As suas operações apresentam dificuldades no desempenho e baixa eficiência de tratamento? Veja nessa publicação como os wetlands podem ajudar a virar este jogo!
Os wetlands construídos são sistemas biológicos de tratamento de águas, efluentes e lodos que simulam ecossistemas naturais, aliando conceitos de engenharia, biologia e química. Por ser uma tecnologia relativamente nova no Brasil, e com diversas configurações específicas, algumas pessoas ainda não conheceram os princípios de funcionamento e as diversas vantagens dos sistemas wetlands construídos. Essa momentânea falta de conhecimento, ainda gera algumas dúvidas nos processos de seleção de tecnologias. Mas nós estamos trabalhando para iluminar esse caminho!
Algumas questões recorrentes são: Os wetlands funcionam? Eles atendem os limites legais de lançamento? Quais são os tipos de wetlands e as eficiências de cada um deles? E quais são as áreas necessárias para implantação?
Efluente tratado em wetlands construídos
Nosso time escolheu 3 artigos de renomados grupos de pesquisa da área de wetlands construídos para responder a estas perguntas. Acompanhe conosco. 1) Eficiências de diferentes configurações: comparativo de 15 tipos de sistemas.
Side-by-side comparison of 15 pilot-scale conventional and intensified subsurface flow wetlands for treatment of domestic wastewater. Science of The Total Environment, 2019; volume 658, pag. 1500-1513. Autores: Jaime Nivala, Johannes Boog , Tom Headley, Thomas Aubron , Scott Wallace , Hans Brix, Sibylle Mothes , Manfred van Afferden , Roland A. Müller.
Link para acessar o artigo completo: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969718350101?via%3Dihub
Essa pesquisa foi desenvolvida por pesquisadores do UFZ - Centro Helmholtz para pesquisas ambientais - na estação experimental de Langenreichenbach, Alemanha. Nessa estação foram implantados vários sistemas wetlands com diferentes tipos de escoamento, alturas de meio suporte, tipo de meio suporte presença ou ausência de vegetação e mecanização parcial (aeração e recirculação). Os sistemas foram alimentados com uma fração dos efluentes da cidade de Langenreichenbach após decantação primária.
Os pesquisadores avaliaram ao longo de um ano de monitoramento o comportamento dos diversos sistemas. Nossa equipe selecionou as configurações mais representativos para a nossa realidade e resumiu na tabela a seguir os resultados de desempenho para concentrações efluentes (mg/L) e eficiências médias anuais para remoção de massa aplicada aos sistemas (%).
Tab. 1: Desempenho dos wetlands com relação às concentrações afluentes e efluentes
(Fonte: adaptado de Nivala et. al, 2019).
Tab. 2: eficiências médias anuais para remoção de massa aplicada aos sistemas
(Fonte: adaptado de Nivala et. al, 2019)
Os resultados dessa pesquisa mostram que quanto maior o grau de intensificação, maior é a eficiência do sistema. Mas existe um equilíbrio ideal entre intensificação e operação passiva que os wetlands alcançam.
Dois importantes arranjos são os sistemas de escoamento vertical alimentados com esgotos brutos e os sistemas aerados. Esses dois tipos de sistemas wetlands estão contribuindo muito para operações com elevada eficiência e baixo custo operacional.
No segundo artigo da nossa análise, vamos ver as eficiências dos sistemas wetlands verticais alimentados com esgoto bruto. Essa configuração tem enorme aplicabilidade para as condições brasileiras.
2) Avaliação de eficiência de 415 sistemas wetlands verticais alimentados com esgoto bruto - sistema francês.
Treatment performances of French constructed wetlands: Results from a database collected over the last 30 years. Water Science & Technology, 2015; volume 71, pag. 1333 - 1339. Autores: A. Morvannou, Nicolas Forquet, S. Michel, Stéphane Troesch e Pascal Molle.
Link para acessar o artigo completo: https://iwaponline.com/wst/article-abstract/71/9/1333/18617/Treatment-performances-of-French-constructed?redirectedFrom=fulltext
Nesse artigo, a equipe do Dr. Pascal Molle, um dos maiores pesquisadores do mundo na área de wetlands construídos, avaliou em um banco de dados de 30 anos o desempenho de 3.500 sistemas wetlands construídos implantados em pequenas comunidades na França.
Os sistemas avaliados foram o arranjo francês clássico com dois estágios de tratamento. A primeira bateria de tanques conta com três leitos em paralelo e recebe esgotos brutos com objetivo de retenção de sólidos suspensos e remoção de DBO e DQO. A segunda bateria de tanques, conta com dois leitos em paralelo, que recebem os efluentes da primeira bateria e têm como objetivo remoção avançada de DBO e DQO e nitrificação completa.
Das 3.500 estações do banco de dados, os autores selecionaram os 415 arranjos com wetlands de fluxo vertical em duplo estágio e avaliaram as eficiências tanto unicamente do primeiro, quanto dos dois estágios.
Os valores revelam eficiência de remoção de 83% de SST, remoção de 77% de DQO apenas no primeiro estágio. O arranjo com dois estágios revelou elevadas taxas de remoção alcançando 87% para DQO, 93% para SST e 84% para NTK.
As concentrações alcançadas pelo arranjo de único estágio de DQO, DBO e SST sugeriram que em regiões com condições climáticas mais quentes (tropicais), seria possível adotar apenas um estágio de tratamento reduzindo a área requerida para as estações. É o que revelam as pesquisas do DESA UFMG, que vamos comentar a seguir.
Quando o objetivo é alcançar a nitrificação total e remoção avançada de DBO e DQO, o segundo estágio do sistema francês apresenta um desempenho fantástico. Não é por menos que se tornou a solução padrão para pequenas comunidades na França!
Se em regiões de clima frio os sistemas wetlands apresentam eficiências tão elevadas, seria possível reduzir as áreas de implantação sem perder eficiência em regiões de clima quente como o Brasil? É o que vamos ver no terceiro artigo da nossa seleção!
3) Avaliação da redução de área na eficiência de tratamento de sistemas wetlands verticais em região de clima quente.
Reduction of area and influence of the deposit layer in the first stage of a full-scale French system of vertical flow constructed wetland a tropical area. Water Science & Technology, 2019; volume 80, pag. 347 - 356. Autores: Camila Maria Trein, Jorge Alejandro García Zumalacarregui, Mirene Augusta de Andrade Moraes e Marcos von Sperling.
Link para acessar o artigo completo: https://iwaponline.com/wst/article/80/2/347/69474/Reduction-of-area-and-influence-of-the-deposit
Sabemos que em áreas de clima quente a cinética da atividade microbiana é maior que em regiões de clima frio. Sendo assim, seria possível trabalhar com sistemas wetlands construídos com área reduzida em relação aos sistemas empregados em regiões de clima frio?
Foi o que revelou essa pesquisa desenvolvida pela equipe do Prof. Marcos von Sperling. O trabalho avaliou o desempenho em termos de remoção de matéria orgânica e conversão de nitrogênio, de um sistema ‘estilo francês’ composto apenas pelo primeiro estágio e utilizando apenas duas unidades em paralelo, ao invés de três, os pesquisadores também avaliaram a influência da camada de lodo acumulada na superfície do leito no desempeno do sistema. Para isso, uma das unidades operou com uma camada de depósito acumulada ao longo de 9 anos de operação, ao passo que na outra unidade a camada de lodo foi removida. O sistema possuía capacidade para tratamento de esgotos de um equivalente populacional de 100 hab.
Ao longo de 15 meses de operação os pesquisadores monitoraram esse arranjo mais compacto e observaram as seguintes eficiências de remoção:
No sistema COM camada de depósito de lodo: 72% para remoção de DQO, 80% para remoção de DBO, 85% para SST e 60% para NTK.
No sistema SEM a camada de depósito de lodo: 60% para remoção de DQO, 79% para DBO, 82% para SST e 63% para NTK.
Nessa configuração, as concentrações de DBO e DQO dos sistemas wetlands atenderam as exigências legais brasileiras para lançamento, alcançando concentrações de 57 mgDQO/L e 129 mgDBO/L. Além de boas eficiências para remoção de carga orgânica, os sistemas wetlands também demonstraram bons resultados para remoção de carga nitrogenada, com concentrações de NTK da ordem de 17 mg/L.
Esses resultados comprovam a viabilidade de trabalhar com áreas menores que as adotadas nos países de clima temperado e ainda assim cumprir com as exigências legais de lançamento de efluentes.
E aí? Vamos revolucionar as suas operações de saneamento com o Estado da Arte dos sistemas wetlands construídos? Estamos ansiosos para agendar uma conversa!
Equipe Wetlands Construídos
Construir um futuro em sintonia com o planeta.