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Filtros plantados com macrófitas de fluxo vertical aplicados na

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    63Eng Sanit Ambient | v.16 n.1 | jan/mar 2011 | 63-72

    Filtros plantados com macrfitas de fluxo vertical aplicados na mineralizao e desaguamento de lodo

    de tanque spticoVertical flow constructed wetlands for septic sludge

    mineralization and dewatering

    Carla SunttiEngenheira Ambiental pela Universidade do Contestado (UnC) campus Caador. Mestre em Engenharia Ambiental pela

    Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)

    Maria Elisa MagriEngenheira Sanitarista e Ambiental pela UFSC. Mestre em Engenharia Ambiental pela UFSC. Doutoranda em

    Engenharia Ambiental pela UFSC. Bolsista CNPq

    Luiz Srgio PhilippiEngenheiro Civil pela UFSC. Doutor em Saneamento Ambiental pela Universit de Montpellier I (Frana) e Professor Titular do

    Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC

    ResumoO lodo acumulado no interior de tanques spticos deve passar por um tratamento antes de sua adequada disposio final, pois apresenta uma frao da

    matria orgnica no estabilizada, elevado teor de umidade e organismos patognicos. Como alternativa para o tratamento do lodo, os filtros plantados

    com macrfitas so uma tecnologia promissora. Para se avaliar o potencial dos filtros no desaguamento e mineralizao do lodo de tanque sptico, foram

    construdos dois filtros pilotos (F1 e F2) aplicando-se duas taxas de slidos totais (ST) F1: 250 kgST.m-2.ano-1; F2: 125 kgST.m-2.ano-1. Os resultados revelaram

    que o F2 apresentou melhor desempenho em relao ao F1 em termos de remoo de slidos totais (96%), demanda qumica de oxignio (99%) e nitrognio

    amoniacal (72%). O F2 proporcionou melhor desaguamento, com 67% de umidade no lodo acumulado no leito e 33% de slidos totais.

    Palavras-chave: tanque sptico, lodo, filtros plantados com macrfitas, desaguamento.

    AbstractThe accumulated sludge in septic tanks has to be treated before the adequate final disposal, because of its high concentration of non-established organic

    matter, elevated content of moisture and pathogenic organisms. As an alternative to the treatment of sludge, the vertical flow constructed wetlands are a

    promising technology. To evaluate the potential of the filters in dewatering and mineralization of septic tank sludge, two pilot-scale constructed wetlands (CW1

    and CW2) were implanted according with two total solids loads (TS) CW1: 250 kgTS.m-2.year-1; CW2: 125kgTS.m-2.year-1. The results demonstrated that

    the CW2 had better efficiencies compared with CW1, in terms of total solids (96%), chemical oxygen demand (99%) and ammonia (72%) removal. CW2 also

    provided a better dewatering, with moisture of 67% in accumulated sludge and 33% of total solids.

    Keywords: septic tank, sludge, vertical flow constructed wetlands, dewatering.

    Endereo para correspondncia: Carla Suntti Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina Campus Trindade Grupo de Estudos em Saneamento Descentralizado 88040-970 Florianpolis (SC), Brasil Tel.: (49) 9927-6759 E-mail: [email protected]: 05/07/10 Aceito: 02/03/11 Reg. ABES: 110 10

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    Suntti, C.; Magri, M.E.; Philippi, L.S.

    O lodo de tanque sptico tambm apresenta elevado teor de umi-

    dade, representado pela quantidade de gua presente, a qual deve

    ser removida para proporcionar um menor volume a ser manipula-

    do e tratado. A reduo da umidade do lodo apresentada em per-

    centual de umidade ou de slidos totais, enquanto a estabilizao

    e mineralizao da matria orgnica medida pela concentrao

    de slidos totais (ST), slidos totais volteis (STV), bem como pelo

    estgio de oxidao dos compostos nitrogenados. Existem diversos

    sistemas que possibilitam a remoo da umidade do lodo, seja de

    tanque sptico ou de ETE, por meio do processo de desaguamen-

    to, sendo os principais: centrfugas, filtros prensa e adensadores, os

    quais permitem obter um lodo com percentual de ST entre 30 e 40%

    (ANDREOLI; VON SPERLING; FERNANDES, 2001). Como alterna-

    tiva tecnolgica para esses sistemas de desaguamento, pode-se citar

    os filtros plantados com macrfitas (constructed wetlands). Esses siste-

    mas utilizados amplamente para o tratamento de esgotos domsticos

    e industriais foram adaptados com a funo de desaguamento de lo-

    dos, visando melhorar a eficincia dos leitos de secagem (COOPER;

    WILLOUGHBY; COOPER, 2004). Nesses sistemas ocorre simulta-

    neamente o desaguamento e a mineralizao do lodo. O lodo pode

    permanecer sobre o leito dos filtros plantados em operao contnua

    por longos perodos, conforme relatado por Koottatep et al. (2002).

    Os autores estudaram um sistema em escala real que est em ope-

    rao h 12 anos na Tailndia, sendo que, nesse perodo, nunca foi

    realizada a retirada de lodo dos filtros.

    Os filtros plantados com macrfitas caracterizam-se como um

    sistema natural e descentralizado para tratamento de lodos anae-

    rbios ou aerbios, com baixo custo de implantao, simplicida-

    de operacional, baixo consumo energtico e passveis de serem

    implantados nas mais diversas situaes como em pequenas co-

    munidades, reas rurais, sistemas condominiais e escolas alm de

    no necessitarem da adio de produtos qumicos para se realizar

    o desaguamento do lodo (KOOTTATEP et al., 2002; NIELSEN;

    WILLOUGHBY, 2005). Nesses sistemas, as macrfitas apresentam

    papel fundamental, pois propiciam boas condies para o processo

    fsico de filtrao, suas razes fornecem condies para aderncia

    de micro-organismos, realizam a transferncia de oxignio, possi-

    bilitam um aumento na evapotranspirao do lodo e influenciam

    no processo de secagem e mineralizao do mesmo. A ao do

    vento sob as plantas tambm permite que seus caules criem espa-

    os tubulares, os quais permitem a manuteno da drenagem do

    efluente atravs do leito (BRIX, 1997; HEINSS; KOOTTATEP, 1998;

    NIELSEN; WILLOUGHBY, 2005).

    Esses sistemas, no entanto, apresentam a desvantagem de reque-

    rerem grandes reas para implantao, um longo perodo para adap-

    tao das macrfitas ao leito e carga de lodo (HEINSS; KOOTTATEP,

    1998; UGGETTI et al., 2009). Alm disso, at o presente momento,

    no se tem critrios de dimensionamento padronizados para os fil-

    tros plantados com macrfitas para tratamento de lodo. Os filtros

    Introduo

    O baixo ndice de coleta de esgotos no Brasil 47,9% em reas

    urbanas (SNIS, 2007) tem impulsionado a utilizao de sistemas

    individuais de tratamento com vistas a proporcionar um destino

    adequado aos despejos domsticos. Entre os sistemas mais utili-

    zados no Brasil, destacam-se os tanques spticos, tendo em vista

    sua utilizao por cerca de 22% da populao brasileira (IBGE,

    2008). O uso do tanque sptico se destaca por ser uma tecnologia

    descentralizada, que permite o tratamento dos despejos in loco, no

    necessitando de grandes redes de coleta para posterior tratamento.

    Alm disso, a elevada aplicabilidade do tanque sptico est asso-

    ciada a fatores como o custo relativamente baixo de construo

    e a simplicidade operacional do sistema. No entanto, os tanques

    spticos requerem manuteno peridica, uma vez que o lodo acu-

    mulado no interior dos mesmos precisa ser removido, de forma a

    no comprometer o funcionamento do sistema e para que o tan-

    que no passe a funcionar apenas como uma caixa de passagem

    (PHILIPPI, 1993).

    At recentemente, pouca ateno tinha sido dada para o trata-

    mento e disposio final de lodo de sistemas descentralizados. O que

    ocorre normalmente que a limpeza de tanques spticos fica condi-

    cionada aos servios de empresas conhecidas como desentupido-

    ras ou caminhes limpa-fossa. No entanto, essas empresas, em sua

    grande maioria, no esto licenciadas no rgo ambiental competente

    e, muitas vezes, no fornecem uma destinao adequada do material

    coletado nos tanques spticos. Nos casos em que existe o controle

    por parte do rgo ambiental, normalmente exigido que o lodo seja

    tratado em estaes de tratamento especficas para esse efluente, ou

    que o mesmo seja encaminhado a estaes de tratamento de esgoto.

    Neste caso, importante a avaliao do impacto do lodo no funcio-

    namento da estao, pois essa situao promove muita variao das

    cargas orgnicas e inorgnicas no esgoto a ser tratado, o que pode

    ocasionar problemas no desempenho das estaes de tratamento de

    fluentes (ETE).

    Embora o lodo geralmente permanea dentro do tanque sptico

    durante o tempo necessrio para que se inicie o estgio de degrada-

    o, sua disposio final inadequada no meio ambiente pode oferecer

    problemas de sade pblica e impactos ambientais aos corpos dgua

    e ao solo. Esses impactos negativos podem ocorrer, pois o lodo possui

    uma parcela de matria orgnica no estabilizada (que proporciona

    gerao de odores desagradveis), apresenta elevada concentrao de

    bactrias e parasitas causadores de doenas, alm de possveis con-

    centraes de metais pesados, conforme os hbitos dos usurios, e

    o que foi lanado no tanque sptico. O desafio consiste em propor-

    cionar um tratamento adequado para o lodo de tanque sptico em

    termos econmicos e ecolgicos, visando tecnicamente estabiliza-

    o e mineralizao da matria orgnica, bem como inativao dos

    organismos patognicos.

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    Filtros plantados com macrfitas para o tratamento de lodo sptico

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