O ESTADO DA ARTE DA TECNOLOGIA EM SANEAMENTO … · Tratamento de esgotos Marcos von Sperling...
Transcript of O ESTADO DA ARTE DA TECNOLOGIA EM SANEAMENTO … · Tratamento de esgotos Marcos von Sperling...
O ESTADO DA ARTE DA TECNOLOGIA EM
SANEAMENTO AMBIENTAL
Tratamento de esgotos
Marcos von Sperling
Universidade Federal de Minas Gerais
Valor EconômicoSeminário Tecnologia e Eficiência em Saneamento Ambiental
8 Dezembro 2010
DESAFIOS NO TRATAMENTO DE ESGOTOS
Implantar ETEs
Desafios da ausência do tratamento de esgotos:
DESAFIOS NO TRATAMENTO DE ESGOTOS
• Receber esgotos nas ETEs (interceptores)
• Garantir o funcionamento das instalações e equipamentos
• Garantir um nível operacional adequado (treinamento)
• Garantir o atendimento à legislação ambiental ou a metas
• Incorporar a remoção de organismos patogênicos
• Incorporar a remoção de nutrientes, quando necessário
• Gerenciar o lodo produzido
• Reduzir custos operacionais
• Expandir as ETEs se necessário
• Garantir a sustentabilidade ambiental das ETEs
• Possibilitar utilização produtiva do efluente, lodo e biogás
Desafios da existência de tratamento de esgotos:
MAS O DESAFIO ESTÁ APENAS NO
TRATAMENTO DE ESGOTOS?
PNSB 2008 (IBGE, 2010)
%
SISTEMA DE ESGOTAMENTO SANITÁRIO
CUSTOS GLOBAIS DE IMPLANTAÇÃO
Fonte: von Sperling (2007); Salazar (2010)
Data base: abril 2010 (levantamento em vários sistemas); US$1,00 = R$1,70
Percentis 25% e 75%
SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS
• No Brasil, não há limitação tecnológica para o
tratamento dos esgotos
• Excelente exemplo de repasse de tecnologia das
universidades para o setor produtivo: PROSAB
• Soluções consolidadas + alternativas recentes
RESOLUÇÃO CONAMA 357/05Padrões do corpo d´água e de lançamento
Maior controle sobre os padrões de lançamento,
mas necessidade de cumprir também padrões do
corpo d’água
PARÂMETROS DE INTERESSE PARA ESGOTOS SANITÁRIOS
RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 - CORPOS DE ÁGUA DOCE
Parâmetro Unidade Águas doces
1 2 3 4
DBO5 mg/L 3 5 10
OD mg/L 6 5 4 2
N amoniacal total (pH 7,5) mgN/L 3,7 3,7 13,3
N amoniacal total (7,5<pH 8,0) mgN/L 2,0 2,0 5,6
N amoniacal total (8,0<pH 8,5) mgN/L 1,0 1,0 2,2
N amoniacal total (pH>8,5) mgN/L 0,5 0,5 1,0
Nitrato mgN/L 10,0 10,0 10,0
Nitrito mgN/L 1,0 1,0 1,0
P total (ambiente lêntico) mgP/L 0,020 0,030 0,050
P total (amb. interm. e tribut. direto lêntico) mgP/L 0,025 0,050 0,075
P total (amb. lótico e tribut. amb. interm.) mgP/L 0,10 0,10 0,15
Coliformes termotolerantes org/100mL 200 / Resol.274
1.000 / Resol.274
(b)
Difíceis de serem cumpridos !!!
SISTEMAS DE TRATAMENTO TRADICIONAIS
• Lagoas de estabilização
• Disposição controlada no solo
• Reatores anaeróbios
• Lodos ativados
• Reatores aeróbios com biofilme
Sistemas
naturais Sistemas
simplificados
Sistemas
mecanizados
Principal objetivo: redução da matéria orgânica
(nível secundário de tratamento)
ETE - CUSTOS DE IMPLANTAÇÃO
0
200
400
600
800
1000
Fa
c /
An
ae
r+F
ac
Lag
oas+
Ma
tur
UA
SB
UA
SB
+1-2
lag
oas
UA
SB
+3>
lag
oas
UA
SB
+F
iltrA
na
er
UA
SB
+F
BP
Lod
Ativ
ETEs - Custos de implantação per capita (R$/hab)
25%
50%
Max
Min
75%
Fonte: von Sperling (2007); Salazar (2010)
Data base: abril 2010 (levantamento em vários sistemas)
US$1,00 = R$1,70
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
Anaeróbia - Facultativa
ETE Lins - SP
Desafios: redução de área; redução dos SS efluentes; redução
de odores; gerenciamento do lodo da lagoa anaeróbia
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
Anaeróbia – Facultativa - Maturação
ETE Maracanaú - CE - 1 LAn + 1 LF + 3 LM (100 ha)
Desafios: idem itens anteriores + utilização do efluente para
irrigação
DISPOSIÇÃO CONTROLADA NO SOLO
Leitos cultivados de fluxo horizontal subsuperficial
ETE Experimental UFMG / COPASA
Unidade plantada
Unidade não plantada
ETE UFMG – Copasa (50 hab cada)
Desafios: reduzir
colmatação; gerenciamento
da vegetação (poda e
destinação)
REATORES ANAERÓBIOS
Reator UASB
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA
Ferro-cimento; 250 hab
REATORES ANAERÓBIOS
Reator UASB
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA
UASB + filtro biológico percolador
Fibra de vidro; 500 hab
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA
UASB; Aço carbono; 700 hab
REATORES ANAERÓBIOS
Reator UASB
ETE Onça, Belo Horizonte (COPASA)
1 milhão de habitantes
REATORES UASB
Desafios
Afluente- Contribuição de
águas pluviais
- Materiais inertes
- Óleos e graxas
Lodo- Materiais inertes
- Patógenos
- Desidratação
Efluente- Remoção de H2S
- Remoção de CH4
- Recuperação de
energia?
Biogás- Tratamento
- Recuperação de energia
Gás residual- Tratamento
- Recuperação de energia?
Fonte: adaptado de Chernicharo (2010)
Desafios adicionais: controle de maus odores, corrosão e
escuma
LODOS ATIVADOS
ETE Arrudas - BH
Desafios: boa sedimentabilidade do lodo; redução do
consumo energético; incorporação da remoção de nutrientes
LODOS ATIVADOS
Avanços no sistema
MBBR (Moving Bed Bio Reactors)
Reatores de leito móvel aumento da biomassa
Fonte: Veolia
LODOS ATIVADOS
Avanços no sistema
MBR (Membrane bioreactors)
Fonte: sites de Trigua e Membrane Technology
LODOS ATIVADOS
Avanços no sistema
Remoção de nitrogênio por rotas
microbiológicas alternativas
Fonte: imagem de Wikipedia
Exemplo: Anammox (ANaerobic AMMonium
Oxidation)
Parte da amônia é oxidada a nitrito; a amônia
restante e o nitrito são convertidos a N2
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME
Filtro biológico percolador
Desafios: atingir nitrificação; reduzir custos de materiais
suporte sintéticos
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME
Reator UASB - filtro percolador
Sanepar – ETE Sul Londrina (224.000 hab)
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME
Reator UASB - filtros percoladores
ETE Experimental Arrudas – UFMG / COPASA
REATORES AERÓBIOS COM BIOFILME
Filtros percoladores – pesquisa de meios suporte
Conduíte
220 m2/m3
Escória alto-forno
60 m2/m3
Downflow Hanging Sponge (DHS)
87 m2/m3 (retenção de biomassa intersticial)
Anéis plásticos
80 m2/m3
SISTEMAS DE TRATAMENTO AVANÇADO DE
EFLUENTES
MEMBRANAS
Fonte: Silva (SMARH, 2008), adaptado de AWWA (1998) e Koch membranes (2010)
SISTEMAS DE TRATAMENTO AVANÇADO DE
EFLUENTES
PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (POA)
Remoção de compostos de difícil degradação:
H2O2, UV, UV/H2O2, Fe2+/H2O2, UV/Fe2+/H2O2
(reagentes Fenton, fotofenton)
Fonte: DESA (2010)