Se você está envolvido com a tomada de decisão sobre as tecnologias de saneamento na sua empresa, este artigo pode te ajudar.
A escolha da melhor Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) para uma dada situação exige uma análise de diversos aspectos técnicos, econômicos e ambientais. Eficiência, estabilidade, simplicidade, custo operacional e sustentabilidade são alguns dos pilares que norteiam os profissionais da área na seleção da tecnologia de tratamento a ser utilizada. Nesta análise, será que você já conhece as principais vantagens das ETE Wetlands se comparadas com as ETE convencionais ou ETE compactas?
Conheça agora 7 razões para escolher uma ETE Wetlands em vez de uma ETE convencional ou de ETE compacta.
Fotos: ETE Wetlands (esquerda) X ETE convencional compacta (direita). Fonte: acervo próprio.
1) MAIOR ESTABILIDADE NO DESEMPENHO
Um dos maiores desafios de uma ETE é resistir bem às oscilações de vazões e cargas nos esgotos afluentes. Em aspectos hidráulicos, quando uma ETE recebe um pico de vazão, seja por um período mais curto ou mais longo, vários problemas operacionais podem ocorrer. Por exemplo, quando essa ETE possui um reator UASB como primeira etapa de tratamento, os picos hidráulicos podem levar ao arraste da manta de lodo e desprendimento de sólidos junto ao efluente final. Por consequência, esse fenômeno leva à deterioração da qualidade do efluente final ou acarreta outros problemas operacionais nas etapas de pós-tratamento. Outros fenômenos que podem ocorrer são a redução no TDH (Tempo de Detenção Hidráulica) da ETE e a redução na eficiência do tratamento. De modo geral, quanto mais compacta for a ETE, mais susceptível a este tipo de problema ela será.
Por serem mais compactas, as ETE convencionais também possuem menor capacidade de amortecimento e diluição de choques de carga orgânica, de sólidos ou de elementos potencialmente tóxicos ao processo de tratamento. Por exemplo, numa ETE por lodos ativados que recebe pulsos oscilando entre elevadas e baixas concentrações de matéria orgânica e não possui capacidade de amortecer estes picos, as eficiências de remoção na ETE podem se reduzir bastante. Isso também traz impactos à relação Alimento-Microrganismo, ao tipo de floco de lodo formado e à sua sedimentabilidade no decantador secundário.
A situação se agrava quando as oscilações nas correntes afluentes são mais bruscas, como no caso de um prédio administrativo numa indústria, por exemplo. Nestes casos há uma concentração da geração de esgotos num determinado período do dia, de 06:00 às 18:00, e sem alimentação de 18:00 às 06:00, sendo que de 11:00 às 14:00 há um pico de carga orgânica pelas atividades no refeitório e cozinha industrial. Assim, o funcionamento da ETE fica prejudicado por não haver as condições ideais de estabilidade para que ocorram os processos biológicos de degradação. Quando isso ocorre, há indicação para a instalação de tanques de equalização e/ou processos que operem por bateladas.
As ETE Wetlands, por serem processos naturais e extensivos de tratamento, possuem maior capacidade de resistência a estas oscilações. Os wetlands de escoamento vertical, por exemplo, são alimentados por pulsos de esgoto bruto, o que elimina o problema dos choques hidráulicos, uma vez que é inerente ao seu funcionamento a alimentação em bateladas. Esse regime de alimentação requer o armazenamento de determinados volumes do esgoto para aplicação a cada hora, o que contribui para a equalização dos esgotos. O fato de serem reatores de biomassa aderida também garante que não haja perda do biofilme para o efluente final. Ou seja, o sistema se autorregula em termos hidráulicos.
Além da resistência aos choques hidráulicos pela sua forma de alimentação, os wetlands construídos também são resistentes aos choques de carga. Por serem reatores de biomassa aderida de baixíssima carga, (da família dos filtros biológicos percoladores), recebem finas lâminas de esgoto por unidade de área. A alimentação em pulsos horários, além de homogeneizar os esgotos a cada batelada, permite as condições ideais para que o ávido biofilme aderido promova a remoção de DBO, DQO e N amoniacal.
Ou seja, diferente do que ocorre com ETE compactas, o gráfico de monitoramento de efluentes tratados com as ETE Wetlands é estável e pouco dependente das oscilações de carga e vazão.
Foto: Série histórica de valores de DQO afluentes e efluentes em um sistema wetlands vertical de único estágio (1,2m²/hab.).
2) ELEVADA EFICIÊNCIA DE TRATAMENTO
Diferentemente de sistemas mais simplificados, como Fossa + Filtro Anaeróbio ou UASB + Filtro Anaeróbio, os wetlands construídos apresentam elevada eficiência de tratamento para os mais diversos contaminantes. No caso dos efluentes sanitários os principais elementos alvo de remoção e as eficiências dos wetlands construídos são: DQO (>80%), DBO (>85%), Sólidos Suspensos (>85%) e Nitrogênio Amoniacal (>60%).
3) SIMPLICIDADE E BAIXOS CUSTOS OPERACIONAIS
Simplicidade operacional e custo de operação. Estes são dois dos principais aspectos chave para a seleção de tecnologias de tratamento de esgotos. Nesse sentido, os reatores anaeróbios, sejam UASB ou fossa séptica tradicional, ainda são amplamente escolhidos como alternativa tecnológica para o tratamento de esgotos em indústrias e municípios dados sua relativa simplicidade operacional e relativos baixos custos. Vale mencionar que o Brasil possui o maior parque de reatores anaeróbios do mundo, sendo os reatores UASB a segunda tecnologia predominante no Brasil, após as lagoas de estabilização.
Mas essa “simplicidade” operacional não é tão simples assim nos UASB... O controle da manta de lodo e o gerenciamento da escuma não são tarefas simples. Sem contar que a queima dos gases gerados no processo é extremamente complicada em ETE de pequeno e médio porte. Outro ponto importante é que estes reatores necessitam de unidades complementares de pós-tratamento, o que agrega mais um processo de tratamento à sequência de reatores e traz suas consequentes rotinas operacionais. Esses aspectos associados à baixa qualificação de mão de obra nos municípios de pequeno porte leva este tipo de ETE a falhas operacionais, mesmo que com rotinas consideradas simples pelos projetistas e tomadores de decisão. Na prática a situação é outra!
Nesses arranjos, os custos operacionais são tidos como mais baixos do que as tecnologias aeróbias convencionais, obviamente pela ausência do consumo de energia elétrica. Entretanto, ainda existem os custos com o gerenciamento dos lodos, seja utilizando processos mecanizados, leitos de secagem ou bags de desaguamento.
Nos wetlands construídos as rotinas são bastante simplificadas, de fato. A principal atividade a se realizar, além da limpeza do tratamento preliminar que é inerente a qualquer tipo de sistema de tratamento, é a manobra de registros para alimentação escalonada dos leitos e o corte sazonal da vegetação que cresce sobre o leito. Em ETE para até 2.000 pessoas é viável a utilização de sifões automáticos que garantem a alimentação automática dos leitos, eliminando problemas associados à manutenção de bombas.
Mas o principal fator que leva aos baixos custos operacionais, além da independência de energia elétrica e a simplicidade operacional, é a conversão passiva dos lodos da ETE em composto orgânico e a sua remoção dos leitos em intervalos de 10 anos. Esse aspecto dos wetlands construídos é imbatível e traz expressivas reduções de OPEX.
4) COMPOSTAGEM PASSIVA DE LODOS COM REMOÇÃO A CADA 10 ANOS
O gerenciamento dos lodos de ETE é uma das rotinas mais trabalhosas das operações de saneamento. Especialmente em municípios de pequeno porte ou indústrias, geralmente se utilizam os leitos de secagem por serem mais econômicos do que os equipamentos de desidratação mecanizada. Nesses casos, os operadores entram em contato com o lodo de esgoto ainda não higienizado o que trás riscos relacionados à higiene ocupacional. Além disso, as rotinas de limpeza dos leitos de secagem podem ser extremamente extenuantes, pois ocorre manualmente pelos operadores. Como é necessário limpar os leitos a cada 15-20 dias para liberá-los para receber uma nova carga de lodo, essa rotina é uma das maiores lamentações dos operadores.
Mesmo após a secagem nos leitos, o lodo final ainda apresenta elevado valor de umidade (da ordem de 30%) e ainda não é estabilizado. Geralmente este material segue para o aterro sanitário trazendo elevados custos de destinação.
Nos wetlands construídos o gerenciamento dos lodos é muito mais simples e eficiente. Como os esgotos brutos são alimentados alternadamente sobre os leitos, uma fina camada de sólidos vai se acumulando, mineralizando passivamente e formando um depósito de lodo. Essa camada cresce de 1 a 2 cm a cada ano. Ao final de 10 anos, ocorre a raspagem desse material que está estabilizado, higienizado e atende às restrições legais para uso agrícola de lodo de esgoto. É a economia circular na prática!
5) NÃO EMITE ODORES
Os wetlands construídos são sistemas aeróbios de tratamento e, por isso, sabemos que não ocorre a exalação de H2S, o gás sulfídrico, responsável por tantos transtornos com os vizinhos das ETE anaeróbias.
Em sistemas utilizando reatores anaeróbios, mesmo em pequenas comunidades, é comum o desconforto da comunidade vizinha à ETE pelos maus odores gerados. Esse fato é inevitável nos sistemas anaeróbios, a menos que se implante um sistema de tratamento dos gases emanados pelo reator e volatilizados pelo efluente final, o que ainda é um entrave para pequenas populações.
Com os wetlands construídos, não há odores, apenas o ruido do vento na vegetação!
Foto: Sistema wetlands construídos implantado na Inglaterra, 2019. Fonte: acervo próprio.
6) REDUZ EMISSÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA
Ainda com relação aos gases, é importante destacar o papel da infraestrutura de tratamento de esgotos para um cenário de mitigação de mudanças climáticas e transição para uma economia de baixo carbono.
Segundo os relatórios do IPCC, os sistemas wetlands construídos possuem um fator de emissão de metano até 80 vezes inferior ao dos reatores anaeróbios! A diferença é extrema! A tabela a seguir demonstra os fatores de emissão per capita para os diferentes sistemas de tratamento em função do fator de conversão de metano (MCF) e das eficiências típicas de remoção de DBO.
Fonte: dados elaborados a partir de metodologia do IPCC, 2019. (IPCC. International Panel on Climate Change. 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Volume 5: Waste, Chapter 6: Wastewater Treatment and Discharge; 2013 Supplement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Wetlands.)
A título de exemplo: Uma ETE para 2.000 pessoas usando a tecnologia dos Reatores anaeróbios sem queima de gás emitiria anualmente 15,3 toneladas de CH4 para a atmosfera, enquanto uma ETE usando a tecnologia wetlands construídos emitiria 0,24 toneladas de CH4. Ou seja, uma diferença de 63 vezes!
Num cenário de Economia de Baixo carbono, o papel do setor de saneamento na escolha de tecnologias limpas é fundamental. Clique aqui e conheça mais sobre a relação entre os wetlands construídos e os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).
7) EXCLUSIVA HARMONIA PAISAGÍSTICA
A única tecnologia de tratamento de esgotos que permite a criação de uma obra de arte de paisagismo são os sistemas wetlands construídos. Nenhuma outra opção de tratamento permite uma integral inserção na paisagem, aproveitando as curvas do terreno e usando a vegetação para mimetizar com a paisagem.
Esse atributo dos wetlands construídos é uma característica única e de grande valor estético e de bem estar. Seja em uma cidade ou em uma planta industrial, estes sistemas podem ser implantados com a lógica de ressaltar a importância dos recursos hídricos e dos ecossistemas aquáticos.
E então, o que você achou dessas razões? Vamos avaliar a viabilidade de ter uma ETE Wetlands no seu município, distrito ou indústria?
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