André Baxter Barreto (Gestor Executivo – empresa Wetlands Construídos)
www.wetlands.com.br
Wetlands construídos ao redor do mundo:
o que são e para que servem
WETLAND NATURAL: Área permanente ou temporariamente alagada.
ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS: Pântanos; Brejos; Manguezais; Planície Amazônica; Pantanal; etc.
SERVIÇOS AMBIENTAIS: reciclagem nutrientes; filtragem águas, fixação carbono, etc.
WETLAND CONSTRUÍDO: área alagada artificial construída com o
propósito de tratar efluentes das atividades humanas.
Efluentes sanitários e industriais, Águas de drenagem, Lodos orgânicos, etc.
Dra. Käthe Seidel: pesquisas pioneiras sobre wetlands (1907 – 1990)
Bióloga Limnóloga | Instituto Max Planck: 60 anos de carreira
Demonstrou o potencial das plantas em degradar diversas substâncias | Sistema HIDROBOTÂNICO
www.forum.susana.org
A TECNOLOGIA
O TEMA HOJE
O TEMA HOJE
Pesquisas sobre a rizosfera e os processos de conversão de poluentes
+ de 43 conferências internacionais
específicas;
Próximas conferências:
15° ICWS 2016: Gdansk, Polônia.
O TEMA HOJE
Fonte: KADLEC e WALLACE, 2009, p. 12
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645
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Número de Publicações sobre Wetlands Construídos ao longo dos anos
fonte: scopus.com. / Acesso em Jun/2014
O TEMA HOJE
15ª Posição em publicações
~ 90 artigos internacionais
Destaques:
Prof. Enéas Salati Um dos pioneiros no Brasil
Prof. Pablo Sezerino Coordenador do blog
Wetlands Brasil
CLASSIFICAÇÃO DOS WETLANDS
Wetlands Construídos
Escoamento Superficial
Macrófitas Emergentes
Macrófitas Flutuantes
Macrófitas Submersas
Escoamento Subsuperficial
Vertical
Fluxo Descendente Não Saturado
Fluxo Descendente Saturado
Fluxo Ascendente
Para Lodos
Horizontal Fill and Drain Leito aerado
WETLANDS VERTICAIS
Sistema aeróbio
Percolação vertical do efluente
Elevada remoção de M.O
Elevada Nitrificação
Retenção de sólidos na superfície
Alimentação em Bateladas
WETLANDS para LODOS
Lodos de ETE e ETA
Desaguamento e estabilização de sólidos
Ciclos de 10 anos de operação
Torta com teor de 30 a 40% de sólidos secos
Não há ruídos
Independência de produtos químicos
Não há mecanização
Consumo de energia nulo
Lixiviados seguem para tratamento simples
WETLANDS HORIZONTAIS
Sistema anóxico
Elevada filtração
TDH elevado (1 dia ou maior)
Alimentação contínua
Remoção de metais
Remoção de patógenos,
Poluentes emergentes
Remoção de nutrientes
WETLANDS SUPERFICIAIS
•Sistema aeróbio
•Polimento final
•Oxigenação do efluente
•Remoção de coliformes e patógenos
•Remoção de nutrientes
•Beleza Cênica / Harmonia paisagística
•Atração de biodiversidade
•Armazenamento para reúso
MECANISMOS DE FUNCIONAMENTO
Reportadas na literatura aplicações para:
Metais (Pb, Zn, Cu, Ni, Hg, Se...)
Compostos inorgânicos (NO3-, NH4+ , PO43- )
Substâncias tensoativas | Surfactantes
Elementos radioativos (U, Cs, Sr)
Hidrocarbonetos derivados de petróleo (BTEX)
Pesticidas e herbicidas (Antrazine, Bentazona,
compostos clorados e nitroaromáticos)
Explosivos (TNT, DNT)
Solventes clorados (TCE, PCE)
Substâncias industriais (PCBs, PAHs)
EFICIÊNCIAS DE REMOÇÃO DE POLUENTES
Fonte: Hoffmann et al., 2011
Tratamento e pós-tratamento de efluentes SANITÁRIOS
Tratamento e pós-tratamento de efluentes INDUSTRIAIS
Lodos de ETE e ETA
Lixiviados de aterros sanitários
Drenagem ácida de MINAS
Escoamento superficial urbano, rural e industrial
Recuperação de cursos d’água poluídos
Pré-tratamento de águas para abastecimento
APLICAÇÕES
Premissas Gerais WETLANDS CONSTRUÍDOS ao redor do mundo
Premissas Gerais NEGREPELISSE Communale, França
Premissas Gerais
•Área útil: 8.400 m²
•População: ~ 4.000 EH
•Projetado para 20 anos
•Vazão: 616 m³/dia
•Início: Abril 2009
Carga Entrada
Carga Saída
DQO NTK PT
Efic. %
Cargas expressas em Equivalentes Habitacionais (EH) - 2013
NEGREPELISSE Communale, França
Premissas Gerais FRANÇA, La Brosse-Montceaux
Premissas Gerais Centro de Recepção de Lodos
Premissas Gerais Centro de Recepção de Lodos
•Área: 10 ha.
•Material de entrada: Lodos e resíduos orgânicos
•Capacidade: 50.000 t material/ano
•Produção: 3.650 t/composto.ano-1
•Tratamento do lixiviado: 15.000 m³/ano
•Sem descarte no corpo hídrico
Premissas Gerais CORÉIA DO SUL, Sihwa tidal lake
Premissas Gerais SIHWA CONSTRUCTED REED WETLAND, Coréia do Sul
Premissas Gerais SIHWA CONSTRUCTED REED WETLAND, Coréia do Sul
Samhwa
Stream
Donghwa
Stream
Premissas Gerais SIHWA CONSTRUCTED REED WETLAND, Coréia do Sul
Dados de projeto:
Vazão total = 64.800 m3/d
TDH = 2,5 a 10,6 dias
Concentrações (mg/L):
DBO afl = 10 ~30
DBO efl = 8 efl
Completo em 2005
Premissas Gerais INGLATERRA, Londres
Premissas Gerais INGLATERRA, Londres
Premissas Gerais HEATHROW Airport, Londres
Premissas Gerais HEATHROW Airport, Londres
•O efluente pode conter mais de 20.000 mgDQO/L e temperaturas de 1°C.
•Área: 2.08 ha.
•Configuração do sistema: Lagoas aeradas / Wetlands flutuantes / 12 HSSFCW aeradas
•Entrada: Escoamento superficial contaminado com Glicol (descongelamento de aeronaves)
•Vazão: 144 m3/h
•Capacidade: 3.500 kgDBO/d
•DBO desejada: <60 mg/L
Premissas Gerais ITÁLIA, Veneza, Treviso
Premissas Gerais FUSINA WETLAND, Mestre, Veneza
Premissas Gerais FUSINA WETLAND, Mestre, Veneza
Efluente doméstico
e industrial (petroquímico)
Nível terciário
110 Ha.
Vazão média – 4.000 m3/h
Concentrações (mg/L):
SST | 15 afl – 10 efl
DBO | 25 afl – 15 efl
NT | 12 afl – 6 efl
PT | 2 afl – 0,75 efl
Premissas Gerais FUSINA WETLAND, Mestre, Veneza
Premissas Gerais Borgo Verde, Preganziol, Treviso, Itália
Águas Cinzas
Tanque séptico – Wetland horizontal
Vazão total = 15 m3/d
Desinfecção UV para reuso em descargas
Completo em 2005
DQO afl 14 mg/L
DQO efl = n.d
NH4 afl = 24,4
NH4 efl = 0,8
Premissas Gerais Borgo Verde, Preganziol, Treviso, Itália
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(0 a 85) 60 58 56 56 41 50 50 68
DBO 3 4 3 3 4 5 4 4
Nutrientes 2 2 1 1 2 2 2 4
Coliformes 2 2 2 2 2 2 2 3
Área 2 2 5 5 4 5 4 2
Energia 5 5 5 5 2 2 3 5
Implant. 4 3 4 3 1 1 1 3
Oper. & Manut. 5 4 4 3 2 3 3 4
Geração Subprodutos 4 3 4 4 1 1 1 5
Vazão 4 4 2 3 3 3 3 4
Qualidade 4 4 2 3 3 3 3 4
Tóxicos 3 3 2 2 2 2 2 3
4 4 3 3 4 4 3 4
5 3 4 4 1 2 3 5
Maus odores 1 3 2 2 4 5 4 4
Ruídos 5 5 4 4 1 2 4 5
Aerosóis 5 5 5 5 1 4 5 5
Insetos e Vermes 2 2 4 4 4 4 3 4
Avaliação
comparativa dos
principais sistemas
de tratamento de
esgotos (fase líquida)
5 | mais favorável
1 | menos favorável
Custos
Requisitos
Economia R$
Eficiência na remoção %
Capacidade de resistência a
choques de carga
Menor possibilidade de
problemas ambientais
Fonte: adaptado de "Introdução à qualidade das águas e tratamento de esgotos" (von Sperling, 1996).
Simplicidade Operação &
Manutenção
Confiabilidade
MATRIZ
COMPARATIVA
MULTICRITÉRIOS
ASPECTOS COMPARATIVOS das principais técnicas de tratamento de efluentes
Potência
instalada
Potência
consumida
Lodo líquido a ser
tratado
Lodo desidratado
a ser disposto
(m²/hab.) (W/hab.) (kW/hab.ano) (L/hab.ano) (L/hab.ano)
Lagoas de Estabiliação
Lagoa Anaeróbia | Lagoa Facultativa 1,5 | 3,0 0 0 55 | 160 20 | 60 56 141 4 8
Lagoa Anaeróbia | Lagoa Facultatva | Remoção de Algas 1,7 | 3,2 0 0 60 | 190 25 | 70 94 170 7 11
Reatores Anaeróbios
Reator UASB 0,03 | 0,10 0 0 70 | 220 10 | 35. 56 94 5 7
UASB + Lodos Ativados 0,08 | 0,2 1,8 | 3,5 14 | 20 180 | 400 15 | 60 132 207 13 23
Lodos Ativados
Lodos Ativados Convencional 0,12 | 0,25 2,5 | 4,5 18 | 26 1100 | 3000 35 | 90 189 302 19 38
Lodos Ativados Batelada (Aeração Prolongada) 0,12 | 0,25 4,5 | 6,0 20 | 35 1200 | 2000 40 | 105 170 226 19 38
Reatores de Leito Fixo
Biofiltro Aerado Submerso com Nitrificação 0,1 | 0,15 2,5 | 4,5 18 | 26 1100 | 3000 35 | 90 132 226 15 28
Tanque Séptico + Biodisco 0,1 | 0,2 0 0 330 | 1500 20 | 75 226 283 19 28
Wetlands Construídos 1,5 | 3 0 0 0 0* 94 151 5 8
Custos Estimados
Fonte: adaptado de "Introdução à qualidade das águas e tratamento de esgotos" (von Sperling, 1996). Tabela de custos corrigidos pelo IGP-M para Junho| 2015
*No primeiro ciclo de limpeza (período estimado em 10 anos) há potencial de aproveitamento do lodo estabilizado e desidratado como composto orgânico.
ObraOperação e
manutenção (M.O.)
(R$/hab.) (R$/hab.ano)
Sistema de tratamento
de esgotos
Aspecto comparativo
Demanda de
área
Potência para aeração Volume de lodo gerado
AFINAL, QUANTO CUSTA?
A empresa
WETLANDS CONSTRUÍDOS
Tratamento natural de águas e efluentes
Onde queremos chegar Transformar a visão da sociedade sobre saneamento ambiental através da elegância,
robustez e eficácia das nossas soluções para preservação dos recursos hídricos
Redução de custos (implantação e operação)
Segurança hídrica pelo reuso da água
Elevado desempenho
Segurança operacional
Beleza estética e paisagística
Aproveitamento da biomassa
VALOR Propostas de
MERCADOS
Mineração
Saneamento
Empreendimentos Imobiliários
Indústria
Setor Público
Agronegócio
Projeto Executivo
Terraplanagem
Rede hidráulica
Impermeabilização
Leito filtrante
Vegetação
Acessórios | instrumentação
Itens / obras complementares
PRINCIPAIS ITENS DE CUSTO
Mão de obra
Custos de implantação competitivos - CAPEX
Baixo CUSTO de operação – OPEX
Independência de produtos químicos
Não há mecanização
Consumo de energia nulo
Não há geração de odores
Não há geração de lodo*
Não há depreciação das áreas de entorno
Ícone de marketing ambiental
VANTAGENS OPERACIONAIS E ECONÔMICAS
Projeto Executivo
Aquisição de
materiais
Execução da obra
Plantas depuradoras
Startup e operação
assistida
SERVIÇOS
Dimensionamento de wetlands construídos
Consultoria ambiental
Licenciamento ambiental
Análise de viabilidade econômica
Projetos e implantação
Operação assistida
Monitoramento ambiental
Treinamentos
Pesquisa & Desenvolvimento
Ciclo de vida do projeto
PERCENTUAL DOS SERVIÇOS SOBRE O INVESTIMENTO Pacotes de serviços da empresa Wetlands Construídos
Custos totais estão na faixa de R$ 200 a R$ 900 / m² (as 5 etapas)
1 Concepção / Projeto Executivo
2 Aquisição dos Materiais (estimativa de itens mais representativos/necessário projeto executivo)*
3 Plantas Depuradoras
4 Execução da Obra (estimativa de itens mais representativos/necessário projeto executivo)*
5 Start Up (1 semana) + Operação Assistida (1 mês)
* Percentuais podem variar conforme especificidades do projeto.
* Implantação em condições favoráveis à tecnologia (geomorfologia do terreno, localidade, necessidade de obras, equipamentos, etc.)
Relação
item de custo / investimento total
(%)
11%
38%
8%
35%
9%
100%
* Considerando faturamento direto, reduzindo custos com bitributação - Pagamento direto às subcontratadas (materiais e obra)
Itens de custo | pacotes de serviços
Total
Premissas Gerais
PARCEIROS
Premissas Gerais ACKNOWLEDGMENT
Dr. Peter Kuschk
www.wetlands.com.br
Obrigado por acreditar no futuro.
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