Água + Gás carbônico + Lodo de esgoto



Figura 3.1: Representação esquemática da decomposição de lodo através da digestão anaeróbia (citado porVan Haandel, pg.280, segundo Kaspar e Wuhrmann, 1982)

Na figura 3.1, pode ser verificado esquematicamente os passos da digestão anaeróbia, com os produtos formados apartir da hidrólise, fermentação acidogênica, fermentação acetogênica, estas duas, também podem ser consideradasapenas uma, com a denominação de fermentação ácida, e por fim o processo denominado de metanogênese.

3.3 PROCESSOS DE DESAGUAMENTO OU REMOÇÃO DA UMIDADE DO LODO

O tratamento da fase líquida, e a digestão do lodo geram uma substância com alto teor de umidade, para qual osistema torne-se menos oneroso, seja para a sua disposição apropriada, ou para o transporte, havendo anecessidade de incluir uma nova operação que se destina à remoção da umidade.Os processos de desaguamento ou secagem podem ser naturais ou mecânicos. Para as pequenas Estações, ossistemas naturais são os preferidos pelos projetistas, pela simplicidade e menor custo de operação. Já os sistemasmecânicos, passam a ser mais vantajosos à medida que a produção de lodo é maior, e o espaço para disposição érestrito (PROSAB (Andreoli, 1999)).

3.3.1 SECAGEM NATURAL

A secagem natural de lodo ocorre normalmente em leitos de secagem, lagoas de lodo e a disposição no solo.A secagem natural depende basicamente das condições de clima. O lodo é exposto, e graças à ação dos raiossolares e da evaporação, ocorre a secagem do mesmo.

3.3.1.1 Leitos de secagemO lodo a ser secado é colocado em um compartimento que é normalmente confeccionado em alvenaria, na parteinferior, pode ser colocado um leito de areia ou também em alvenaria com tubos percoladores. A água percoladanormalmente retorna a unidade de tratamento.Após alguns dias o processo de percolação é cessado e deste momento em diante prevalece o processo deevaporação. Neste sistema obtêm-se um sólido duro. O material secado é retirado do local manualmente através depás ou retro - escavadeira.

Material orgânico em suspensãoProteinas, carboidratos, lipídios

Aminoácidos, açucares Ácidos graxos

Produtosintermediários

Acetato Hidrogênio

Metano

100% DQO

hidrólise

acidogênese

acetogênese

metanogênese

1135

3466

5

40%

39%

812 2

70 30

21%

34

2311

20



A qualidade do produto final, no leito de secagem é considerada muito boa quando comparado com outrosmétodos de secagem. Van Haandel (1999), considera que não somente obtém-se um produto muito mais seco(pode-se diminuir a umidade para menos de 50%), como a qualidade higiênica do lodo é melhor do que outrosmétodos.Para o uso do leito de secagem, há uma condição fundamental, é que este esteja previamente estabilizado, poisdesta forma não apresentará problemas de odores, ficando facilitada à percolação da água (PROSAB, 1999).Comparado aos outros processos de secagem, requer grandes áreas; enquanto nos processos mecanizadosconsegue-se a secagem de um determinado volume em algumas horas. Um ciclo completo em leitos de secagem,que inclui as operações de lançamento do lodo, tempo de espera para secagem, e a retirada do lodo seco, évariável, mas, em média, esta operação pode ser completada em 21 dias. Esse tempo depende naturalmente dascondições climáticas locais, podendo ser bem maior em condições adversas. Determinando a necessidade degrandes áreas para permitir uma secagem contínua (Além Sobrinho, 1993), citada por Nuvolari (1996).

3.3.1.2 Lagoas de lodoLagoas de lodo são normalmente utilizadas para armazenar o lodo digerido, seja para a sua secagem, comotambém para o controle de microorganismos patogênicos.Normalmente não apresentam sistemas de coleta de percolado, podem ter segundo Fernandes (PROSAB, 1999),sistema de drenagem lateral. A secagem ocorre pela evaporação e o tempo de permanência pode durar de 3 a 12meses, em função do clima. O carregamento pode ser contínuo ou por bateladas, por meio de veículos apropriadosou por sistema de bombeamento. Em Edmonton no Canadá o lodo é bombeado para lagoas de lodo que ficam avários quilômetros da unidade de tratamento (Bueno, 1997).

3.3.1.3 Disposição de lodo no SoloO solo serve como meio de recepção. O lodo é aplicado no solo e incorporado através de equipamentosapropriados, como bicos injetores, sulcadores e discos incorporadores. É utilizado como fertilizante oucondicionador de solo. A Inglaterra e o Canadá utilizam em larga escala a incorporação através de equipamentosque injetam o lodo a cerca de 5 a 10 cm de profundidade em áreas agrícolas (Bueno, 1997).

3.3.2 SECAGEM MECÂNICA

Os sistemas de secagem mecânica também são chamados de artificiais, fazem parte destes: Filtros prensa deplacas, Filtros prensa de esteira, Filtros a vácuo, Centrífugas e Secagem Térmica.Para a secagem mecânica existem algumas exigências a serem atendidas, como um pré condicionamento mineralou orgânico. O condicionamento químico ocorre a partir do processo de coagulação e floculação, e são utilizadosnormalmente sais metálicos como o cloreto férrico ou o sulfato de alumínio.Outra forma de condicionamento refere-se a utilização de um composto orgânico de cadeia longa, denominado depolieletrólito, normalmente composto de cargas positivas, que tem a função de aglutinar as partículas de lodo efacilitar a remoção da água.

3.3.2.1 Filtro prensa de placasSão constituídos por placas filtrantes de nylon ou tecido misto, que são preenchidas com lodo pré – condicionado eposteriormente comprimidas hidraulicamente. As pressões de operação podem variar de 100 a 300 psi.A torta resultante apresenta teores de 30 a 50% de sólidos.

3.3.2.2 Filtro prensa de esteiraFiltros prensa de esteira, também chamados de prensas desaguadoras. Em sua operação são utilizados doissistemas para remoção da água, a drenagem seguida de compressão.Como pré – condicionantes, para facilitar a desidratação, podem ser utilizados sais metálicos ou polímero. O teorde sólidos obtido é da ordem de 15 a 25%.

3.3.2.3 Filtro a vácuoO lodo é aspirado através de um filtro, que envolve um cilindro rotativo.



3.3.2.4 CentrifugaçãoOs sólidos, são separados da água por diferença de força centrífuga. O lodo é pré - condicionado normalmente compolieletrólito, e através de um movimento de alta rotação, parte da água é removida, obtendo-se um lodo com teorde sólidos de 20 a 30%.

3.3.2.5 Secagem TérmicaO processo consiste da utilização de energia térmica para que ocorra a evaporação da água. Teores de 90 a 95% desólidos são comumente obtidos.Este processo tem a capacidade de remover organismos patogênicos, sendo que a torta obtida pode ser utilizadainclusive em locais públicos como fertilizante.No interior de secador é introduzido ar quente com temperatura aproximada de 450° C. (Tsutya, 1998; Fernades“et al.” PROSAB, 1999; Andreoli “et al.”, 1999).

3.4 MODELOS DE DISPOSIÇÃO DO LODO

Do tratamento dos esgotos resulta um tipo de resíduo, denominado "biossólido" que significa o lodo de estaçõesde tratamento de esgotos sanitários municipais, após passar por processos de tratamento que provocam a suaestabilização biológica (Tsutiya, 1998).Existem várias formas de disposição do lodo gerado em Estações de Tratamento. No quadro 3.2, são apresentadasas principais formas de disposição empregadas por países que encontram-se mais avançados em relação aotratamento de esgotos e as próprias técnicas de disposição.Cabe ressaltar que a incineração, que é uma das alternativas de disposição, encontra-se com seus dias contados,pois diversos países estão abolindo esta forma de destinação do lodo.Em alguns países a forma predominante de destinação é o uso agrícola, utilizado como fonte de nutrientes erecuperação de solos.Conforme as referências preconizadas, existem diversas formas de utilização do lodo, que são consideradas nãoconvencionais como a produção de óleo combustível, produção de tijolos, agregado leve, que apesar deconsideradas, como forma de “utilização”, o seu uso é de pequenas proporções. Neste trabalho serão observadasduas das principais formas de disposição. A disposição em aterros e o uso agrícola.

Quadro 3.2: Uso Agrícola dos biossólidos na Comunidade Européia*, Estados Unidos** e Japão*.Países Agricultura (%) Aterro

(%)Incineração (%) Oceano

(%)Bélgica 57 43 - -Dinamarca 43 29 28 -França 27 53 20 -Alemanha 25 65 10 -Itália 34 55 11 -Luxemburgo 80 20 - -Portugal 80 12 - -Espanha 61 10 - 29Reino Unido 51 16 5 28EUA 25 41 16 -Japão 13 80 6 1Fonte: Santos, H.F. (1996); Tsutya, M.T. (1999);

3.4.1 DISPOSIÇÃO EM ATERRO

O aterro empregado pode ser exclusivo ou combinado. O aterro combinado refere-se ao emprego da co -disposição com lixo urbano.



No aterro o lodo é confinado em células impermeabilizadas e recobertas. Os aterros produzem líquidos percoladose gás principalmente o metano. Um aterro necessita de operação contínua, além de monitoramento e controleambiental, principalmente do lençol freático, evitando-se a contaminação com metais pesados.Segundo publicação do PROSAB, pg. 26(1999), o aterro exige áreas de grande extensão. Por exemplo, uma cidadegerando 25 toneladas de lodo base seca por dia, necessita de uma área de 2 a 10 há/ano para dispor o lodo gerado.

3.4.2 DISPOSIÇÃO AGRÍCOLA DO LODO

O uso agrícola ou reciclagem agrícola é uma das principais formas de disposição dos biossólidos, pois alia baixocusto e impacto ambiental positivo, quando realizado dentro de critérios seguros (Fernandes “et al.” - PROSAB,1999, pg 27).O biossólido encerra na sua composição todos os nutrientes e elementos benéficos necessários para odesenvolvimento e produção das plantas, os quais, por se encontrarem em sua grande parte na forma orgânica, sãoliberados ao solo gradativamente, através de processos oxidativos, o que aumenta a possibilidade de que estesnutrientes sejam absorvidos pelas plantas e diminui o risco de poluição ambiental (Melo, 1999).

3.5 BIOSSÓLIDOS E O USO NA AGRICULTURA

3.5.1 DEFINIÇÃO DO TERMO

Entre as definições do termo biossólido, são apresentadas a seguir, algumas referências encontradas na literaturaconsultada:É um resíduo sólido, semi - sólido ou líquido gerado durante o tratamento de esgotos domésticos em uma estaçãode tratamento. Inclui, mas não se limita a material séptico doméstico; escuma ou sólidos removidos em processosde tratamento de esgotos, primários, secundários ou avançados (EPA, 40 CFR, Part 503 – Código dasRegulamentações Federais).

Aplicável apenas para os lodos de sistemas de tratamento biológico de despejos sanitários líquidos, processados demodo a permitir o seu manuseio de forma segura na utilização agrícola (Carvalho, 1999).

Do tratamento dos esgotos resulta um tipo de resíduo, denominado “biossólido” que significa o lodo de estações detratamento de esgotos sanitários municipais, após passar por processos de tratamento que provocam a suaestabilização biológica (Tsutiya, 1998).

É o lodo do sistema de tratamento biológico de despejos líquidos processado de modo a permitir o seu manuseiode forma segura na utilização agrícola (Cetesb, Norma P4230, 1999).

É um produto orgânico produzido a partir do tratamento de esgotos sanitários, onde fazem parte o lodo primário esecundário, exclusivamente domésticos ou com contribuição industrial controlada, a partir do tratamento biológicoe composto de processos chamados de estabilizadores que degradam a matéria orgânica, garantindo condiçõesadequadas para a sua utilização agrícola segura. (Bueno, R.C.R.).

3.5.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE O USO DO BIOSSÓLIDO NA AGRICULTURA

Segundo Vicent e Critchley (1984) citado por Nuvolari (p. 16, 1996), os europeus utilizam um valor estimativopara a produção de biossólido, 30 kg anuais de sólidos secos por habitante, ou cerca de 82 g diárias por habitante,valor este que pode variar em função da população contribuinte. Jordão (1995), apresenta como valor de referênciaem termos de DBO igual a 54 gramas de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) / hab. x dia, e em termos deestimativa de produção de lodo o valor típco apontado é de 3,0 litros por habitante x dia, com uma produção emtermos de sólidos secos de 60,3 gramas por habitante x dia.A utilização agrícola do biossólido (lodo de esgoto) como alternativa ecológica preferencial à incineração ou aterrosanitário foi proposta por Besley & Reed (1972).



Merril “et. al.” (1969), Morel (1978), Santos (1996), Carvalho & Barral (1981) e Berton “et. al.” (1989) sãounânimes em considerar a utilização agrícola do lodo de esgoto como a mais promissora das práticas dereciclagem de nutrientes.Esta posição está calcada, principalmente nos componentes encontrados nos biossólidos, Taylor “et. al.” (s.d.),Tsutiya (1998), Weber (1997), evidenciam concentrações de nitrogênio de 2,2 a 5,6% e concentrações de fósforoentre 1,5 a 3,7% decorrentes principalmente do processo de tratamento de esgotos.Pela quantidade de nitrogênio e fósforo contido nos biossólidos, pode-se admitir que esses elementos possamsubstituir os fertilizantes comerciais como uma fonte de nutrientes para as plantas (Webber & Bates, 1997). Noentanto, o uso exclusivo de biossólido como fertilizante poderá implicar em deficiências nutricionais para asculturas, já que poderá ocorrer deficiência, como, por exemplo, de potássio, sendo este de essencial importânciapara o crescimento das plantas. Assim, Ros “et. al.”, (1990), indicam que deve ser feita suplementação mineral emculturas que utilizam o biossólido.A eficiência relativa do lodo de esgoto como fonte de fósforo no primeiro cultivo, em comparação ao adubofosfatado solúvel em água, varia de 20 a 80% em função do tipo de solo, do clima e da cultura (Marques, 1997).De acordo com Bettiol & Carvalho (1982), Além dos nutrientes essenciais às plantas, a matéria orgânica presenteno lodo de esgoto confere-lhe características de condicionador de solos, desta forma podendo ser utilizado narecuperação de áreas degradadas devido à exaustão do solo e na recomposição de áreas comprometidas pelaerosão.Novulari (1996), concluiu que “solos que receberam lodo tiveram aumentada sua capacidade de retenção de água”.Por outro lado fica evidente que o biossólido é um subproduto de estações de tratamento de esgoto doméstico,contendo em seu interior substâncias que requerem uma manipulação tecnicamente controlada, Sommers &Giodano (1984) admitem que o biossólido quando aplicado em campos cultiváveis, pode representar um risco aoambiente. Entre as restrições ao uso do biossólido no solo, ligados as suas origens, estão: presença de sais solúveis,patógenos, compostos orgânicos persistentes e metais pesados. Entretanto, Bettiol & Carvalho (1982a), indicamque a concentração de metais pesados no lodo é função da maior ou menor participação de esgotos industriaissobre os domésticos. Também formas adequadas de manipulação do biossólido no momento da aplicação no solopodem afastar qualquer possibilidade de contaminação humana.

3.5.3 METAIS: PROBLEMAS DO USO DO BIOSSÓLIDO NA AGRICULTURA

Os metais quando encontrados no biossólido são originários basicamente da atividade industrial, sendo osprincipais o Cu, Ni, Cd, Zn, Pb e Cr. A intensidade da concentração desses metais é função da maior ou menorparticipação de esgotos industriais contribuintes aos sistemas de tratamento de esgotos municipais.Segundo Tsutiya (1999), a presença de metais pesados nos biossólidos depende de duas condicionantes básicas:Representatividade dos lançamentos industriais em relação às vazões coletadas de origem doméstica e do controledos lançamentos industriais.Diversos são os autores que consideram fundamental o controle dos lançamentos de efluentes industriais, para umaboa qualidade de biossólidos gerados em ETE’s, principalmente no que se refere às concentrações de metaispesados. A Sabesp, Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, criou um programa de controle deefluentes industriais, denominado de PREND – Programa de recebimento de efluentes não domésticos. Esteprograma estabelece diretrizes e procedimentos para o lançamento de efluentes industriais na rede coletora.Os metais que representam riscos potencialmente perigosos ao homem e aos animais são o Zinco (Zn), Cobre(Cu),Níquel(Ni), Molibdênio(Mo) e Cádmio(Cd), (Tsutiya, 1999). Os metais quando presentes no biossólido podemlimitar a sua aplicação na agricultura conforme determinam as Normas da CETESB (Companhia de TecnologiaAmbiental do Estado de São Paulo), no estado de São Paulo e da EPA (United States Envirometal ProtectionAgency ), nos E.U.A..Metais pesados são elementos químicos que possuem peso específico maior que 5 g/cm3, ou número atômicomaior do que 20 (Malavolta, 1994, citado por Melo, 1997). Genericamente, atribui-se a denominação de metalpesado a todo e qualquer elemento tóxico às plantas e animais.Alguns metais pesados são essenciais as plantas, como os micronutrientes, por exemplo, o Cobre (Cu), Ferro (Fe),Manganês (Mn), Molibdênio (Mo) e Zinco (Zn). Outros são benéficos ao crescimento da planta como Cobalto(Co), Níquel (Ni) e Vanádio (V). E outros não são essenciais ou não apresentam função, como Alumínio (Al),Cádmio (Cd), Cromo (Cr), Mercúrio (Hg) e Chumbo (Pb). Segundo Malavolta (1994), o Co e o Ni já poderiam ser



incluídos na categoria dos elementos essenciais, uma vez que satisfazem tanto critérios diretos como indiretos deessencialidade no desenvolvimento das plantas.O quadro 3.3 apresenta os valores médios, máximo e mínimo detectados para diversos metais, para o biossólidoproduzido na ETE-Franca, e os limites recomendados pela CETESB através da Norma P4230, e pela EPA atravésda Norma 40CFR, Part 503.

Quadro 3.3: Concentração de metais pesados no biossólido da ETE-Franca, limites da Norma CETESB P4230, eNorma U.S.EPA 40CFR-Part 503.

Metal ConcentraçãoMg/kg, base seca

Conc. MáximaU.S.EPA-40

CFR - Part 503

Conc. MáximaCETESBN. P4230

Média Máximo MínimoArsênio nd nd nd 75 75Cádmio 15,61 22,50 1,83 85 85Chumbo 60,50 73,00 35,50 840 840

Cobre 124,61 263,20 40,50 4300 4300Mercúrio 0,165 0,21 nd 57 57

Molibdênio 5,55 8,62 2,01 75 75Níquel 32,76 47,70 24,32 420 420Selênio nd nd nd 100 100Zinco 1521,00 1925,00 951,90 7500 7500

Fonte: SABESP, 1999.Obs.: nd – não detectado- avaliação de 5 amostras, analisadas pelo Laboratório da Unesp – Jaboticabal, (Prof. Wanderlei Melo).

Avaliando-se o quadro 3.3, pode-se verificar, que pelos dados apresentados, os valores de metais pesadosencontrados no biossólido produzido pela ETE - Franca, estão abaixo daqueles determinados como concentraçãomáxima permissível nas Normas dos E.U.A. e do estado de São Paulo, para uso na agricultura.Segundo Tsutiya (1999), a concentração de metais pesados nas plantas, não é aumentada pela freqüência deaplicação dos biossólidos no solo. Tem sido observado que, as concentrações de metais pesados nas plantas sãomaiores em solos sem uso do biossólido, pois o uso do biossólido reduz a disponibilidade do metal para as plantas.

3.5.4 ORGANISMOS PATOGÊNICOS PRESENTES NO BIOSSÓLIDO

Os biossólidos são concentradores naturais de nutrientes e organismos presentes nos esgotos. Algunsmicrorganismos fazem parte dos processos de liberação de nutrientes a relação solo/planta. Por outro lado,organismos patogênicos também estão presentes, como bactérias, vírus, ovos de helmintos e cistos de protozoários.Alguns organismos encontrados no biossólidos são: Bactérias - Salmonella sp., E. coli, Leptospira sp. Agentesvirais – Vírus hepatite A, enterovirus. Protozoários – Cryptosporidium, Entamoeba histolytica, Giardia Lamblia,Toxosplasma gondii. Entre os helmintos – Ascaris lumbricoides, Ascaris suum, Toxocara sp., Taenia solium, T.saginata, Necator americanus, Hymenolepis nana (Hays, 1977; U.S. EPA, 1992).Historicamente, há poucas evidências da possibilidade de transmissão de doenças através do uso do biossólido,existe uma maior probabilidade de riscos quando a aplicação esteja associada ao uso, em culturas agrícolas decontato primário e a contaminação de corpos d’água (Andreoli, 1998, p.12).Quanto a patogênicidade, pode-se considerar, que o biossólido é produto da população servida pelo sistema decoleta e tratamento de esgotos, quanto mais sadia esta população, menores as possibilidades do biossólido conterorganismos indesejáveis. Cabe salientar que os organismos citados acima, quando no solo, participam de umsistema de competição natural, ficando a mercê de um processo denominado de stress ambiental, que édeterminante para a sua capacidade de sobrevivência.O biossólido, como visto neste texto é produto das atividades do homem, desta forma ele contém substânciasorgânicas e inorgânicas, como também quantidade substancial de microrganismos. Entre os microrganismos, umapequena parte é patogênica, ou seja, capaz de causar doença ao homem e aos animais.



A quantidade de patógenos no biossólido, é variável dependendo de várias possibilidades, entre elas a condiçãoeconômica da população contribuinte com o esgoto, condições sanitárias, tipos de industrias, e particularmente doprocesso de tratamento utilizado. Segundo estudos da United States Envirometal Protection Agency (USEPA,1985), o tempo de sobrevivência máximo comum de patógenos no solo é de até 75 dias para bactérias, 12 dias paravírus, 8 dias para protozoários e 2 anos para ovos de helmintos.Segundo Soccol (1998), estudos epidemiológicos tem mostrado que, os ovos de helmintos, cistos de protozoários ebactérias, representam riscos para a saúde humana. E estes riscos são devido aos seguintes aspectos:

- Ampla distribuição geográfica que os helmintos, protozoários e bactérias apresentam;- Alta freqüência de parasitismo na população, em diferentes partes do mundo;- Grande tempo de sobrevivência no meio externo (ovos de Ascaris sp, podem sobreviver até 7 anos);- A sua dose infectante (um ovo ou cisto é suficiente para infectar o hospedeiro).

A matéria fecal contém em média 109 bactérias por grama (não necessariamente patogênicos). As bactérias e osvírus podem ser transportados através do esgoto doméstico. Os vírus e bactérias excretados pelo homem podemcausar infecções se ingeridos. Existem várias formas de transmissão, entre elas:

- Pelo consumo de água contaminada;- Consumo de alimentos contaminados;- Falta de higiene pessoal;- Através de vetores, (exemplo: moscas), (Lewis, 1988).

Mas, para que um indivíduo seja realmente contaminado, algumas variáveis devem ser levadas em consideração,como:

- Concentração do organismo patogênico;- Persistência deste organismo no meio externo;- Dose infectante.

As bactérias, por exemplo, constituem perigo enquanto dose infectante, quando presentes acima de 10.000organismos (Lewis, 1988).A via de infecção para ovos de helmintos e cistos de protozoários é a oral, pode-se ocorrer de forma direta ouindireta desde que os ovos ou cistos sejam viáveis. Quanto a dose infectante, para ovos de helmintos e cistos deprotozoários, apenas um ovo ou cisto é suficiente para infectar o hospedeiro (Soccol, 1998).No quadro 3.4 pode-se verificar os principais organismos encontrados no esgoto, e no biossólido, seus principaissintomas e o hospedeiro principal. Já o quadro 3.5 apresenta, segundo vários autores, o tempo de sobrevivência demicrorganismos em solo e planta e a dose infectante.



Quadro 3.4: Principais patógenos presentes no esgoto doméstico, lodo de esgoto e biossólidos e a relaçãocom “doenças” e sintomas relativos.Organismo Doenças/Sintomas Hospedeiro

BactériasSalmonella sp Gastroenterites com diarréia, dores e vômitos

(raramente fatais), e intoxicações alimentaresQuelônios, aves emamíferos Domésticose selvagens

Salmonella typhi Febre tifóide (endemia com 10% letalidade emcasos não tratados e 2 a 3% se tratada (USEPA))

Homem, mamíferos,aves domésticas eselvagens

Shigella sp Desinteria bacilarVibrio cholerae CóleraEschericha coli Gastroenterite e infecções urinárias Homem e animais

domésticosVírus EntéricosVírus hepatite A Hepatite infecciosa Outros primatasEnterovírus Meningite, encefalite, doenças respiratórias,

conjuntivite hemorrágica aguda, febreHomem

ProtozoáriosCryptosporidium sp Gastroenterite Homem e bovinosEntamoeba histolytica Enterite aguda – amebíase HomemGiardia lamblia Giadíase Homem, cães e gatosBalantidium coli Diarréia e desinteria Homem e suínosToxoplasma gondii Toxoplasmose Gatos/HomemHelmintosAscaris lumbricoides Distúrbios digestivos e intestinais HomemAscaris suum Dores no peito, tosse e febre SuínosTrichuris trichiura Dores abdominais, diarréia e anemia, perda de

pesoHomem

Necator americanus Anemia, emagrecimento HomemAncylostoma duodenale Anemia, emagrecimento HomemToxocara canis Febre, desconforto abdominal, dores

muscularesCães/Homem

Taenia saginata Nervosismo, insônia, anorexia, doresabdominais, distúrbios digestivos

Homem/Bovinos

Taenia solium Nervosismo, insônia, anorexia, doresabdominais, distúrbios digestivos

Homem/Suínos

Hymenolepis nana Teníase Homem/ArtrópodesHymenolepis diminuta Distúrbios digestivos Roedores/ArtrópodesFonte: USEPA (1985), USEPA(1992), Soccol (1998), Fernandes “et al.”,(1999).



Quadro 3.5: Sobrevivência de patógenos no solo e plantas, segundo vários autores.

Organismo MeioTempo de

Sobrevivência(dias)

Dose infectiva(com provável

doença)Referência

Coliformes Solo – superfícieGrama

386 – 34 Epstein (1978)

Coliformes Fecais Solo 99,99% 3-6 semanas99% - 1 dia

Rivera (1998)

Superfície solo 4 a 55 USEPA (1985/92)Escherichia coli Pastagens < 8 106 USEPA (1985/92)Salmonella sp Solo 15 – 280 Epstein (1978)Salmonella typhi Solo 2 a 120 105 Campos(00),

USEPA (85/92)Shigella sp Verduras 2 – 10 10 a 102 Epstein,

USEPA(85/92)Vibrio cholerae Hortaliças 5 – 7 103 a 108 Idem

Cistos Água 8 – 40 EpsteinSolo 2 a 10 USEPA(85/92)

Giadia sp. 1 a 10 USEPA(85/92)Entamoeba coli 10 a 100 IdemEnterovirus Solo

Verdura8

4 – 6 EpsteinAncilostomídeos(ovos)

Esgoto Até 12 semanas Rivera (1998)

Ancylostoma sp. Solo 15 a 42 (larvas) USEPA(85/92)Ovos de Ascaris Solo

Verduras - frutasAté 7 anos

27 – 351

EpsteinSolo Até 7 anos Rivera(1998)Solo 730 a 2010 Campos(00)Solo 180 Biagi (1962),

citado por Pêssoa,1974

Solo Solos temperados até 2anos

Solos tropicais até 3meses

Euzéby, 1963

Taenia (ovos) Solo 21 1 Rivera(1998)



Quadro 3.6: Temperatura e tempo de exposição requeridos para a destruição de alguns patógenos eparasitas comuns, (Tchoubanoglous “et al.” 1993).

Organismo Condição - Tempo Exposição Temperatura letal

Salmonella sp. Morte 30 min.20 min.

55 – 60° C> 60° C

Escherichia coli Morte 60 min.20 min.

55° C> 60° C

Shigella sp. Morte 60 min. 55° CTaenia saginata Poucos min. 55° CNecator americanus Morte 50 min. 45° COvos de Ascarislumbricoides

Morte < 60 min. > 50° C

O quadro 3.6 apresenta, para alguns microrganismos, a sua temperatura letal, estes dados são importantes paradeterminar formas experimentais, que tanto atinjam as temperaturas e o tempo de exposição adequada para aeliminação da espécie do meio.

3.5.4.1 BactériasBactérias são organismos procariotas, carecem de membrana celular e são unicelulares. As bactérias são divididasem dois grupos maiores, as eubactérias e as arqueobactérias.As eubactérias apresentam várias formas: esféricas, bastonetes e espirilos. Variam de 0,5 a 5,0 micrômetros dediâmetro. Podem apresentar flagelos, e, portanto, podem locomover-se rapidamente em líquidos. São essenciais nareciclagem do lixo orgânico. Entre as infecções causadas por eubactérias incluem-se, infecção estreptocócica degarganta, tétano, cólera e tuberculose.As arqueobactérias diferem das eubactérias, principalmente em relação a sua composição química, à atividade eao meio ambiente no qual elas se desenvolvem. Arqueobactérias produtoras de metano vivem em ambientesanaeróbios, por exemplo.Neste grupo encontram-se microrganismos considerados e utilizados como “indicadores”, principalmente na áreade Saneamento e Saúde Pública, e servem como um sistema de “alarme”. O termo refere-se a um tipo demicrorganismo cuja presença no meio é evidência de que este está poluído com material fecal de origem humanaou de outros animais de sangue quente (Pelczar, 1996).As bactérias são organismos frágeis aos processos de tratamento de lodos e a sua incidência é grandementereduzida pela radiação solar e desidratação do lodo (Andreoli “et al.”, 1998).“Em experimentos realizados em 1996 no Paraná (SANEPAR, 1997), Salmonella sp. Foi detectada em lododigerido aeróbio, do qual foi eliminada imediatamente após a incorporação do lodo no solo, sem qualquertratamento térmico ou químico.”, Citado por Bonnet, Lara e Domaszak em trabalho coordenado por Andreoli(1998). Embora fosse detectado também após 13 e 28 dias da incorporação, em épocas de baixas temperaturas, nosmeses de inverno e condições físicas favorecidas pela incorporação de cobertura morta.Os coliformes são considerados adequados para caracterizar a qualidade bacteriológica do biossólido, em estudode Elmund “et al.”, chegou-se à conclusão, que o melhor parâmetro para quantificar água para consumo, água pararecreação e esgoto tratado é a análise de Escherichia coli, pela técnica denominada de QuantiTray – sistemaColilert, que utiliza a substância 4-methylumbelliferyl - glucuronide. Este método minimiza a interferência debactérias termotolerantes, que interferem na determinação de coliformes fecais (Elmund,1999).

- Escherichia coli e outros Coliformes

Este grupo inclui os bacilos gram-negativos aeróbios ou anaeróbios facultativos, é composto por cerca de 20espécies, dentre os quais encontram-se bactérias originárias do trato gastrintestinal de humanos. Fermentam alactose com produção de gás a 24 – 48 h a 35 °C.Os coliformes fecais diferem da definição anterior por restringirem-se aos membros capazes de fermentar a lactosecom produção de gás em 24 horas a 44,5 °C. O principal componente deste grupo é a Escherichia coli, seja por



habitar exclusivamente o trato intestinal do homem e de outros animais de sangue quente (Andreoli “et al.”, 1998),e por representar cerca de 90% dos organismos presentes em amostras positivas para coliformes fecais.São considerados indicadores, pois estão presentes no trato intestinal humano e de outros animais de sanguequente, sendo eliminados em grande número pelas fezes, a presença de coliformes fecais indica o risco potencialda presença de organismos patogênicos, uma vez que são mais resistentes que as bactérias patogênicas de origemintestinal. Este grupo é normalmente utilizado como indicador seja no controle da qualidade da água tratada, sejacomo em estudos de caracterização dos biossólidos.Os coliformes têm várias características em comum com espécies do gênero Salmonella e Shigella, das quais todassão patogênicas. A principal diferença bioquímica característica é que os coliformes fermentam a lactose com aprodução de ácido e gás; Salmonella e Shigella não fermentam a lactose (Pelczar, 1996).

3.5.4.2 ProtozoáriosProtozoários são animais unicelulares. A célula é constituída de uma massa de citoplasma contendo um núcleo.De tamanho variável, normalmente só são visíveis através do microscópio. Em relação a sua forma, quando oprotozoário possui membrana tênue e se encontra em meio fluído, tende assumir a forma esférica. Quandocomposto de uma membrana mais espessa, pode apresentar configurações variadas.A alimentação pode ser holofítica (autotrófica), holozóica e saprozóica. Utilizam energia luminosa para elaborar oshidratos de carbono, empregando substâncias inorgânicas como matéria-prima. Mais freqüentemente é a maneiraholozóica ou heterotrófica de nutrição dos protozoários, isto é, a dos animais superiores. Muitos protozoários estãoaptos a incluir no seu protoplasma partículas orgânicas, submetê-las a um verdadeiro processo de digestão, eexpulsar as porções não aproveitáveis sob a forma de excreta. A alimentação saprozóica consiste em o protozoárioestar imerso em uma solução líquida, e a alimentação ocorrer através de suas membranas por processo de osmose(maior probabilidade) Pessoa & Martins (1974).Os protozoários podem ser aeróbios ou anaeróbios.

Para o estudo em meio ambiente os principais são:

- Balantidium coli – subfilo: Ciliophora (presença de cílios utilizados em sua locomoção); é encontradofreqüentemente parasitando o porco (natural), cavalo, macaco e o rato selvagem e o homem.

- Transmissão: Ingestão dos cistos do balantídio, por meio de alimentos ou bebidas. O homem tem altaresistência ao protozoário.

- Biologia: Os cistos resistem durante algumas semanas. Os trofozoítas , porém, são muito sensíveis e morremrapidamente em meio ácido (pH 5) e em temperaturas acima de 34° C; Pessoa & Martins (1974, pg 356).

- Entamoeba histolytica: Parasita principalmente o homem. Freqüentemente encontrada em países pobres declima tropical. São sensíveis a ambiente aeróbios e se reproduzem principalmente na ausência de oxigênio.

- Tamanho do cisto: 7,9 (E. hartamanni) e 12,8 µm (E. histolytica).- Transmissão: Através de ingestão de águas e alimentos contaminados por cistos, também a transmissão pode

ocorrer por meio de relações sexuais e contato direto.- Biologia: Na água podem sobreviver entre 8 – 9 dias; a 50° C são mortos em 5 minutos e a 45° C por 30

minutos; Pessoa & Martins (1974, pg. 232 – 234).

- Entamoeba coli: Comumente encontrada no homem, não é patogênica. Também denominada de Ameba devida livre. Incidência entre os brasileiros é de 56,64% (Amaral & Pires, 1945), citados por Pessoa & Martins(1974 pg. 246).

- Tamanho do cisto: 10 a 30 µ diâmetro (possuem de 1 a 8 núcleos).

- Giardia lamblia - (Flagelados parasitas): Possui cistos ovóides e muito transparentes. Parasita cosmopolita,geralmente, a giardia desenvolve-se no intestino em associação com outros agentes patogênicos. Algunsautores não admitem o papel patogênico da giardia (Craig, citado por Pessoa & Martins; 1974, pg. 74).



Apesar de muitos outros considerarem como patogênica e causadora de problemas duodenais e intestinaiscomo cólicas, por exemplo.

- Transmissão: Alimentos e bebidas contaminados com fezes contendo cistos.- Biologia: Os cistos podem sobreviver até 60 dias no meio exterior ao corpo humano. Em temperatura de 64

°C, morrem imediatamente (Boeck citado por Pêssoa & Martins; 1974 pg. 73).

- Toxoplasma gondii – Gênero: Toxoplasma: inclui - (T. canis (cão)): Comum no homem e em animaisdomésticos e silvestres.

- Dimensão dos oocistos: de 10 a 100 µm de diâmetro(Cimermam, 1999).- Transmissão: Através do consumo de carne infectada crua ou mal cozida também são estudadas outras formas

de contaminação como a infecção congênita e as formais fecais do toxoplasma.- Biologia: sobrevivem poucas horas em temperatura ambiente (23 – 25 °C), A uma temperatura de 50 °C

sobrevivem por 15 minutos (Pêssoa. & Martins, 1973)

- Cryptosporidium – família Cryptosporididae – Protozoário causador de gastrenterite aguda.- Dimensão dos oocistos: de 2 a 8 µm.- Transmissão: Alimentos e água contaminados por cistos eliminados pelas fezes de indivíduos ou animais

infectados.- Biologia: Cistos maduros, eliminados pelas fezes podem permanecer viáveis por vários meses (Benjamin &

Sérgio Cimerman; 1999).

3.5.4.3 Helmintos

O termo helminto, refere-se a dois ramos ou filos: Platelmintos (vermes chatos) e Nematelmintos (vermescilíndricos). O termo verme (Pêssoa, 1974), designa formas chatas, cilíndricas e segmentadas denominadastambém de anelídeos.Platelmintos e Nematelmintos apresentam caráter comum de adaptação a uma existência parasitária, e seus ovossão produzidos despropositadamente se comparados com a quase totalidade das espécies de vida livre,assegurando assim maiores probabilidades para a sua propagação. Varias classes são parasitas enquanto outras sãode vida livre (Pêssoa & Martins, 1974, pg. 31).Para as principais espécies de helmintos, pode-se calcular que 50 milhões de pessoas são parasitados pelo Ascarislumbricoides; 25 milhões pelos ancilostomídeos; 30 milhões pelos tricocéfalos e 10 milhões entre o enteróbioestrongilóide e por cestóides (como as tênias e os himenolépis), Pellon & Teixeira citados por Pêssoa, 1974.

- Ascaris lumbricoides: Conhecido desde a mais alta Antigüidade parasita indivíduos de todos os países, epessoas de todas as idades (vulgarmente denominada lombriga).

- Tamanho do ovo: 45 a 75 µm.- Transmissão: através do contato com solos contaminados, com maior prevalência em crianças em idade menor

que a escolar, outra forma refere-se as correntes de vento que levam os ovos a longas distâncias junto com apoeira.

- Biologia: A sobrevida é mais prolongada em solos arenosos (Volute, 1956), bem como em solos argilosos esombreados (Baever, 1952), citados por Pêssoa (1974). A 3 ou mais centímetros de profundidade sãorapidamente destruídos. Segundo Euzéby (1963), nos países temperados, e em solos fofos, úmidos esombreados, a sobrevida dos ovos de Ascaris pode atingir até dois anos; já nos países tropicais, nas melhorescondições ambientais, a sobrevida dos ovos é relativamente pequena, não ultrapassando três meses. Sãodestruídos em 30 segundos a 60 °C e em 7 a 8 horas a 50 °C, Jettmar ”et al.”. (1956), citado por Pêssoa(1974).

- Ascaris suun: Parasitas fundamentalmente suínos. Os suínos se contaminam pela ingestão de ovos com larvainfectante (Fortes, 1997).

- Tamanho do ovo: 40 a 80 µm de comprimento por 30 a 50 µm de largura. Oval e amarelado, com cascaespessa e camada externa irregularmente mamilada.



- Transmissão: Após eliminação do ovo, é necessário um período de maturação, não sendo infectante até nomínimo 4 semanas após a eliminação. A transmissão ocorre através da ingestão de ovos com a larva infectantepelo hospedeiro, contidos em alimentos, água e etc. (Fortes, 1997).

- Biologia: Ovos são resistentes e viáveis por mais de 4 anos (Urquhart “et al.”, 1996).

- Ancylostoma duodenale: Superfamília - Strongyloidea. Família Ancylostomidae. O A. duodenale é parasitanormal do intestino delgado do homem, raramente encontrado em outros animais, tendo sido assinalado nocão. O A.braziliense parasita normal do cão e do gato pode parasitar o homem causando a “dermatoseserpinosa”.

- Tamanho: Fêmeas 9 – 15 mm, em média 12 mm e diâmetro de 600 µm; Machos medem de 7 – 10 mm emédia de 9 mm e diâmetro de 450 µm. Ovos: 60 µm de comprimento e 38 µm de diâmetro em média.

- Transmissão: há uma fase obrigatória nestes seres que ocorre no solo, onde condições favoráveis precisam sealcançadas como umidade elevada, boa oxigenação e temperaturas entre 27 a 32 °C. Os ovos eclodem nopróprio solo; dando seqüência, as fases larvárias denominadas de larvas de primeiro, segundo e terceiroestágios (L1, L2 e L3). Infecta o homem a larva na fase L3, por penetração ativa na pele ou por ingestão, comágua ou alimentos contaminados (Cimermam, 1999).

- Biologia: 90% das larvas no solo desaparecem após 21 dias (Pêssoa, 1974).

- A família Hyminolepididae, contém um parasita habitual e um excepcional do homem. Hyminolepis nana é oparasita dos quirópteros, segundo diversos autores, a principal fonte de contaminação é o próprio homem,constituindo-se em seu parasita habitual, exercendo nos roedores papel secundário. Maior nível de infestaçãoocorre nas crianças entre 9 a 11 anos.

- Hyminolepis diminuta: Os ratos contraem, ingerindo um hospedeiro intermediário (insetos e larvas), nointestino do rato o cisticercóide se transforma em verme adulto. Constitui-se em parasita excepcional nohomem

- Ovos: Hyminolepis nana – 40 a 50 µm, são ovóides, incolores e transparentes. H. diminuta – 70 a 80 µm.- Transmissão: Semelhante ao Ascaris, pela ingestão dos ovos.- Biologia: H. nana - Os ovos são pouco resistentes ao meio externo. No solo morrem em 3 a 4 dias, e na água

perdem sua infectuosidade depois de 3 dias, Splinder, citado por Pêssoa.- H. diminuta – Ovos são resistentes à dessecação, putrefação e as condições adversas do meio externo.

- Necator americanus: Superfamília – Strongyloidea. O habitat do N. americanus é o mesmo que o do A.duodenale, ou seja o duodeno, jejuno e a porção anterior do íleo do homem. É comumente encontradoparasitando o homem, no Brasil.

- Tamanho do ovo: 60 a 80 µm de comprimento, por 36 a 42 µm de largura.- Larvas: As larvas recém nascidas (L1) medem aproximadamente 0,25 mm de comprimento. No segundo

estágio, as larvas dobram seu tamanho, alcançando 400 a 430 µm de comprimento. As larvas maduras variamentre 475 a 600 µm de comprimento.

- Transmissão: Idem A. duodenale.- Biologia: As larvas infectantes são as de terceiro estágio (L3). A eliminação das larvas do solo ocorre após 21

dias. Segundo Svenson, citado por Pêssoa, a longevidade das larvas de ancilóstomo é maior que a das doNecator (Pêssoa, 1974).

- Taenia saginata: Ordem Cyclophyllidea - Cestóides. Família Taeniidae: Escoléx armado ou inerme; útero emforma de tubo longitudinal mediano, emitindo ramificações laterais. Cosmopolita encontrada em todos oslugares em que se consome carne de gado (principalmente crua). Habita o intestino delgado do homem.

- Os ovos de Taenia saginata e T. solium são indistinguíveis (Fortes, 1997).- Tamanho do ovo: 30 a 40 µm de diâmetro.- Transmissão: A partir da ingestão de carne de gado contaminada, principalmente crua ou mal cozida.

Hospedeiro definitivo é o homem.- Biologia: Ovos no meio externo, são viáveis até 12 meses, aproximadamente. (Fortes, 1997).



- Obs. O ciclo evolutivo compreende: A ingestão de ovos pelo hospedeiro intermediário (ovinos). Ovos chegamao estômago e eclodem no duodeno, pelo estímulo do suco pancreático. O embrião atravessa a paredeintestinal e atinge a circulação. Abandona os vasos sangüíneos estabelecendo-se no coração, músculosmastigadores e etc., dando origem ao cisticerco (Fontes, 1997).

- Taenia solium: Cosmopolita, mais freqüente em lugares onde há o hábito de comer carne de porco crua ou malcozida. Pode desenvolver-se no cão, gato, macaco e no homem.

- Tamanho do ovo: 30 a 40 µm de diâmetro, cor acinzentada, não podem ser distinguidos dos ovos de T.saginata.

- Transmissão: A partir da ingestão de carne de porco contaminada, principalmente crua.- Biologia: A resistência dos ovos ao meio externo é grande, podem permanecer viáveis por 12 meses. No solo

podem resistir durante 4 a 6 meses. Segundo Silvermam (1956), em temperaturas de 60 °C, sobrevivem por 10minutos.

- Toxocara canis: É um nematóide da família – Ascaridae. Quando adultos apresentam asas cervicais eparasitam normalmente o cão. Principal agente da síndrome “larva migrans visceral” no homem.

- Tamanho do ovo: medem de 85 a 90 µm por 75 µm (Fortes, 1997).- Transmissão: Através da ingestão de ovos de T. canis com a larva de terceiro estágio em seu interior. A

ocorrência de casos em humanos depende, fundamentalmente da presença e concentração de ovos de T. canisno solo (Cimermam, 1999).

- Biologia: Os ovos necessitam permanecer de duas a cinco semanas no solo para se tornarem infectantes.Condições como oxigênio, temperatura entre 15 a 35 °C, solo úmido e proteção contra a exposição excessiva àluz solar precisam ser atingidos.

- Trichuris trichiura: Parasita do homem, causa à verminose denominada de tricurose ou trococefalose.- Tamanho dos ovos: em forma de “limão”, mede de 49 a 65 µm de comprimento por 20 a 29 µm de largura.- Transmissão: Idem ao Ascaris lumbricoides com maior incidência na área litorânea, no Brasil a prevalência é

de 51,1% em crianças (Cimermam, 1999).- Biologia: Resistem durante 10 dias a temperatura de 50 °C, segundo Hill citado por Pêssoa (1974), no meio

exterior mesmo em condições “desfavoráveis”, podem estes ovos resistir até 6 anos.

3.6. NORMAS E REGULAMENTOS

O Brasil ainda não dispõe de uma norma para utilização do biossólido na agricultura. No estado de São Paulo, aCETESB - Companhia de Tecnologia Ambiental está implementando uma norma regional, que trataespecificamente do assunto. Denominada de: Aplicação de Lodos de Sistemas de Tratamento Biológico em ÁreasAgrícolas – Critérios para Projeto e Operação – P.4230, tendo sido promulgada em Novembro de 1999.Nos Estados Unidos, o Código Federal: Controle de Patógenos e Atração de Vetores em Lodo de Esgoto (40 CFR,parte 503), (U.S.EPA, 1992). Os dois regulamentos, classificam os biossólidos em relação à presença e quantidadede organismos patogênicos em seu meio, com a denominação de biossólidos classes A e B.O biossólido classe A, é resultante de processo capaz de redução adicional de patógenos, e o classe B é resultantede processo capaz de redução significativa de patógenos.Classe A são os “biossólidos”, que podem ser ensacados e comercializados, aplicados em gramados e jardinsresidenciais, inexistindo restrições para o acesso público aos solos receptores. Os classes B, destinam-se aaplicação a granel, com restrições ao acesso público, nos locais aplicados (Comparini, 1997).Para a aplicação em áreas agrícolas, os lodos devem ser submetidos a processo de redução de patógenos e daatratividade de vetores.Um biossólido, para ser classificado como classe A, deverá apresentar, no momento de ser disposto no solo:

- Número de coliformes fecais inferior a 1000 NMP g-1 ST (número mais provável por grama de sólidos totais),e / ou

- Salmonella sp. Densidade inferior a 3 NMP/4 g-1 ST (número mais provável por 4 g de sólidos totais).



A norma Cetesb (1999), preconiza coliformes e Salmonella sp., e o regulamento EPA 40 – 503 (1992), apenascoliformes.

Para o biossólido ser classificado como Classe A, o processo de tratamento denominado de Redução Adicional depatógenos deve ser aprovado pelo órgão ambiental, conforme determinada a Norma CETESB P4230 (Estado deSão Paulo) e U.S.EPA (40CFR, Part 503).

O biossólido classificado como classe B deverá apresentar, no momento de sua disposição no solo:

- Número de coliformes fecais inferior a 2.000.000 NMP g-1 ST ou 2.000.000 UFC g-1 ST (unidade formadorade colônias por grama de sólidos totais).

Para a classificação de um biossólido como classe deve ser verificado, segundo a Norma P4230 o seguinte ponto:

- O processo adotado para o tratamento visando a redução de patógenos deve ser aceito pelo órgão de controleambiental, ou a média geométrica de 7 amostras apresentar densidade inferior a 2.000.000 NMP ou UFC g-1

ST.

3.6.1 PROCESSO DE REDUÇÃO ADICIONAL DE PATÓGENOS

Estes processos descritos pela Norma CETESB P4230 são baseados no Código Federal U.S. EPA, 40 CFR, part503. Para a compreensão destes processos deve ser verificado o quadro 3.7:

- Compostagem confinada ou leiras aeradas (3 dias a 55 °C no mínimo), ou com revolvimento das leiras (15dias a 55 °C no mínimo, com revolvimento mecânico da leira durante pelo menos 5 dias ao longo dos 15 doprocesso);

- Secagem térmica direta ou indireta para reduzir a umidade do lodo a 10% ou menos, devendo a temperaturadas partículas de lodo superar 80 °C ou a temperatura de bulbo úmido de gás, em contato com o lodo nomomento da descarga do secador, ser superior a 80 °C.

- Tratamento térmico pelo aquecimento do lodo líquido a 180 °C, no mínimo, durante um período de 30minutos;

- Digestão aeróbia termofílica a ar ou oxigênio, com tempos de residência de 10 dias e temperaturas de 55 a 60°C;

- Processos de irradiação com raios beta a dosagens mínimas de 1 megarad a 20 °C, ou com raios gama namesma intensidade e temperatura, a partir de isótopos de Cobalto 60 ou Césio 137;

- Processos de pasteurização, pela manutenção do lodo a uma temperatura mínima de 70 °C, por um período depelo menos 30 minutos.

Quadro 3.7: Indicadores e Densidades exigidas para verificação de processos de redução adicional de patógenos.Indicador Densidade mínima antes do

tratamentoDensidade máxima após

tratamentoVirus entéricos > 1 unidade formadora de placa

por 4 gramas de ST base seca (bs)< 1 unidade formadora de placa

por 4 gramas de ST (bs)Ovos viáveis de helmintos > 1 por 4 gramas de ST (bs) < 1 por 4 gramas de ST (bs)Cistos de protozoários > 1 por 4 gramas de ST (bs) < 1 por 4 gramas de ST (bs)Fonte: CETESB, norma P4230.

3.6.2 PROCESSOS DE REDUÇÃO DE PATÓGENOS

- Digestão aeróbia – a ar ou oxigênio, com retenções mínimas de 40 dias a 20 °C ou por 60 dias a 15 °C;- Secagem em leitos de areia ou em bacias, pavimentadas ou não, durante um período mínimo de 3 meses;



- Digestão anaeróbia por um período mínimo de 15 dias a 35 – 55 °C ou de 60 dias a 20 °C;- Compostagem por qualquer um dos métodos citados anteriormente, desde que, a biomassa atinja uma

temperatura mínima de 40 °C, durante pelo menos 5 dias, com a ocorrência de um pico de 55 °C, ao longo dequatro horas sucessivas durante este período;

- Estabilização com cal, mediante adição de quantidade suficiente para que o pH seja elevado até pelo menos12, por um período mínimo de duas horas.

3.6.3 MÉTODOS DE REDUÇÃO A ATRAÇÃO DE VETORES- A concentração de sólidos voláteis (SV) deve ser reduzida em 38% ou mais. A destruição de SV é medida

comparando-se o afluente do processo de estabilização de lodo (digestão aeróbia ou anaeróbia) com o lodopronto para o uso ou disposição.

- Condição referida à digestão anaeróbia – caso a redução de 38% de SV, descrita no item anterior, não tenhasido alcançada, então a redução de SV precisa ser menor que 17% quando o lodo ficar sendo digerido por 40dias adicionais a 30 ou 37 °C numa escala de bancada.

- Condição referida à digestão aeróbia – caso a redução de 38% de SV descrita no primeiro item não tenha sidoalcançada, e o lodo tiver menos que 2% de matéria seca, então a redução de SV deve ser menor que 15%quando o lodo é digerido por um período adicional de 30 dias a 20 °C, numa escala de bancada.

- Condição referida à digestão aeróbia – a taxa específica de consumo de oxigênio, deve ser menor ou igual a1,5 mg 02/hora – grama de sólidos totais a 20 °C.

- Condição referida a compostagem ou outro processo aeróbio – A temperatura deve ser mantida acima de 40°C por pelo menos 14 dias. A temperatura média durante este período deve ser maior que 45 °C.

- Condição referida à estabilização química – na temperatura de 25 °C, a quantidade de álcali misturada com olodo deve ser suficiente para que o pH seja elevado até pelo menos 12, por 12 horas, sem adição demais álcali,e para que o pH permaneça acima de 11,5 por um período adicional de 22 horas.

- Condição referida à secagem com ventilação forçada ou térmica para lodos que não possuam mistura de lodosprimários brutos – a concentração de sólidos deve alcançar no mínimo 75% de matéria seca, sem que hajamistura de qualquer aditivo. Não se aceita a mistura com outros materiais para alcançar a porcentagem exigidade sólidos totais.

- Condição referida à secagem por aquecimento ou ar para lodos que possuem mistura de lodos primáriosbrutos – a concentração de sólidos deve alcançar no mínimo 90% de matéria sólida, sem que haja mistura dequalquer aditivo. Não se aceita a mistura com outros materiais para alcançar a porcentagem exigida de ST.

- Condição referida à aplicação no solo na forma líquida – lodo na forma líquida é injetado sob a superfície semquantidade significativa de lodo presente na superfície após uma hora. No caso do um lodo Classe A, a injeçãodo lodo deve ser feita num período máximo de até oito horas após a finalização do processo de redução depatógenos.

- Condição referida à aplicação do lodo no solo: nesta situação, o lodo deve ser incorporado no solo antes quetranscorram seis horas após a aplicação na área. Se o lodo for classe A, deve ser aplicado e incorporadodecorrido, no máximo, oito horas após a sua descarga do processo de redução de patógenos.

3.7 PROCESSO DE “DESINFESTAÇÃO OU DESINFECÇÃO” DO BIOSSÓLIDO COM O USO DEENERGIA SOLAR

O efeito bactericida da luz solar é conhecido há algum tempo pelos pesquisadores, com este conhecimentoadquirido ocorreu o desenvolvimento da desinfecção de águas e efluentes de esgotos tratados através da luzultravioleta.Os estudos com a utilização de luz solar evidenciaram que a eficácia do processo depende do comprimento deonda, sendo que a faixa do ultravioleta tem papel preponderante no efeito bactericida (Koller, 1952, citado porBernardes, 1999).Estudo sobre o efeito de diferentes comprimentos de onda da luz solar na inativação de microrganismos em lagoasde estabilização tratando esgoto doméstico, foi feito por Davies & Colley “et al.”(1997), citado por Bernardes(1999).



Por outro lado, uma importante técnica desenvolvida por Katan, tem mostrado eficácia concomitantemente comsimplicidade, utilizando-se de processo natural a partir da energia solar. Trata-se da Solarização, que provoca ocontrole de fitopatógenos do solo através de efeito direto, indireto ou ambos, devido a elevação da temperatura.A Solarização caracteriza-se por utilizar um filme plástico transparente, colocado na superfície do material tratado(solo). Agem os raios ultravioletas na superfície, enquanto no interior, a ação predominante fica a cargo doaumento e diminuição da temperatura, que ocorre ciclicamente, através do período de tratamento.

3.7.1 SOLARIZAÇÃO

Um dos principais problemas do biossólido é a presença de patógenos. Por outro lado diversas são as referênciasque demonstram que a partir de determinadas condições de temperatura, estes organismos são extintos.O uso da Solarização conjuga a obtenção de uma fonte limpa, com um processo de baixo custo, disponível emgrande parte da área dos países tropicais.O uso de sistemas de desinfecção de amostras de solo, pela utilização de vapor, esta restrita a pequenas áreasdevido ao custo dos equipamentos necessários, o uso de tratamento químico apresenta problemas quanto ao custo,eficiência e contaminação do aplicador e da amostra e também do meio ambiente (Ghini, 1997).Diversos países vem adotando a técnica da Solarização desenvolvida por Katan “et al.”(1976), como Israel,Estados Unidos, Japão, Itália, Egito, Espanha e Brasil. Originalmente a Solarização foi desenvolvida em Israel,Ghini (1999).A técnica consiste na utilização da energia solar para a desinfestação do solo, através da cobertura de uma porçãode solo, com filme plástico transparente, consistindo em um processo hidrotérmico, que produz alterações nascondições físicas, químicas e biológicas do meio (Katan & DeVay, 1991).O sucesso da solarização da terra é devido principalmente ao aquecimento da terra úmida, sob um filme de plásticotransparente, para o qual as temperaturas são letais à maioria dos patógenos do solo.A solarização apresenta a vantagem de menor impacto no ambiente, não geração de resíduos, além de ser simples ede fácil aplicação (Ghini, 1997).

3.7.1.1 Princípios e mecanismos

Segundo Ghini (1997), quanto maior a profundidade, menores temperaturas são atingidas. Também o teor deumidade do solo é importante para a eficiência do tratamento, em solo úmido, ocorre a germinação de estruturas deresistência dos patógenos, tornando-as mais sensíveis à ação da temperatura e dos microrganismos antagonistas.Também a umidade promove a condução do calor das camadas superficiais para as mais profundas, agindosatisfatoriamente. O filme plástico transparente permite a passagem dos raios solares promovendo o efeito estufa.Em solos agrícolas, além dos patógenos, diversas plantas daninhas também podem ser controladas pelasolarização, comprovando seu efeito.Segundo Katan (1991), os princípios da solarização são:

1. A Solarização aquece a terra por ciclos diários e repetidos. À medida que se aumenta a profundidade, astemperaturas diminuem, durante o dia são alcançadas temperaturas elevadas, que se mantém por longos períodosde tempo.2. Depois de remoção do filme plástico deve-se evitar que a terra preparada seja perturbada para evitar arecontaminação.3. O melhor momento para preparar a terra é quando as condições climáticas são favoráveis. Estas condiçõespodem ser determinadas experimentalmente com o auxílio de uma lona de cobertura sobre a terra, e com mediçõesdas temperaturas resultantes. Dados meteorológicos de anos prévios e o levantamento de modelos adequadosfacilitam esta tarefa.4. A umidade da terra deve ser adequada durante a solarização. É necessário aumentar a sensibilidade térmica dosorganismos designados, a umidade melhora a condução de calor no solo, e habilita a atividade biológica durante asolarização. Solo saturado é ótimo.5. Deve-se utilizar filme transparente de plástico para o processo. Também pode ser usada uma estufa fechada, seas condições climáticas não permitirem (excesso de chuvas ou tempo nublado permanentemente), é outra versãode Solarização.



6. Estendendo o período da solarização, habilita-se o controle em profundidades maiores ou de patógenos menossensíveis ao calor. Resultados prósperos foram obtidos em várias regiões do mundo, com patógenos diferentes,entre 20 a 60 dias de solarização.7. Freqüentemente, a solarização a longo prazo, provoca o controle de doenças e aumento de rendimento,estendendo este até uma segunda ou até mesmo quarta colheitas.8. Solarização provoca alterações nas substâncias químicas, mudanças físicas, e biológicas no solo, que afetam ocrescimento da planta. Pode ser necessário, então, mudar certas práticas de administração de colheita, comofertilização, data de semear, e densidade de colheita. (Katan, pg. 28; 1991).

3.7.2 COLETOR SOLAR

O Coletor Solar foi desenvolvido, inicialmente para desinfestar substratos utilizados em viveiros de plantas, com ouso da energia solar (Ghini & Bettiol, 1991).O coletor consiste da construção de uma caixa de madeira com tubos de ferro galvanizado e uma cobertura deplástico transparente, que permite a entrada dos raios solares. O solo é colocado nos tubos pela abertura superior, eapós o tratamento, retirado pela parte inferior (Ghini, 1997).Segundo Ghini, o equipamento, quando comparado com outros sistemas de desinfestação tradicionais parasubstratos, apresenta diversas vantagens: não consome energia elétrica ou lenha, de fácil construção e manutenção,baixo custo e não apresenta risco na operação.Patógenos do solo, como fungos, bactérias e nematóides, podem ser eliminados no coletor solar em algumas horas,porém Ghini (1993), recomenda o tratamento por um ou dois dias.Em teste realizado por Ghini, em dezembro de 1999 em um Coletor Solar, na EMBRAPA, na Cidade deJaguariúna, comparando-se amostras de solo e biossólido, a temperatura do solo alcançou valor de temperatura deaté 76,2 °C às 15:30 horas, enquanto o biossólido 63,3 °C as 16:00 horas. Verificou-se, que quando o substratoutilizado é o solo, atingi-se um maior valor absoluto de temperatura, mesmo assim deve ser considerado, que atemperatura alcançada para o biossólido de 63,3 °C, é de “alto risco” para os microrganismos, conforme pode serverificado na tabela 3.2.

Tabela 3.2: Temperatura (°°C) do solo e de biossólidos da ETE-Franca, tratados no Coletor Solar com tubosde 15 cm de diâmetro, dia 21/12/1999, em Jaguariúna, SP.

Temperatura ( °C)Horário Solo Biossólidos

8:30 22,1 25,29:00 25,6 25,39:30 29,0 26,010:00 33,8 26,810:30 37,0 28,011:00 45,0 33,211:30 49,1 33,012:00 56,3 38,512:30 60,0 40,613:00 66,8 45,913:30 70,3 56,214:00 73,0 58,814:30 74,5 59,115:00 75,8 59,615:30 76,2 61,916:00 75,7 63,3

Fonte: EMBRAPA (Raquel Ghini).

3.7.2.1 Princípios e mecanismos



No interior do Coletor Solar ocorre a elevação da temperatura pela energia solar. O isolamento do compartimentoauxilia na manutenção da temperatura por um tempo maior do que aquela verificada no momento de maiorinsolação.O filme plástico transparente permite a passagem dos raios solares, promovendo o aquecimento dos tubos internos(Coletores), provocando o efeito estufa, atingindo temperaturas em solo, no interior dos coletores de até 70 °C,para tubos com 15 cm e até 90 °C para tubos com 10 cm de diâmetro (Ghini, 1999).

3.8 VALORES DE INSOLAÇÃO E TEMPERATURA

Os dados de insolação e temperatura foram fornecidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), a partirde sua estação localizada no município de Franca de número 83630.O quadro 3.3 apresenta os dados de insolação levantados para os anos de 1997, 1998 e 1999.Segundo dados do INMET, o município de Franca encontra-se em uma região privilegiada em termos deinsolação, comparável as localidades localizadas na região central do país, inferiores apenas ao nordeste brasileiro.

Quadro 3.3: Dados mensais de insolação, valores médio, máximo e mínimo, total em horas. Referentes aos anos1997, 1998 e 1999.

Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez.

Média 147,0 147,8 200,6 232,7 223,8 206,5i

273,3 265,0 222,0 199,3 194,6i

168,2

Máx. 193,0 192,3 213,7 236,2 256,2 244,4i

285,2 291,2 231,7 231,5 209,8i

181,7

Mín. 97,7 119,3 188,9 229,4 201,5 144,9i

258,1 216,6 209,3 178,8 168,7i

152,9

Fonte: INMET (2000). Convenção: i = incompleto.

Tabela 3.4: Dados mensais de temperatura em (°°C), dados média mensal, mínima média e máxima média.Referentes aos anos de 1997, 1998 e 1999.

Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez.

Média 22,5 22,7 22,2 21,1 18,2 17,9 19,3 20,4 22,4 22,2 22,4 22,21 Máx. 23,3 23,2 23,0 22,0 18,6 18,5 19,9 20,9 23,4 23,0 23,6 22,6

Mín. 21,4 22,3 21,3 20,6 17,9 17,4 18,8 20,0 21,7 21,5 21,4 21,8Média 19,3 19,3 18,7 17,4 14,5 14,1 15,0 15,7 17,8 17,6 18,3 18,8

2 Máx. 19,8 20,2 19.7 18,5 15,1 14,5 15,7 16,8 18,9 18,4 19,7 19,4Mín. 18,6 18,6 17,6 16,7 13,7 13,7 14,5 14,7 17,0 16,9 17,0 17,9Média 27,5 27,8 27,2 26,5 23,6 23,6 25,2 26,5 28,7 28,0 27,8 27,1

3 Máx. 28,6 28,3 28,2 27,2 23,9 24,4 25,9 26,9 29,9 29,3 29,2 27,6Mín. 26,0 27,5 26,3 25,8 23,3 22,9 24,4 26,3 27,9 26,8 26,9 26,7

Fonte: INMET (2000)Legenda: 1 – temperatura média mensal; 2 – mínima média; 3 – máxima média.



3.9 CONSIDERAÇÕES SOBRE CUSTOS DE TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO DE BIOSSÓLIDOS

No quadro 3.8, são demonstrados custos de tratamento e da disposição do biossólido, conforme U.S.E.P.A. (1984).Conforme dado apresentado por Rocha M. T.(1998), o custo para disposição de biossólido úmido em aterro naregião de Limeira, estado de São Paulo é de R$ 46,15 por tonelada e para incineração, é apresentado o custo de R$1,00 A R$ 2,00 por kg de resíduo incinerado.Para a região de Franca, em estudo realizado por Macedo L.(1999), o custo de disposição do biossólido naagricultura, após tratamento é de R$ 11,04 por tonelada, considerando a implantação de aterro provisório, para aestocagem do biossólido, e custo de operação interna. O carregamento até a área de disposição agrícola deve serrealizado pelo agricultor.

Quadro 3.8: Custo do tratamento e disposição de biossólidosUso / destino US$ / tonelada secaAgricultura 60 a 290

Compostagem 100 a 280Aterro 110 a 310

Incineração 120 a 340Fonte: U.S.E.P.A.(1984)

4. ESTAÇÃO DE TRATAMENTO POR LODOS ATIVADOS DA CIDADE DE FRANCA (ETE -FRANCA)

4.1 MUNICÍPIO DE FRANCA – CARACTERÍSTICAS SÓCIO - ECONÔMICAS

O município de Franca apresenta área com extensão de 603 Km2, desta 200 km2 de área urbana, na qual reside 97% da população. Situa-se na região nordeste do Estado de São Paulo, com uma densidade demográfica de 437,11hab/km2 (Oliveira, FSP, 1992). Sua distância da capital do estado é de 401 km, sua altitude em relação ao nível domar é de 1040 metros (Prefeitura Municipal de Franca, 1999).Em relação à área agrícola, a área cultivada é de 9470 hectares. As culturas predominantes são café, pastagens erecentemente a cana-de-açúcar. Já em relação ao uso do biossólido, a região é bastante promissora, pois as culturas(principalmente o café e a cana), apresentam pouca necessidade de mão de obra direta no momento dodesenvolvimento da cultura.

4.2 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS DE FRANCA

O esgoto encaminhado para tratamento, na Estação de Tratamento de Esgotos de Franca (ETE - Franca), épredominantemente doméstico, pois, Franca dispõe de distrito industrial, que centraliza as médias e grandesempresas da cidade, e este distrito possui um sistema próprio de tratamento. A maior contribuição recebida pelaestação, refere-se a postos de gasolina, padarias, supermercados, oficinas e um grande número de empresas depequeno porte, que se ocupam da confecção de calçados, e que praticamente não contribuem com carga ao sistemade tratamento, a não ser com esgoto doméstico produzido por seus sanitários. Com valores de metais pesadosabaixo dos valores recomendados pelas agências internacionais, o biossólido produzido passa a ter um grandeinteresse para a agricultura.O esgoto coletado representa 100 % de todo o esgoto doméstico produzido, e o seu tratamento é de 98 %. A ETE -Franca é responsável pelo tratamento de 82% de todo esgoto doméstico produzido na cidade, outras 6 Estaçõescompletam o sistema de tratamento na cidade (Sabesp, 1998).

4.2.1 TIPO DE TRATAMENTO

Estação de tratamento de esgotos domésticos em operação a cerca de 2 anos. A planta é baseada no processo delodos ativados convencional, sendo composta de Tratamento Primário, Secundário e Tratamento da Fase Sólida,cujo processo é descrito abaixo.



O tratamento primário corresponde à cerca de 40% de remoção da carga orgânica, composto de gradeamento,caixa de areia e decantação primária. O tratamento secundário é realizado em tanques de aeração, onde se utilizaaeradores mecânicos superficiais operando em sistema plug-flow, seguidos de decantadores secundárioscirculares..O tratamento do lodo, é do tipo anaeróbio em temperatura ambiente, sendo 2 biodigestores com tratamentoprimário e 1 biodigestor com tratamento secundário. O desaguamento do lodo é feito através de filtro - prensa tipoesteira, belt-press. O biossólido produzido possui cerca de 20% de matéria sólida.A ETE dispõe de unidade para tratamento de água (tratamento do efluente final), composto de Filtros de areia eantracito. Esta água tratada, é utilizada como água de utilidades (reuso), internamente em atividades como selagemde bombas, operação do filtro - prensa de esteira, lavagem de tanques e etc..O quadro 4.1 apresenta as etapas de tratamento da ETE – Franca, o número de unidades para cada uma das destasetapas.

Quadro 4.1: Estação de Tratamento de Esgotos de Franca. Fases de tratamento e unidades de tratamento.

Fase tratamento DescriçãoNúmero deunidades

Tratamento Fase LíquidaGrade Grossa 1Grade Fina Mecanizada 2Sopradores de Ar (lóbulos) 2

Tratamento Primário Caixas de Areia Aeradas 2Estação Elevatória de Esgoto Bruto (bombas centrífugas) 1Decantadores Primários (acionamento periférico) 3Tanques de Aeração (com seis aeradores de dupla velocidadecada)

3

Tratamento Secundário Decantadores Secundários (acionamento central) 3Estação Elevatória de Recirculação de Lodo (bombascentrífugas)

1

Tratamento Fase SólidaTanque de Mistura (misturador com flutuador) 1

Digestão Lodo Adensadores (acionamento central) 2Biodigestores Anaeróbios 3Desaguamento do LodoFiltros Prensa de Esteira (prensas desaguadoras) 2

4.2.2 CARACTERIZAÇÃO DO ESGOTO AFLUENTE

Nos quadros 4.2 e 4.3, podem ser verificados os principais parâmetros avaliados para o esgoto afluente da estaçãode tratamento de Franca, para os anos de 1998 e 1999.



Quadro 4.2: Afluente ETE - Franca, principais parâmetros, ano de 1998.Mês DQO

(mg/l)DBO(mg/l)

SST(mg/l)

SSF(mg/l)

SSV(mg/l)

Ph(mg/l)

RS(mg/l)

Vazão(m3/d)

C. Org.(g/hab.dia)

março 534 187 203 30 175 6,8 8,5 28363 23abril 553 324 279 24 276 6,9 6,1 25284 28maio 698 339 307 39 289 6,9 5,7 23261 28junho 700 346 274 39 243 6,8 5,9 20092 33julho 733 355 269 32 246 6,6 5,0 22360 38

agosto 732 363 295 41 233 6,9 6,1 23670 41setembro 867 397 404 68 336 6,8 8,5 22087 42outubro 688 311 283 40 243 6,8 5,6 22140 33

novembro 719 277 299 43 256 6,8 6,1 22847 32dezembro 608 257 275 36 240 6,6 5,0 28886 35

Média 683,2 315,6 288,8 39,2 253,7 6,8 6,5 23899 33,3Fonte: Relatório Anual de Operação – SABESP (IGFF7).

Quadro 4.3: Afluente ETE - Franca, principais parâmetros, ano de 1999.Mês DQO

(mg/l)DBO(mg/l)

SST(mg/l)

SSF(mg/l)

SSV(mg/l)

Ph(mg/l)

RS(mg/l)

Vazão(m3/d)

C. Org.(g/hab.dia)

janeiro 836 339 340 57 282 6,4 5,6 27806 45fevereiro 684 298 280 50 230 6,5 5,6 24510 38

março 592 324 268 39 229 6,5 5,3 30667 44abril 624 237 248 27 220 6,6 4,4 25092 30maio 867 364 348 45 303 6,5 5,8 21811 35junho 805 402 319 44 285 6,8 4,7 20986 37julho 855 442 357 52 304 6,8 6,7 18729 39

agosto 1146 461 381 66 314 6,9 9,4 19694 41setembro 881 439 389 51 338 6,9 6,6 18241 36outubro 872 440 343 51 292 6,8 6,5 20066 39

novembro 863 385 309 40 273 6,8 7,0 21485 37dezembro 525 253 281 35 246 6,1 6,6 25635 29

Média 796 365 322 46 276 6,6 6,2 22893 38Fonte: Relatório Anual de Operação – SABESP (IGFF7).

4.2.3 CARACTERIZAÇÃO DO LODO GERADO

O quadro abaixo apresenta os resultados analíticos do lodo Adensado, que representa a mistura do lodo primário,gerado pelo tratamento primário e lodo secundário gerado pelo tratamento biológico. Os dois lodos são misturadosem um tanque de mistura e encaminhados aos adensadores por gravidade, onde permanecem até a operação dealimentação dos biodigestores.

Quadro 4.4: Lodo Adensado, afluente aos Biodigestores, ETE - Franca, anos 1998 e 1999.

Ano Volumediário

(m3/d)

pH ST(mg/l)

STF(mg/l)

STV(mg/l) STV/ST

Massa alim.(kg ST/d)

1998 354,3 5,8 35187 7841 27863 78,6 10212

1999 325,6 5,6 21521 4459 17152 79,7 7396

Fonte: Relatório Anual de Operação – SABESP (IGFF7).



O sistema de adensamento é por sedimentação a gravidade, e a alimentação dos digestores é feita através debombas helicoidais e operação manual.A estação opera com dois digestores primários, onde ocorre a mistura completa do lodo, através de um sistema dehomogeneização permanente, e as reações anaeróbias clássicas, com produção de gás metano e carbônico. Osprincipais parâmetros utilizados para o controle de processo são: pH, alcalinidade, ácidos voláteis e produção degás.Um terceiro digestor é operado como secundário, neste ocorre à separação da fase líquida e sólida. A fase sólidacom cerca de 2% de matéria sólida, é encaminhada aos filtros - prensa de esteira, para desidratação.O filtro - prensa de esteira, opera apenas em dias e horários comerciais. Para o processo de desidratação é utilizadocomo condicionador do lodo, produto químico orgânico denominado de polímero catiônico - polieletrólito.

Quadro 4.5: Lodo digerido e Biossólido desidratado, ETE - Franca, dados anos 1998 e 1999.Lodo Digerido Biossólido Desidratado

MêsTempo

Detenção(dias)*

Remoção STV(%)

VolumeDesidratado

(m3/d)**

(%)Matéria Seca

Ano 1998Junho 36 -Julho 19 48

Agosto 18 - 64Setembro 19 - 50 18,8Outubro 52 38,0 22 21,7

Novembro 42 46,2 12 22,5Dezembro 39 38,0 25 20.9

Ano 1999Janeiro 43 44 21 21,3

Fevereiro 31 41 25 21Março 28 35 32 20Abril 33 48 21 21Maio 30 47 25 20Junho 29 38 27 18Julho 22 30 32 18

Agosto 22 32 32 18Setembro 20 28 36 25Outubro 19 34 28 18,4

Novembro 29 33 21 21Dezembro 37 31 67 19,5

Fonte: Relatório Anual de Operação – SABESP (IGFF7).

* Valor médio de 2 biodigestores primários.

** Valor médio.

5. METODOLOGIA

5.1. EXPERIMENTO SOLARIZAÇÃO

Normalmente a Solarização é realizada em área agrícola, diretamente sobre o solo, neste experimento utiliza-se atécnica da cobertura com filme plástico, sobre uma superfície adaptada que é o asfalto, tentando obter com isto,uma maior estabilidade e um melhor desempenho, em relação aos valores de temperatura.Este experimento consiste em distribuir sobre uma superfície plana, uma quantidade de biossólido e sobre este,colocar uma cobertura de filme plástico transparente, sendo o tratamento realizado durante o período de maior



radiação solar. A permanência por vários dias pode significar a remoção de helmintos e protozoários seja pela açãodireta do sol, seja pela variação de temperatura ocorrida no período diário e noturno, causando uma ação stressanteaos microrganismos (Katan “et. al.”, 1991), (Ghini “et. al.”, 1992), (Ghini, 1997).O experimento foi realizado em parcelas de 2,5 x 2,5 metros (6,25 m2), sendo a base escolhida a massa asfáltica,pois esta é encontrada com facilidade nas plantas de tratamento de esgoto. As profundidades estudadas foram de0,05, 0,10 e 0,15 m.A temperatura foi acompanhada através de um equipamento de coleta e armazenamento de dados denominado“data - logger”.As coletas para análise microbiológica e parasitológica foram realizadas com 0, 5, 10 e 15 dias (em média) deexposição, e as análises realizadas: coliformes totais, Escherichia coli, Parasitologia (ovos e cistos de helmintos eprotozoários) – quantificação e viabilidade, e teor de umidade.

Figura 5.1: Solarização - Lay-out das caixas

1

1

2

3 6

5

4

2,5 m 1 m

2,5 m

0,05 m

0,10 m

0,15 m

Dimensão das caixas:2,5 x 2,5 metros,Aturas (prof.): 0,05, 0,10,

Filme plásticoPara retenção calor

Vista lateral

Espaço deaproximadamen

te 0,30 m

Vista superior



5.2 EXPERIMENTO COLETOR SOLAR

O coletor consiste na utilização de tubos de ferro galvanizado ou alumínio, instalado em uma caixa de madeira,recoberta com um isolante térmico (placas de isopor), em fundo escuro, e coberto com plástico transparente,permitindo a entrada dos raios solares, conforme modelo desenvolvido por Ghini (1997).Com este experimento busca-se um aumento da temperatura em relação ao experimento anterior, desta formapretende-se alcançar uma otimização no processo de minimização de microrganismos, principalmente em relaçãoao tempo de exposição do biossólido ao tratamento.

5.2.1 VARIANDO O TEMPO DE EXPOSIÇÃO DE 48, 72 E 144 HORAS

A partir de um diâmetro fixo de 0,15 metros, conforme referência (Ghini, 1997). O biossólido foi colocado nostubos (coletores) e avaliado através de tempos de condicionamento.O tempo foi variado inicialmente em 48, 72 e 144 horas.Parâmetros analisados: temperatura, Coliforme total, E. coli, Parasitologia (helmintos e protozoários), e teor deumidade.A intenção deste teste é obter um nível de desinfecção com características de biossólido classe A. Para coliformesfecais (assumindo E. Coli, conforme Elmund, 1999) em valores menores ou iguais a 1000 NMP/g sólidos totaisbase seca (Norma CETESB P4230, 1999).



Figura 5.2: Coletor Solar – lay out do compartimento com os tubos de alumínio.

5.3. AVALIAÇÃO ECONÔMICA

Para os dois experimentos será apresentado levantamento dos custos envolvidos, em função do volume ou massade biossólido tratado.As técnicas aqui apresentadas distinguem-se pela facilidade de seu uso e pelo baixo custo de implantação.

Caixa:Tubos: 0,15 mdiâmetroMadeira com 2cm espessura,recobertainternamentecom folhas deisopor (espessura= 3 cm), epintada de corpreta.

1,0 m(entre os cilindros – 0,05 m)

0,22 m

Medição temperatura– parte central

cilindro

Madeirite

Tubo de ferrogalvanizado ou

alumínio



5.4 AMOSTRAGEM E ANÁLISES EMPREGADAS

5.4.1 COLETA DE AMOSTRAS

- Para a coleta de amostras foi utilizada: Norma NBR 10007 – amostragem de resíduos (ABNT – AssociaçãoBrasileira de Normas Técnicas, 1987).

Para as coletas realizadas em “monte” de biossólidos, este foi dividido em no mínimo 6 partes, e nestas foramcoletadas amostras com cerca de 1000 g, cada uma. Em seguida a amostra é quarteada diversas vezes até aobtenção de uma amostra com cerca de 200 g.Para as amostras sólidas coletadas na saída do filtro - prensa de esteira, são coletas amostras a cada 30 minutos,sendo composta de 6 porções, e uma massa aproximada de 2000 g.Para amostras líquidas, afluente do digestor anaeróbio, foram utilizadas amostras compostas, sendo coletasamostras de 2 litros a cada 4 ou 8 horas, compostas em laboratório, em função do volume de alimentação.Para a coleta no experimento Solarização, a caixa é dividida em 8 compartimentos imaginários e uma amostra de1000 g é coletada. Em seguida a amostra é quarteada, até a obtenção de uma amostra com cerca de 200 g.A amostra é preservada refrigerada a 4 °C.

5.4.2 ANÁLISE PARASITOLÓGICA

- Para a análise de parasitologia: Norma CETESB L5550 – Helmintos e Protozoários Patogênicos,Contagem de Ovos e Cistos em Amostras Ambientais (Outubro de 1989).

Esta metodologia identifica helmintos e protozoários em amostras ambientais, mais não é completa em relação àviabilidade dos mesmos, principalmente para ovos e cistos.A metodologia parte de uma amostra sólida de 100g, e a partir da aplicação de técnicas de sedimentação,centrifugação e flutuação, separa os ovos e cistos dos sólidos e impurezas presentes na amostra. Em seguida aleitura é realizada a partir uso de lâminas e lamínulas e de um microscópio com ampliação de 100 a 400 vezes.

- Análise de viabilidade de ovos e cistos: Viabilidade Potencial de Ovos de Helmintos em Esgotos. GalvámM. de “et al.”. Instituto de Engenharia. México.

Inicialmente esta técnica foi utilizada para a verificação da viabilidade de ovos e cistos. A técnica utiliza- se dereagentes que conferem coloração à amostra, e a partir desta, avalia-se a incidência de cor que “passa” pelamembrana dos ovos e cistos. Os resultados obtidos com esta técnica (que podem ser vistos no Anexo 1), paraanálise em duplicata, demostraram níveis de erro (desvio) de 9,1% em relação ao total de ovos detectados, maisquando avaliados individualmente, para o parâmetro Ascaris lumbricoides, o desvio em relação a média detectadofoi de 46,1%, e para himinolepis 76,9% de desvio em relação a média.

- Análise de viabilidade de ovos e cistos: Método Yanko – Analytical Method For Viable Helminth Ova.Appendix I. (U.S.EPA - 40CFR – Part 503).

O método é constituído pelo emprego de técnicas de sedimentação, flutuação e centrifugação com a utilização desoluções que propiciam uma maior limpeza da amostra, e a seqüência podem levar até a determinação daviabilidade de ovos e cistos.Inicialmente a amostra é tamponada (tampão fosfato), contendo um surfactante (Tween 80). Após a diluição comágua deionizada, a amostra é filtrada para a remoção de partículas sólidas, e em seguida a amostra fica em repousopor 12 horas para sedimentação.O sobrenadante é retirado, e o sedimento colocado em tubos, centrifugado a 1250 rpm por 3 minutos. O sedimentoresultante é resuspenso com solução de sulfato de zinco e centrifugado a 1250 rpm por 3 minutos.O sobrenadante é transferido para um frasco erlenmeyer, e diluído à metade da sua concentração, com águadeionizada.Em seguida, aguarda-se a sedimentação por 3 horas. O sedimento é resuspenso em água e transferido para tubos decentrífuga, e centrifugado a 1400 rpm por 3 minutos.



Após a centrifugação, o sedimento resultante é resuspenso em solução ácido-álcoll-éter e, novamente centrifugado.O sedimento resultante é resuspenso em 4 mL de solução 0,1N de H2SO4.Aproximadamente 50% da amostra é utilizada para a leitura do número de ovos e cistos, através da utilização deuma câmara de Sedgwick - Rafter. E os outros 50% são incubados em estufa a 26 °C, por 3 a 4 semanas (podedurar até 5 semanas), para estudo de viabilidade.Estudos realizados por Yanko (1989/1992), indicam que a recuperação para este método é de aproximadamente90%.

5.4.3 ANÁLISE DE COLIFORMES TOTAIS E ESCHERICHIA COLI

- Análises de coliformes totais e Escherichia coli: Técnica de análise conforme Standard Methods ForExamination Of Water and Wastewater – 19° edition.

Este método é empregado para detectar bactérias como coliformes totais e E. coli em água bruta, tratada eresiduária, empregando-se o método Colilert, denominado de método do Substrato Cromogênico.Para amostras de águas residuárias é necessário a diluição da amostra, devido às altas concentrações demicrorganismos.A partir de uma amostra sólida de 50 g, homogeneizada em frasco esterilizado, dilui-se a amostra em 450 ml deágua estéril.Em seguida são processadas diluições, partindo sempre da última diluição com alíquotas de 10 ml, ecomplementando-se com 90 ml de água estéril.Após as diluições (e após um ensaio prévio para determinar a série de diluições), prepara-se 4 séries de tubos deensaio com 5 tubos cada. Coloca-se 1 ml da primeira diluição na primeira série de tubos, 1 ml da segunda e assimsucessivamente até a 4a série.Após as diluições, prepara-se o meio de cultura (colilert) e adiciona-se nas séries de tubos, previamentepreparados.Incubar os tubos em uma estufa por 24 horas a 35 ± 0,5 °C.A análise e quantificação são feitas da seguinte forma: amostra de cor amarela representa presença de coliformestotais. O frasco ou a série de tubos positivos para coliformes totais devem ser submetidos à exposição de luzultravioleta 366 nm. Se apresentar fluorescência o teste é positivo para E. coli. Se os tubos permaneceremincolores, significa que a amostra apresenta resultado negativo.O resultado é expresso em NMP (número mais provável), de coliformes totais ou E. coli, por grama seca.

5.4.4 ANÁLISE DE SÓLIDOS

- Análises de sólidos e teor de umidade no biossólido: conforme Standard Methods For Examination OfWater and Wastewater – 19° edition.

Para a expressão em peso seco dos resultados de coliformes totais, E. coli e parasitologia é necessária adeterminação da umidade das amostras. Esta deverá ser realizada imediatamente após a amostragem.Esta análise é realizada pelo método gravimétrico.A amostra sólida de aproximadamente 30 g é colocada em uma cápsula de porcelana, previamente limpa e“tarada”. A cápsula é levada para uma estufa a 105 ± 2 °C, até peso constante. Após retirar a cápsula com aamostra da estufa, manter em um dessecador até temperatura ambiente, em seguida é feita a pesagem através deuma balança analítica.O resultado refereÀse a diferença entre a cápsula com a amostra “in - natura” e a cápsula com a amostra apóssecagem em estufa.O resultado é expresso em % de umidade.

5.4.5 PRECAUÇÕES, ACONDICIONAMENTO E PRESERVAÇÃO

- Equipamentos de Segurança Individual (EPI)



Nas coletas e manipulação de amostras devem ser utilizados EPI’s adequados como, luvas plásticas, botas de PVC,máscaras contra partículas, avental ou jaleco de proteção.Os equipamentos de segurança utilizados deverão ser lavados e esterilizados depois de concluída toda a seqüênciada coleta.

- Materiais e Acessórios

Os materiais de coleta (espátulas e pás), devem ser lavados com detergente neutro, banhados em álcool hidratado eposteriormente secos em estufa, ou autoclavados à pressão de 1 atm e à temperatura de 121°C, durante 15 minutose acondicionados em embalagens específicas.Os materiais e acessórios devem ter uso exclusivo para esta atividade e não devem ser misturados com outrosmateriais de laboratório.As amostras podem ser encaminhadas para uma estação de tratamento de esgotos ou esterilizadas em autoclave,não devem ser lançadas junto ao lixo doméstico ou industrial.As amostras avaliadas em laboratório, após a incubação para a detecção de viabilidade, devem ser esterilizadas emautoclave, ou estufa.

- Acondicionamento e Preservação

Para o acondicionamento de amostras devem ser usados frascos ou sacos plásticos de boa qualidade.A preservação deve ser feita à temperatura de 4 °C, com gelo ou diretamente em um refrigerador. O gelo não deveter contato direto com a amostra, entre a amostra e o gelo deve-se colocar um anteparo de madeira, plástico oupapelão.

5.5 CLASSIFICAÇÃO DO BIOSSÓLIDO

- Classificação de tipo de biossólido: Norma CETESB P.4230 – Aplicação de Lodos de Sistemas deTratamento Biológico em Áreas Agrícolas – Critérios para Projeto e Operação – Manual Técnico(Outubro/1999).

Esta Norma classifica os biossólidos produzidos em estações de Tratamento de Esgotos, para a aplicação em áreasagrícolas, indicando os parâmetros a serem avaliados para a sua classificação. Esta é realizada a partir daquantificação de determinados organismos como coliformes, helmintos e protozoários.

6. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Em função de não dispormos de locais que realizassem análises parasitológicas em quantidade suficiente para arealização dos experimentos, optamos por implantar a análise no laboratório de Controle de Processo da Estaçãode Tratamento de Esgotos da Cidade de Franca (SABESP). Na época a CETESB – Companhia de TecnologiaAmbiental do Estado de São Paulo, único laboratório que tinha implantado técnicas de análise para amostrasambientais, não dispunha de capacidade de analisar grandes quantidades de amostras. Sendo assim, foiestabelecido um convênio com a CETESB, que proporcionou treinamento, com o objetivo de repassar ametodologia empregada.

A maior dificuldade observada, referia-se à visualização das várias formas de ovos e cistos, pois a amostra a partirdo biossólido apresentava inúmeras impurezas, difíceis de ser retiradas da amostra pelo processo empregado. Otempo de treinamento dividiu-se em, 30% para a preparação da amostra, e os outros 70% na operação domicroscópio, preparação de lâminas, visualização e pesquisas de prancha.

Considerando a especificidade da metodologia, qual requer uma repetição sistematizada do processo, desde aidentificação do ovo e cisto até a leitura da análise, fica evidenciado que um treinamento com tal finalidade não serealiza em menos de 6 (seis) meses ininterruptos, em regime de dedicação “quase” exclusiva.Inicialmente foi implantada a metodologia de centrifugo – flutuação, conforme Norma CETESB, L5550 –Helmintos e Protozoários Patogênicos, Contagem de Ovos e Cistos em Amostras Ambientais, para a detecção de



ovos, larvas e cistos. Esta metodologia identifica estes organismos, apresentando uma recuperação razoável, mas,não avalia a viabilidade de ovos e cistos na amostra.O fato de serem encontrados ovos e cistos em amostras de lodo e biossólido, não significa que estes possaminfectar ou parasitar algum ser humano ou animal de sangue quente, silvestre ou doméstico.Para a viabilidade, inicialmente foram realizados testes com a metodologia denominada de Análise de viabilidadede ovos e cistos: Viabilidade Potencial de Ovos de Helmintos em Esgotos, de Galvám M. de “et al.”. Estametodologia emprega corantes, como o trypan blue, e através da permeabilidade dos ovos e cistos é possívelsegundo a metodologia, avaliar a sua viabilidade. O problema é que para grande parte destes, a visualização ébastante difícil e subjetiva, dependendo do analista encarregado da análise. Em testes realizados com amostras emduplicata, chegou-se a valores de % Erro (desvio) em relação à média e ao extremo de 9,1 e 8,7 % para o total deovos, mas quando avaliado um dos parâmetros apenas, por exemplo Ascaris lumbricoides este erro chegou a 46,1para ovos viáveis e 5,6 para não viáveis.Desta forma, teve início pesquisa bibliográfica para a busca de uma metodologia mais específica, e queapresentasse resultados mais confiáveis. Após a apresentação técnica realizada pela Dra. Vanete Soccol, daUniversidade Federal do Paraná, bem como da leitura de seu artigo abordando a matéria, passou-se a adotar ametodologia Yanko (1992).

6.1 AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DIGESTÃO ANAERÓBIA

Esta avaliação visa verificar o nível de remoção/destruição dos sólidos voláteis e dos coliformes totais eEscherichia coli, em um reator biológico anaeróbio, à temperatura ambiente.A estação de tratamento de esgotos de Franca, dispõe de digestores anaeróbios com temperatura ambiente, ou sejasem aquecimento, desta forma, os resultados são apresentados no quadro a seguir, com os respectivos dados detempo de detenção, temperatura média durante o período estudado, destruição de sólidos voláteis, coliformes totaise Escherichia coli. O cálculo de destruição de sólidos voláteis é baseado em Metcalf & Eddy, 1991.



Quadro 6.1: Reator anaeróbio, tempo de detenção e temperatura de operação. Níveis de destruição de S.V. eremoção de coliformes totais e E. coli. Ano 1999/00.

Mês

Tempo deDetenção

Biodigestor(dias)

TemperaturaMédia

( °°C)

DestruiçãoSólidosVoláteis

(%)

Coliforme total E. coli

NMP/g Remoção (%)

NMP/g Remoção(%)

Janeiro LALD

43 25 44- - - -

Fevereiro 31 25 41 4,7.108

8,0.106 98,33,1.107

4,2.105 98,6Março 28 24 35 -

1,1.107 --

8,5.105 -Abril 33 24,5 48 -

7,3.105 --

3,9.104 -Maio 30 23 47 4,3.109

4,5.107 98,95,0.107

2,9.106 94,2Junho 29 22 38 2,1.109

7,3.106 99,67,8.106

1,9.105 97,5Julho 22 22 30 2,9.109

1,3.107 99,51,7.107

4,8.105 97,2Agosto 22 22,5 32 2,9.109

1,0.107 99,68,9.106

1.3.105 98,5Setembro 20 24 28 1,1.108

4,1.107 62,31,1.107

2,3.105 97,6Outubro 19 24 34 2,1.108

1,1.107 94,88,8.107

5,9.105 99,3Novembro 29 24 33 1,3.108

7,2.106 94,59,7.106

2,4.106 75,2Dezembro 37 25 31 -

1,6.108 --

2,3.107 -Janeiro/00 27 25,5 26,5 -

7,5.106 --

1,4.106 -Fevereiro 35 24,5 32 1,9.108

5,4.106 97,12,0.107

1,0.106 97,5Março - - - 5,2.108

2,9.106 99,43,4.106

1,3.104 97,6Média 28,9 23,9 35,7 94,4 95,3

Destruição Sólidos Voláteis: SV afluente ao digestor / SV efluente digestor.LA – lodo adensado – afluente ao digestor.LD – lodo desidratado – efluente do digestor.

6.2 PRÉ - TESTE

Inicialmente, foram realizados alguns testes denominados de “pré - teste”. Para estes, foram construídos protótiposdos experimentos em pequena escala, com a intenção de avaliar e prever as situações prováveis na realização dostestes propriamente ditos.



6.2.1 PRÉ - TESTE COLETOR SOLAR

Para o pré - teste do coletor solar, foi utilizado um tubo de ferro fundido no experimento, (este tubo normalmente éempregado em rede de água encontrado com facilidade em empresas de saneamento), revestido internamente comfibro – cimento, com diâmetro de 0,15 m.Estes testes não foram promissores, pois a condução de calor ficou comprometida, provavelmente devido à açãoisolante do revestimento do tubo de ferro.Para o pré - teste número 1, enquanto as temperaturas ambientes média, máximas e mínimas foram: 24,8; 33,0 e14,6 °C, a temperatura interna ao tubo (temperatura do biossólido), foi de: 28,5; 40,6 e 14,6 °C. Outros testesforam realizados conforme descritos no quadro 6.2. Para os três pré - testes, o incremento máximo de temperaturaverificado foi de 9,2 pontos.

Quadro 6.2: Pré – teste, Coletor solar, comparação dos valores temperatura ambiente e temperaturainterna dos tubos de ferro - fundido (0,15 m diâmetro).

Teste 1 Teste 2 Teste 3Temperatura

ambiente( °C)

Temperaturatubo( °C)

Temperaturaambiente

( °C)


Temperaturaambiente

( °C)


24,8 28,5 (3,7) 25,3 29,4 (4,1) 25,7 29,4 (3,7) Média33,0 40,6 (7,6) 33,0 42,2 (9,2) 35,5 42,2 (6,7) Máxima14,6 14,6 (0,0) 16,3 20,3 (4,0) 17,5 20,3 (2,8) Mínima

Obs.:Teste 1: 24 horas;Teste 2: 48 horas;Teste 3: 72 horas.

No quadro 6.3, pode ser verificado os valores obtidos em termos de helmintos e protozoários, coliformes e E. coli.Apesar de progressivamente ocorrer uma redução no número de ovos e cistos, deve ser avaliado que avariabilidade entre as espécies foi muito elevada, comprometendo uma apreciação mais apurada em relação àredução de organismos do meio. Para as bactérias, coliformes e E.coli praticamente não houve reduçãosignificativa.

Quadro 6.3: Análise Parasitológica e Microbiológica, Pré - teste Coletor Solar.Teste 1 Teste 2 Teste 3

Microrganismos inicio final Inicio Final inicio Final(1) (2) (1) (2) (1) (2)

Hyminolepis diminuta 6 24 54 10 30 24Hyminolepis nana 12 - - - - -

Ascaris lumbricoides 36 29 90 127 30 36Necator americanus 18 18 - - 6 -

Oxiurus vermiculares 108 116 - - - 6Ancilostomaduodenali

6 - - - - -

Trichirus trichiura - - - - 12 -Total 186 187 144 137 78 66

Redução (%) +0,5 -4,86 -15,4Coliforme total 4,8.106 7,5.105 4,2.106 4,2.106 5,4.107 1,7.106

Escherichia coli 4,8.105 1,3.105 2,9.106 1,3.106 3,0.106 1,7.106

(1) helmintos e protozoários: número de ovos e cistos/100g base seca.(2) Coliforme e E. coli: NMP/g



6.2.2 PRÉ - TESTE SOLARIZAÇÃO

Para a realização deste pré – teste, foram construídas 4 caixas de madeira com 1 m2 cada uma, a profundidade dascaixas eram de 0,05; 0,10; 0,20 e 0,40 m, para a cobertura foi utilizado um filme plástico translúcido, usado paraconstrução de estufas.No centro da caixa a 0,02 m da base, foi colocado um termômetro digital, ou seja com 0,03; 0,07; 0,17 e 0,37 m deprofundidade, para avaliar-se a temperatura interna do biossólido.Enquanto para a temperatura ambiente os valores máximo e mínimo foram de 32,1 e 12,3 °C, conforme quadro6.4, para a caixa com 0,05 m, os valores foram de 51,1 e 14,7°C, apresentando o maior valor de temperatura e amaior amplitude em 36,4, já para a caixa de 0,40 m os valores foram 26,7 e 17,5 °C, com uma amplitude de apenas9,2.Em relação aos resultados das análises parasitológicas, apesar de ter ocorrido uma redução no número de ovos ecistos, além da análise empregada não avaliar a sua viabilidade, ocorreram problemas técnicos e os valores foramdesprezados.

Quadro 6.4: Pré - teste Solarização, temperaturas máxima e mínima e amplitude (diferença entre a máx. e mín.).Ambiente Caixa 1

(0,40 m)Caixa 2(0,20 m)

Caixa 3 (0,10 m) Caixa 4(0,05 m)

Max. Min. Max. Min. Max. Min. Max. Min. Max. Min.Temp. (°C) 32,1 12,3 26,7 17,5 30,9 20,3 41,4 18,7 51,1 14,7Amplitude 19,8 9,2 10,6 22,7 36,4

6.3 AFERIÇÃO DO COLETOR DE DADOS DE TEMPERATURA (DATA - LOGGER)

O data - logger é um equipamento micro – processado, para coleta dos dados de temperatura. Inicialmente foi feitoum trabalho de aferição deste equipamento, a partir de medições, e através de dois termômetros de uso em bancadade laboratório.A faixa de temperatura de trabalho utilizada na aferição foi de 23 a 73 °C.Conforme pode ser observado no anexo 1, praticamente não há diferenças significativas entre os sensores e ostermômetros de bancada.O desvio médio detectado, comparando-se os valores obtidos com os termômetros e os sensores foi de 0,369 valorabsoluto, para a faixa avaliada, e o desvio em termos percentuais de 0,76%.Para a faixa de uso nos experimentos que é de 25 a 70 °C, o equipamento foi considerado adequado, por não serverificado desvio significativo.

6.4 RESULTADOS EXPERIMENTO COLETOR SOLAR

6.4.1 TESTE 1

Para este teste, os valores de temperatura obtidos não foram promissores, a variabilidade dos dados de temperaturapodem ser observados pelo quadro 6.5. O valor máximo de temperatura e a maior amplitude constatada foi de 46,2e 25,3 °C para o tubo com 0,15 m de diâmetro. A partir deste, o teste foi repetido para confirmação dos dados.Os dados para coliformes e E. coli, praticamente não sofreram alteração durante o tratamento, provavelmentedevido ao fato, de não se atingir valores mais elevados de temperatura.Quadro 6.5: Coletor Solar, teste 1, temperaturas máxima e mínima e amplitude (diferença entre a máx. emín.). Tubos com 0,15; 0,20 e 0,30 m de diâmetro.

TemperaturaAmbiente Diâmetro

(0,15 m)Diâmetro(0,20 m)

Diâmetro(0,30 m)

máx méd mín máx méd mín máx méd mín máx méd mínTemp. ( °C) 23,0 20,8 18,0 46,2 29,2 20,9 39,4 28,7 21,1 28,8 26,2 19,7Amplitude 5,0 25,3 18,3 9,1



6.4.2 TESTE 2

Em termos de temperatura, o teste n° 2, apresentou valores muito próximos do teste n° 1. Apesar de constatadaredução de ovos e cistos, para os coliformes, não foi verificada alteração significativa entre a amostra “0”, e ostratamentos com tubos de diâmetros de 0,15 a 0,30 m.Especificamente para coliformes, pode ter ocorrido o fenômeno denominado de “recrescimento”, ou seja, devidoaos valores de temperatura obtidos e disponibilidade de alimento, as bactérias não só persistiram como tiveramseus valores aumentados.

Quadro 6.6: Coletor Solar, teste n°° 2, temperaturas máximas, mínimas e amplitude (diferença entre a máx.e mín.). Tubos com 0,15; 0,20 e 0,30 m de diâmetro.

TemperaturaAmbiente Diâmetro

(0,15 m)Diâmetro(0,20 m)

Diâmetro(0,30 m)

Máx. Méd. Mín. Máx. Méd. Mín. Máx. Méd. Mín. Máx. Méd. Mín.Temp.( °C) 25,0 21,3 17,0 48,6 32,4 19,6 47,7 33,1 22,4 38,3 31,5 25,4Amplitude 8,0 29,0 25,3 12,9

Quadro 6.7: Coletor Solar, teste n° 2, dados de parasitologia, coliformes e E. coli. Tubos com 0,15; 0,20 e 0,30 mde diâmetro.

Análise Parasitológica(ovos/g b.s.)

Coliforme Total(NMP/g b.s.)

Escherichia coli(NMP/g b.s.)

Amostra “0” 72 3.000.000 300.000Tratamento 1 24 10.000.000 10.000.000Tratamento 2 18 4.200.000 1.400.000Tratamento 3 66 9.900.000 6.400.000

6.4.3 TESTE 3

O teste número 3 foi realizado com tubos de alumínio e diâmetro fixo de 0,15 m. O coletor é composto de 6 tubosparalelos. Este teste, foi dividido em 3 blocos, o bloco 1 com 3 dias de tratamento; o bloco 2 com 7 dias e o bloco3 com 11 dias.Para os tubos 1 e 2 as temperaturas máximas alcançadas foram de 49,5 e 49,9 °°C, para os tubos 3, 4 e 5 astemperaturas máximas alcançadas, foram de 58,4; 56,9 e 56,9 °°C, estes tubos tiveram um maior tempo deexposição. Os dados estão tabulados no quadro a seguir:A temperatura ambiente no período de teste foi: Média – 18,7; Máxima – 21,2 e Mínima – 16,2 °C.

Quadro 6.8: Experimento Coletor Solar (teste 3), tubos em alumínio, tempo de detenção de tubos 1 e 2 – 3dias, tubos 3 e 4 – 7 dias e tubos 5 e 6 - 11 dias.

TuboTemperatura

máxima( °C)

Temperaturamínima

( °C)

Temperaturamédia( °C)

Desvio Padrão Variância

1 49,5 19,4 28,7 7,66 58,62 49,9 18,9 29,4 7,91 62,73 58,4 12,1 30,2 13,3 177,94 56,9 12,7 30,6 12,9 168,25 56,9 14,4 31,7 12,6 159,36 - - - - -

* Diâmetro dos tubos – 0,15 m.** Sensor do tubo 6, apresentou problemas técnicos



Quadro 6.9: Resultado de análises de coliformes e parasitologia, redução (%) de coliformes, helmintos eprotozoários (método de Yanko, 1992), experimento Coletor Solar - 3.

TuboColiformes

(NMP/g b.s.)E. coli

(NMP/g b.s.)Redução

(%)Helmintos eProtozoáriosOvos/g b.s.

Viabilidade(%)

Redução(%)**

Amostra “0” 1.800.000 100.000 60,84 *1 480.000 140.000 73,3/

- 40,040 * 34,25

2 140.000 140.000 92,2/- 40,0

25 * 58,9

3 110.000 70.000 93,9/30,0

17,4 * 71,4

4 19.000 14.000 98,9/86,0

21,1 * 65,3

5 * * * *6 * * * *

• * análise sendo processada pelo laboratório.• ** Cálculo de redução de ovos e cistos sem levar em conta a viabilidade.

3 dias detenção7 dias11 dias

Com os resultados apresentados, pode ser verificado que com até 7 dias o tratamento não foi satisfatório, para oparâmetro coliformes e E.coli..

6.5 RESULTADOS EXPERIMENTO SOLARIZAÇÃO

6.5.1 TESTE 1

O experimento ocorreu entre os dias 23/11/99 a 09/12/99.A temperatura ambiente média para o período de estudo, foi de 23,6 °C (mínima de 22,5 e máxima de 25,5 °C), astemperaturas mínima e máxima ambiente para o período, foram respectivamente, mínima média 19,3 °C (17,0 e22,0 °C), e máxima média de 28,0 °C (26,0 e 29,0 °C).Pelo quadro 6.10, pode ser observado os valores de temperatura obtidos com o experimento, e o tempo deexposição com temperatura maior que 55 °C. Temperatura usada como referência, conforme Tchoubanoglous(1993), como temperatura letal para Taenia saginata, E. coli, inclusive Ascaris lumbricoides (50 °C < 60 min.).Os dados de medição de temperatura dos experimentos realizados (5 testes com o método Solarização e 4 comColetor Solar), encontram-se em anexo.A metodologia empregada para análise parasitológica foi o método: Helmintos e Protozoários Patogênicos.Contagem de Ovos e Cistos em Amostras Ambientais. Norma L5550, CETESB, portanto não avaliando aviabilidade de ovos e cistos, apenas presença e a sua quantificação. Desta forma os dados não foram usadospara avaliação deste experimento. Para coliformes e E.coli, os dados são apresentados no quadro 6.11. Apesarde ter ocorrido redução significativa dos coliformes em até 99,1%, estes não foram eliminados por completo.



Quadro 6.10: Experimento Solarização, temperaturas ambiente e com diferentes profundidades (0,05, 0,10 e0,15 m), 23/11 a 09/12/1999.

Temperatura ( °°C)Descrição Ambiente Piso

asfálticoCaixas com Experimentos

S.1 S.2 S.3Mínima 22,5 51,3 19,9 20,0 20,3Máxima 25,5 61,3 53,1 67,6 63,6Média 23,6 56,5 37,9 36,9 36,8Tempo (h) temp.>55°C 0:0 10:00 4:00Obs.: S.1 – 0,05m; S.2 – 0,10 m; S.3 – 0,15 m.Temperatura piso asfáltico realizada diariamente as 14:00hs, horário de verão.

Quadro 6.11: Experimento Solarização (teste n°° 1), valores de coliformes totais e E. coli (NMP/g b.s.), eredução de organismos (%). 23/11 a 09/12/1999.

Amostra Coliformes totais(NMP/g)

Escherichia coli(NMP/g)

Redução(%)

Amostra 0 1.700.000 620.000Amostra 1 (0,05 m) 16.000 2.000 99,06 / 99,68Amostra 2 (0,10 m) 15.000 1.400 99,12 / 99,77Amostra 3 (0,15 m) 16.000 1.500 99,06 / 99,76Amostra 0 – biossólido fresco, início do experimento (tempo 0).Amostras 1, 2 e 3 – fim do experimento.

6.5.2 TESTE 2

O segundo experimento, foi realizado nas mesmas condições do experimento anterior, a diferença, é que as caixasexperimentais foram montadas em duplicata. Foram avaliados dados de temperatura ambiente, do piso asfáltico edas caixas em várias profundidades.Os dados de laboratório para parasitologia não foram considerados devido à variabilidade apresentada, nas duasséries iniciais e a problemas técnicos ocorridos em laboratório. Os dados de coliformes não foram considerados,devido à contaminação das amostras no laboratório.Em relação à análise de temperatura percebe-se pelo quadro 6.12, que as caixas que apresentaram maior tempocom temperatura acima ou igual a 55 °C, foram às caixas com 0,05 m de profundidade ou espessura da camada debiossólido (média de 19,5 horas), 0,10 m (média de 11,5 horas) e 0,15 (média de 7,0 horas). Os desvios padrãopara a profundidade 0,05 m são mais amplos, desta forma mais satisfatórios, pois quanto maior a variabilidade dosvalores, maior o “stress” sofrido pelos microrganismos, em função dos valores de temperatura.Para a profundidade de 0,05 m, são alcançadas temperaturas elevadas mais rapidamente, enquanto para as caixasde 0,10 e 0,15 m esta variação é mais lenta. Para a profundidade de 0,05 m as temperaturas mais elevadas foramregistradas em 55,5 e 58,5 °C; para 0,10 m, 58,6 e 54,6 °C; e para 0,15 m, 51,5 e 53,3 °C.



Quadro 6.12: Experimento Solarização, temperaturas ambiente e nas caixas com diferentes profundidades(0,05, 0,10 e 0,15 m), 28/12 a 13/01/2000.



S.1 S.2 S.3 S.4 S.5 S.6Mínima 18,0 22,4 23,3 19,7 21,4 21,7 24,4 24,6Máxima 29,0 63,1 55,5 51,5 58,6 58,5 53,3 54,2Média 21,6 47,4 34,53 34,13 36,00 35,96 36,16 36,84Tempo (h) temp.>55°C 27:00 0:0 9:00 12:00 14:00 14:00Desvio Padrão (s)

10,248 6,882 8,911 9,319 8,238 9,093Obs.: S.1 – 0,05m; S.2 – 0,15 m; S.3 – 0,10 m. S.4 – 0,05m; S.5 – 0,15 m; S6 – 0,10 mTemperatura piso asfáltico realizada diariamente as 14:00hs, horário de verão.

6.5.3 TESTE 3

O teste foi realizado entre os dias 03/02 a 18/02/2000. Este experimento foi realizado com uma série deprofundidade sem o revolvimento interno da caixa experimental, e uma segunda série, com revolvimento manual,realizada com uma enxada limpa. As profundidades foram limitadas a 0,05 m e 0,10 m, a partir das consideraçõesfeitas no teste n° 2, em relação aos valores máximos de temperatura.A metodologia para a análise parasitológica que foi empregada neste teste, refere-se a metodologia: Helmintos eProtozoários Patogênicos. Contagem de Ovos e Cistos em Amostras Ambientais. Norma L5550, CETESB.

Quadro 6.13: Experimento Solarização, temperaturas ambiente e nas caixas com diferentes profundidades(0,05 e 0,10 m), sem revolvimento e com revolvimento manual. 03/02 a 18/02/2000.



S.1 S.2 S.3 S.4 S.5 S.6Mínima 20,0 26,5 21,1 20,8 21,9 21,0 - -Máxima 26,5 57,2 53,6 54,7 45,5 47,9 - -Média 22,7 45,3 31,2 31,3 30,7 30,8 - -Tempo (h) temp.>55°C 0:0 0:0 0:0 0:0 - -Desvio Padrão (s)

7,81 7,99 5,86 6,32 - -Variância 60,99 63,87 34,38 40,03

Obs.: S.1 – 0,05m; S.2 – 0,05 m; S.3 – 0,10 m. S.4 – 0,10mProfundidades S.1 e S.3 sem revolvimento,Profundidades S.2 S.4 com revolvimento.Temperatura piso asfáltico realizada diariamente as 14:00hs, horário de verão.

No período em que foi desenvolvido este teste, apesar de estarmos na estação climática do verão, ocorreramchuvas praticamente intermitentes na região de Franca, desta forma a temperatura no piso asfáltico não ultrapassouo valor de 55 °C, por sua vez o material condicionado nas caixas com profundidades de 0,05 e 0,10 m também nãoalcançaram esta temperatura. Entretanto para a temperatura de 50 °C, a profundidade de 0,05 m, ultrapassou estevalor, enquanto a profundidade de 0,10 m não atingiu em nenhum dos dias de experimento.



Pode ser observado que nas profundidades com revolvimento, ocorre inicialmente o aumento de bactérias com 5 e7 dias de exposição, e em seguida ocorre decaimento brusco, para valores menores que 1300 NMP/g b.s. para 0,05m e menores que 9300 m NMP/g b.s. para 0,10 m de profundidade. Entre as duas profundidades avaliadas a de0,05 m apresentou valores que o classificam como biossólido Classe A em relação aos coliformes.Para helmintos e protozoários os resultados apesar de questionáveis, apresentou para a profundidade de 0,10 mmaior redução para a quantidade de ovos e cistos, 65% para o experimento sem revolvimento e 89% comrevolvimento. Para 0,05 m as reduções foram de 25,7 e 30,0%.

Quadro 6.14: Experimento Solarização (teste n° 3), valores de coliformes totais e E. coli (NMP/g b.s.), Ovos ecistos e redução de organismos (%). 03/02 a 21/02/2000.

Amostra TempoExposição

(dias)

Coliformestotais

(NMP/g)

Escherichia coli(NMP/g)

Redução

(%)

OvosHelmintos eprotozoários

(n°° ovos/g b.s.)

Redução

(%)

Amostra 0 0 8.100.000 680.000 - 2,57S.1(0,05 m)

5 190.000 50.000 - 4,70 -

S.1(0,05 m)

13 920 210 99,98/99,97

1.91 25,7

S.2(0,05 m)

5 2.800.000 2.800.000 - 3,83 -

S.2(0,05 m)

13 1.300 1.300 99,98/99,81

1,80 30,0

Amostra 0 0 4.100.000 100.000 - 1,00 -S.3(0,10 m)

7 760.0000 760.000 - 0,53 -

S.3(0,10 m)

14 9.400 5.300 99,77/94,70

0,35 65,0

S.4(0,10 m)

7 9.500.000 9.500.000 - 1,13 -

S.4(0,10 m)

14 5.000 2.700 99,88/97,30

0,11 89,0

Amostra 0 – biossólido fresco, início do experimento (tempo 0).S.1 e S.3 – Sem revolvimento.S.2 e S.4 – Com revolvimento.

6.5.4 TESTE 4

Para este teste foi utilizada a metodologia de Yanko (1992), para análise parasitológica (contagem e viabilidade deovos). Ademais este teste repete o anterior, com células sem e com revolvimento, em profundidades de tratamentocom 0,05 e 0,10 m.Pelo quadro 6.16, pode-se perceber que os tratamentos sem revolvimento apresentaram melhores resultados, emrelação à redução de bactérias, helmintos e protozoários.Para temperatura, pode-se verificar que a profundidade com 0,05 m atingiu temperaturas maiores, acima de 60 °C,além de apresentar um maior tempo, com temperatura superior que 55 °C, 24 e 30 horas para os dois testes (sem ecom revolvimento), enquanto para 0,10 m o tempo total apresentado foi de 5 e 4 horas (quadro 6.15).



Quadro 6.15: Experimento Solarização, temperaturas ambiente e nas caixas com diferentes profundidades(0,05 e 0,10 m), sem revolvimento e com revolvimento manual. 27/03 a 11/04/2000.



S.1 S.2 S.3 S.4 S.5 S.6Mínima 20,0 15,5 19,6 14,3 23,2 21,3 - -Máxima 26,0 55,6 61,4 66,2 56,2 58,4 - -Média 22,6 30,3 34,4 32,0 35,9 35,3 - -Tempo (h) temp.>55°C

- - 24 30 5 4 - -

Desvio Padrão (s) - 11,9 11,6 13,7 9,2 9,7 - -Variância - 142,56 133,79 189,23 84,04 94,64 - -Obs.: S.1 – 0,05m; S.2 – 0,05 m; S.3 – 0,10 m. S.4 – 0,10m;- profundidade ou espessura da camada.S.1 e S.3 – Sem revolvimento.S.2 e S.4 – Com revolvimento.

Pode-se verificar também, que para as profundidades S.1 e S.2 a variância é bem maior que para os tratamentosS.3 e S.4. (quadro 6.15), Este fator é importante pois indica que a dispersão em relação à média é maior para estaprofundidade, contribuindo para o efeito stress nos microrganismos.

Quadro 6.16: Experimento Solarização (teste n°° 4), valores de coliformes totais e E. coli (NMP/g b.s.), Ovose cistos (método Yanko, 1992) e redução de microrganismos (%). 27/03 a 11/04/2000.

Amostras

TempoExposição

(dias)

Coliformestotais

(NMP/g)

Escherichiacoli

(NMP/g)

Redução*

(%)

Ovos/cistos;Helmintos eprotozoários

(n°° ovos/gb.s.)

Viabili-dade

(%)

Redução**

(%)

Amostra 0 0 4.000.000 250.000 94 9,5S.1 (s/r)(0,05 m)

8 1200 91 99,97/99,96

40 0,0

S.1(0,05 m)

15 850 140 99,98/99,94

28 0,0 71,3

S.2 (c/r)(0,05 m)

8 61.000 61.000 98,47/75,6

35 0,0

S.2(0,05 m)

15 3.200 1.000 99,92/99,69

56,5 0,0 39,4

Amostra 0 0S.3 (s/r)(0,10 m)

8 2700 1600 99,93/99,36

101 3

S.3(0,10 m)

15 500 500 99,99/99,80

66 1,6 39,4

S.4 (c/r)(0,10 m)

8 920 700 99,98/99,72

85 6,2

S.4(0,10 m)

15 20.000 6.900 99,50/97,24

37 0,0 22,3

Amostra 0 – biossólido fresco, início do experimento (tempo 0).S.1 e S.3 – Sem revolvimento (s/r).S.2 e S.4 – Com revolvimento (c/r).* ; ** Redução (%): em relação aos microrganismos presentes na amostra 0.



Para a análise de viabilidade a amostra “0”, apresentou uma razão de 9,5%, ou seja em 94 ovos detectados, 9 sãoviáveis por grama base seca. Para os tratamentos realizados com 0,05 m de profundidade, tanto para 8 como para15 dias a viabilidade de ovos de helmintos foi de 0,0%, ou seja 100% de inativação. Para a série com 0,10 m deprofundidade os tratamentos sem e com revolvimento, apresentaram respectivamente os valores de 1,6 e 0,0% deviabilidade para os helmintos.Este experimento foi mantido, mais 4 dias e novamente avaliado, não sendo detectado qualquer ovo viável nomeio.

6.5.5 TESTE 5

Para este teste foram utilizadas duas caixas com profundidade de 0,05 m, sendo uma com cobertura de filmeplástico transparente e a Segunda sem cobertura. Para a caixa sem cobertura, após cerca de 5 dias, a umidade haviadiminuindo muito, dificultando com isto a coleta de dados de temperatura no meio.O que pode ser verificado pelo quadro 6.17, é que no experimento com cobertura, ocorreu redução significativa decoliformes e E. coli, classificando-o como Classe A, enquanto para o experimento sem cobertura houve um“fenômeno inverso”, ou seja ocorreu aumento significativo de coliformes e E. coli, embora tenha ocorrido reduçãoda umidade de 80% no biossólido fresco, para cerca de 10%, na amostra coletada com 24 dias de teste.Para os dados de parasitologia o experimento sem cobertura, apresentou resultado após 14 dias de 0,40 ovos/g,uma redução em número de ovos de 99,5%.

Quadro 6.17a: Experimento Solarização, temperaturas ambiente e nas caixas com profundidades de 0,05 m,sem revolvimento com e sem cobertura. 24/04 a 11/05/2000.

Temperatura ( °°C)Descrição Ambiente Piso asfáltico Caixas com Experimentos

S.1 S.2Mínima 17,0 13,2 12,7 11,0Máxima 26,0 50,0 52,5 32,1Média 22,0 27,2 32,6 21,5Tempo (h) temp.>55°C

- - 0 0

Desvio Padrão (s) - 10,74 19,9 10,6Variância - 142,56 144,95 114,38Obs.: S.1 – 0,05 m (espessura da camada) com cobertura; S.2 – 0,05 m sem cobertura com filme plástico.

Uma condição favorável ao teste sem cobertura, refere-se a desidratação do biossólido neste experimento,diminuindo consideravelmente o teor de umidade e conseqüentemente o volume testado, em cerca de 4,5 vezes,proporcionando assim um menor custo de transporte.



Quadro 6.17: Experimento Solarização (teste n°° 5), valores de coliformes totais e E. coli (NMP/g b.s.), Ovose cistos (método Yanko, 1992) e redução de microrganismos (%). 22/04 a 15/05/2000.

Amostras

TempoExposição

(dias)

Coliformestotais

(NMP/g)

Escherichiacoli

(NMP/g)

Redução

(%)

Ovos/cistos;Helmintos

(n°° ovos/g b.s.)

Viabili-dade(%)

Redução(**)(%)

Amostra 0 0 760.000 290.000 78S.1 *(0,05 m)

14 9.900 < 1000 98,69/99,65

15,5 0,25

S.1 *(0,05 m)

24 390 96 99,95/99,97

44 0,49 43,6/72,3

S.2 **(0,05 m)

14 2.500.000 330.000 - 229/- 13,8

0,40 0,0

S.2 **(0,05 m)

24 1.500.000 87.000 97,36/70,0

0,44 0,0 99,4/100

• * Caixa com cobertura• ** Caixa sem cobertura• Redução (**): 1° valor é em relação aos ovos totais; 2° valor é em relação aos ovos viáveis.Para este experimento não foram verificados valores de temperatura interno ao biossólido maiores que 55 °C,dados estes comprovados pelos valores do piso asfáltico, pois a temperatura neste período de modo geral foi“baixa”, devido à época climática da realização do experimento.

6.6 CUSTOS

A avaliação dos custos, para o experimento Solarização e Coletor Solar, estão apresentadas nos quadros 6.18 e6.19.Para a composição do custo do método Solarização, foi considerado o custo da área a ser utilizada, a massaasfáltica que permita a disposição do biossólido e o trânsito de veículos pesados, o filme plástico, o uso de mão deobra com salário de R$ 350,00/mês e encargos de 120%, operação de manipulação e transporte por empresacontratada.Para a composição para o método Coletor Solar, foram consideradas as aquisições de tubos de alumínio, filmeplástico e montagem das caixas e suportes para a acomodação dos tubos. Para o tempo de vida útil foi utilizado: 3anos para os tubos, 4 anos para as caixas e suportes de madeira e duas trocas do filme plástico ao ano. Foiconsiderado também o uso de mão de obra interna para operação do sistema e serviço externo para operação etransporte até área apropriada.



Quadro 6.18: Custo do tratamento do biossólido com a técnica de Solarização, para uma estação detratamento com capacidade de geração de 1, 5 e 10 m3/d de biossólido.

Descrição UnidadeBiossólido – Produção (ton. ou m3/ dia)

1 5 10Produção/ano ton./ano 365 1825 3650

Área disposição – 0,05m espessura

M2 200 1000 2000

Custo área – R$6.000,00/há

R$ 120,00 600,00 1.200,00

Custo ano (horizonte10 anos)

R$/ano 12,00 60,00 120,00

Custo massa asfáltica –R$ 13,00 m2

R$ 2.600,00 13.000,00 26.000,00

Custo ano R$/ano 260,00 1.300,00 2.600,00Filme plástico – R$

0,46 m2 *R$/ano 184,00 1.679,00 3.358,00

Mão Obra ** R$/ano 9.646,00 19.292,00 28.938,00Operação e transporte

interno ***R$/ano 1.095,00 5.475,00 10.950,00

Custo R$/ton. 30,67 15,23 12,59• * 2 trocas por ano.• ** salário base de R$ 350,00; encargos de 120% - 1 funcionário produção de 1 m3/dia, 2 funcionários – produção 5 m3/dia, 3

funcionários – produção 10 m3/dia.• *** operação e transporte internos, com máquina tipo retroescavadeira, caminhão basculante, motorista, combustível (R$ 3,00/ton.) –

cotação cidade de Franca.Para o experimento Solarização, quanto maior a quantidade a ser tratada, menor o custo do tratamento. Entretantopara o experimento Coletor Solar, quanto maior o volume, maior o custo, devido à necessidade de maiorquantidade de mão de obra para a operação dos coletores, caracterizando este tipo de tratamento, como apropriadopara pequenas instalações de tratamento de esgotos.



Quadro 6.19: Custo do tratamento do biossólido com a técnica do Coletor Solar, para uma estação detratamento com capacidade de geração de 1, 5 e 10 m3/d de biossólido.

Descrição UnidadeBiossólido – Produção (ton. ou m3/ dia)

1 5 10Produção/ano ton./ano 365 1825 3650

Tubos de alumínio –0,15 m diâmetro

m 43 214 428

Custo tubos dealumínio

R$R$/ano

1.161,00387,00

5.778,001.926,00

11.556,003.852,00

Custo área – R$6.000,00/há

R$ 8,4(14 m2)

42,6(71 m2)

85,8(143 m2)

Custo ano (horizonte10 anos)

R$/ano 0,84 4,3 8,6

Custo material + mãode obra construção

coletorR$ 2.150,00 10.700,00 21.400,00

Custo ano **** R$/ano 537,50 2.675,00 5.350,00Filme plástico – R$

0,46 m2 *R$/ano 9,46 47,08 94,16

Mão Obra ** R$/ano 9.646,00 38.584,00 77.168,00Operação e transporte

interno *** R$/ano 1.095,00 5.475,00 10.950,00Custo R$/ton. 30,92 26,69 26,69• * 2 trocas por ano.• ** salário base de R$ 350,00; encargos de 120% - 1 funcionário produção de até 1 m3/dia, 4 funcionários – produção 5 m3/dia, 8

funcionários – produção 10 m3/dia. Não considerada possibilidade de automação.• *** operação e transporte internos, com máquina tipo retroescavadeira, caminhão basculante, motorista, combustível (R$ 3,00/ton.) –

cotação cidade de Franca.• Tempo de vida util coletor solar, considerado de 4 anos.• Custo tubo de alumínio – R$ 27,00 m.

A produção do biossólido utilizada é apenas referencial, para a elaboração dos custos envolvidos.Para um processo de lodos ativados convencional, como a unidade ETE – Franca, este biossólido gerado, comcerca de 20 % de matéria sólida, refere-se a vazões de esgotos tratado de 1.090; 5.450 e 10.870 m3/d ou 12,6;63,08 e 125,8 l/s, respectivamente.

7. CONCLUSÕES

• A Norma “promulgada”, pela CETESB, que disciplina o uso do biossólido na agricultura, é baseada emuma norma americana ( 40 CFR part 503), utilizando dados desenvolvidos naquele País. Para uso no Brasil, énecessário o desenvolvimento de padrões nacionais, padrões estes relacionados ao clima tropical. No estado deSão Paulo, pesquisas com biossólido foram realizadas no início dos anos 80, pelo Instituo de PesquisasTecnológicas (IPT), pela Escola Agrícola Luiz de Queiroz, da Universidade de São Paulo, localizada no municípiode Piracicaba, sobre o uso na agricultura, e a SABESP com a produção de agregado leve. Por mais de 15 anos aspesquisas praticamente ficaram estacionadas, sendo retomadas no final da década de 90, com a conclusão dasestações de tratamento São Miguel, Parque Novo Mundo e ABC na região metropolitana de São Paulo, Lavapésem São José dos Campos e Franca no município de Franca interior do estado de São Paulo. O estado do Paranátem se destacado em pesquisas com o biossólido, através da Sanepar (Companhia de Saneamento do Estado doParaná), onde chegou-se a propor uma pré-normalização, mais que ficou basicamente restrita as suas divisas.

• Pela possibilidade pratica da reciclagem, envolvida no tratamento de esgotos e mais especificamente naprodução de biossólidos, destacando-se como tendência em países como Canadá, E.U.A., Inglaterra, Espanha e



Austrália, conforme as mais variadas fontes bibliográficas, a destinação mais adequada para o biossólido geradono tratamento de esgoto, é na recuperação de áreas agrícolas, ou mesmo, “simplesmente”, no fornecimento dematéria orgânica ao solo, pois envolve o uso “nobre” deste material, que é rico em carbono e nitrogênio.Evidentemente devem ser utilizadas técnicas que proporcionem um produto ecologicamente seguro, como: ocontrole do lançamento de efluentes industriais perigosos “ricos” em metais, tratamento do lodo através detécnicas apropriadas obtendo-se um produto seguro para o meio ambiente, e por outro lado, a adoção de “boaspráticas” como a manipulação correta do biossólido, através do uso de Equipamentos de proteção individual ecoletivo (seja internamente nas estações de tratamento de esgotos, como também nas áreas de aplicação). Estudosepidemiológicos podem e devem acompanhar estas utilizações, como complemento aos estudos técnicos detratamento e disposição.

• Conforme pode ser verificado pelo quadro 6.1, quanto maior o tempo de detenção em um biodigestoranaeróbio, maior é a destruição de sólidos voláteis. A digestão anaeróbia faz parte do processo de tratamento dafase sólida, e é denominado como Processo de Redução Significativa de Patógenos, pelas normas EPA 40 CFR,parte 503 e P.4230 da CETESB. Sendo fundamental também para a redução de bactérias do tipo coliformes, pois,sem este tratamento o biossólido produzido pela ETE – Franca (por exemplo), não poderia ser classificadoinicialmente como de classe B, e ser disposto em áreas agrícolas, mesmo com restrições. A destruição dos sólidosvoláteis para o período estudado foi de 35,7%, e a remoção de E. Coli de 95,3 % (redução de 10 a 100 vezes), comtempo de detenção médio de 28,9 dias e temperatura de 23,9 °C (temperatura ambiente).

• Em 100% das amostras avaliadas, para a análise de parasitológicas, não foram detectadas larvas,remetendo-nos a concluir que o tratamento do lodo em digestores anaeróbios, com tempo de detenção acima de 25dias e temperatura para o período estudado entre 24 e 25 °C (tratamento da fase sólida), é um ambiente austero aestes tipos de vida.

• Para experimentos que avaliam a redução de organismos patogênicos, especificamente helmintos eprotozoários, contidos nos lodos e biossólidos, devem ser utilizadas técnicas de laboratório que avaliem aviabilidade de ovos e cistos. Somente a identificação destes, não significa que os mesmos tenham “poder” deinfectar ou parasitar o homem ou qualquer animal de sangue quente, grande parte destes podem estar presentes,mais inviáveis, ou seja, encontram-se inativos ou simplesmente mortos, não auferindo qualquer perigo ambientalou de saúde pública.

• Para a técnica de Solarização, a profundidade que apresentou melhores resultados, refere-se a 0,05 m,para o tempo utilizado nos testes de 15 dias, com níveis de remoção, de até 100% de ovos e cistos, ocorrendo quemesmo com a detecção destes os mesmos não apresentaram viabilidade. Comparando-se as técnicas sem e comrevolvimento, a que apresentou melhores resultados foi a célula sem revolvimento. A operacionalização não érestritiva, pois mesmo em grande quantidade, podem ser desenvolvidos equipamentos, que facilitem a suadistribuição no piso asfáltico, e a aplicação do filme plástico, pois o mercado fornece este material com até 8metros lineares, também a aplicação pode ser realizada com o auxilio de duas pessoas.

• A técnica de Solarização não permite a perda de umidade do meio, pela própria concepção do tratamento(sistema hidrotérmico), mais se avaliando uma caixa com cobertura, com filme plástico e outra sem, comprofundidade de tratamento de 0,05 m, No final de 15 dias a caixa com cobertura apresentou teor de umidade de79,30%, enquanto o tratamento sem cobertura apresentou teor de 9,74%, permitindo-se uma redução significativado volume inicial (durante o período não foi verificada a ocorrência de chuvas). Desta forma após o período dasolarização a retirada do filme plástico pode ser seguida de um tempo de exposição, que propicie a evaporação eassim a diminuição da umidade do meio.

• Para a técnica, Coletor Solar, devem ser realizados novos experimentos, pois a redução demicrorganismos, principalmente bactérias (coliformes e E. coli), foram baixas, para obtenção de biossólido classeA, inviabilizando o seu uso para este fim. Embora tenha ocorrido remoção considerável para ovos de helmintos ecistos de protozoários.



• Em relação aos custos, a técnica Coletor Solar, parece ser mais adequado a pequenas instalações, poisrequer progressivamente, à medida que o volume tratado aumenta, maior quantidade de mão de obra, embora oexperimento indique que novos estudos devam ser realizados, a fim de aprimorar a técnica, conjugando a esta,técnicas como a utilização de trocadores de calor para o aquecimento dos tubos de alumínio a partir de placassolares para o aquecimento de água e sistemas de carregamento e descarregamento mecânicos. A técnica deSolarização adequasse as duas situações, pela sua simplicidade operacional e baixo custo podendo sercomplementar à técnica dos leitos de secagem. O quadro a seguir resume os custos envolvidos, nos doistratamentos estudados.

Quadro: Custo tipo de tratamento, e volume de biossólido tratado, em R$ por m3.Volume Tratado de Biossólido (m3/d)

Custo por tipo de tratamento 1 5 10Coletor Solar (R$/m3) 30,92 26,69 26,69Solarização (R$/m3) 30,67 15,23 12,59

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21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental · A utilização do biossólido na agricultura é pratica consagrada em diversos países. No Brasil, a primeira norma