Como é possível tornar o tratamento desses efluentes operações mais sustentáveis, aliando simplicidade operacional, baixo custo de operação, confiabilidade e economia circular?
Para responder a essa questão, precisamos primeiramente definir conceitos e fundamentos do tratamento de efluentes sanitários industriais. Assim, nesse artigo você percorrerá os seguintes tópicos:
1. Definição da nomenclatura
2. Características dos efluentes sanitários industriais
3. Etapas do tratamento desses efluentes
4. Processos biológicos mais utilizados
5. Atendimento à legislação
6. Como escolher uma ETE
7. Vantagens da tecnologia wetlands para o tratamento de efluentes sanitários industriais
Vamos lá?
1. DEFINIÇÃO DA NOMENCLATURA
A fim de facilitar a nossa conversa, a nossa equipe adotou uma nomenclatura para os diferentes tipos de efluentes, veja:
1.1 - Efluente de processo industrial
Essa terminologia compreende os resíduos líquidos gerados no processo de fabricação de um determinado produto. Cada segmento industrial gera um efluente distinto inerente ao tipo de atividade desenvolvida e que precisa ser avaliado a priori para a identificação da melhor forma de tratamento.
Por exemplo, os efluentes gerados na produção de lácteos possuem características químicas e físicas diferentes dos efluentes gerados na fabricação de produtos têxteis. Assim, é necessário personalizar o tratamento para atender às particularidades de cada tipo de efluente e garantir que o tratamento seja eficaz e seguro.
1.2 - Efluente sanitário industrial
Os efluentes sanitários industriais são os resíduos líquidos de um empreendimento, com exceção do efluente do processo industrial (descrito acima). São originários de áreas como: vestiários, sanitários, refeitório e cozinha.
Assemelha-se ao sanitário municipal, mas com algumas dinâmicas diferentes. Na grande maioria das vezes, por exemplo, a rede é mais curta e o consumo de água é menor gerando um efluente mais concentrado, assim, mais carregado em matéria orgânica e sólidos.
Outra grande diferença é que os efluentes sanitários municipais são mais uniformes em termos de vazão e qualidade. Já nos efluentes sanitários industriais, esses parâmetros oscilam mais, isso porque cada empreendimento utiliza a água de maneira diferente e nem sempre o uso é continuo como nas cidades. A contribuição per capita também varia de acordo com o tipo e tamanho do estabelecimento.
Por exemplo, uma mineradora com 120 funcionários com vestiário e refeitório no local, gera um efluente mais carregado em matéria orgânica e sólidos e com vazão mais elevada em comparação a um escritório com 50 funcionários e banheiros (sem chuveiros), onde cada pessoa leva sua própria refeição, e é sobre esses parâmetros que falaremos no próximo item!
2. CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES SANITÁRIOS INDUSTRIAIS
2.1 - Vazão;
A determinação da vazão diária dos efluentes sanitários industriais depende de uma série de fatores, mas principalmente - como citamos anteriormente - das atividades desenvolvidas no local! A ABNT/NBR 7229 estima a produção de esgoto sanitário em litro por dia para diferentes atividades, como revela a tabela a seguir:
Fonte: Adaptado de NBR 7229, ABNT
Outro fator importante para a determinação da vazão é a existência de ligações parasitárias de drenagem pluvial na rede de coleta de esgotos. Em efluentes sanitários municipais, essa prática é mais comum devido à maior extensão da rede, o que pode gerar um efluente com maior vazão, mas com menor concentração de poluentes, uma vez que essas substâncias serão diluídas na água da drenagem pluvial.
Há também que se destacar o regime de funcionamento estabelecimento. Se, por exemplo, a indústria opera 24 horas por dia, a vazão será mais constante do que uma empresa que funciona apenas por 12 horas, o que influencia na maneira como o efluente deve ser tratado na ETE.
2.2 - Qualidade;
A qualidade do efluente é determinada considerando a presença e concentração de substâncias químicas, físicas e biológicas. Parâmetros como: demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais, compostos orgânicos, nutrientes e outros, dependem principalmente de como a água é utilizada no local.
Já a qualidade final do efluente geralmente é determinada pelas normas e regulamentações ambientais locais, que estabelecem limites para esses parâmetros e outros indicadores de qualidade. Falaremos disso em um próximo item (Atendimento à legislação).
Cada indústria possui sua particularidade e precisa ser avaliada de forma separada, considerando as suas especificidades para entender qual a melhor solução a ser implementada!
3. ETAPAS DO TRATAMENTO
As primeiras etapas do tratamento de esgoto sanitário industrial são destinadas para a remoção dos sólidos, a partir de processos físicos.
É muito importante que o sistema implantado possua caixa de gordura e um bom tratamento preliminar para remover os materiais sólidos, posto que quanto mais essas substâncias são removidas, menor é a carga resultante, em termos de DBO, DQO e sólidos. Assim feito, consequentemente, o processo de tratamento terá melhor desempenho.
Em alguns casos, é importante ter um tanque de equalização. Essa etapa é responsável por manter uma vazão média afluente no sistema , pois como dito no item “Vazão”, essa carga em muitas indústrias não é uniforme ao longo do dia e isso traz dificuldades operacionais para a ETE.
O próximo passo é o tratamento biológico que pode ser feito por diversas tecnologias e processos. Esses processos podem ser divididos em:
Aeróbio
Anaeróbio
Combinado
Quando necessário, é ainda possível adicionar o polimento do efluente, caso a empresa tenha interesse no reuso.
Além dessas etapas, o processo de tratamento deve ser continuamente monitorado e ajustado para garantir a eficiência e a segurança do tratamento.
A seguir a gente fala um pouco mais sobre os processos do tratamento biológico. Acompanhe com a gente.
4. PROCESSOS BIOLÓGICOS MAIS UTILIZADOS
O tratamento biológico é destinado à remoção de matéria orgânica através de reações bioquímicas realizadas por microrganismos, com o objetivo principal de transformar os poluentes em subprodutos inofensivos, voláteis ou biodegradáveis.
4.1 - Tratamento anaeróbio
O tratamento anaeróbio ocorre na ausência de oxigênio. Nessa tipologia, os microrganismos convertem matéria orgânica em metano, gás carbônico e biomassa (lodo). Devido às condições anaeróbias, o processo de conversão da matéria orgânica é mais lento e consequentemente a produção de lodo é menor, tendo em vista que a taxa de crescimento microbiano é inferior. As tecnologias comumente utilizadas são as lagoas anaeróbias, os tanques sépticos e os reatores anaeróbios, como os UASB por exemplo.
Apesar das suas baixíssimas demandas operacionais, são sistemas que têm muita dificuldade em atender a legislação com consistência. São processos que não removem dois parâmetros importantes que estão em algumas legislações estaduais: amônio e surfactantes.
Em outros parâmetros como DBO, DQO, óleos e graxas a remoção é um pouco maior, mas ainda sim de maneira limitada. Como exemplo vemos os reatores UASB (tecnologia largamente utilizada no Brasil) onde as eficiências típicas de remoção da matéria orgânica tratando esgoto doméstico são em média de 65% (von Sperling, 2014).
Apesar de sistemas anaeróbios gerarem menos lodo do que sistemas aeróbios. Em muitas indústrias a limpeza é feita com elevada frequência, isso demonstra a falta de entendimento sobre o processo que está instalado, ou revelando, também, uma sobrecarga do sistema implantado.
Uma rotina muito comum no meio das tecnologias anaeróbias é quando, por exemplo, um sistema fossa-filtro não atende aos parâmetros mínimos legais exigidos e a indústria solicita a limpeza do sistema e uma nova coleta, na expectativa de que assim o sistema venha a atender; isso não resolve o problema! O impasse se encontra no tipo de processo, que é totalmente anaeróbio, pouco eficiente para alguns parâmetros e nada eficiente para outros! A solução definitiva é a troca de processo para tecnologias mais sofisticadas, como as aeróbias, por exemplo.
4.2 - Tratamento aeróbio
No tratamento aeróbio o processo biológico de tratamento ocorre com a presença de oxigênio. A rota de remoção de poluentes se dá através de uma biomassa que precisa de oxigênio para respirar. Dessa forma, o reator exige aeração forçada, feita por aeradores mecânicos, o que confere ao sistema maior demanda de energia elétrica se comparado aos processos de tratamento anaeróbios.
Os sistemas aeróbios mais comuns são os de Lodos Ativados, e suas variações, mas também existem os Biofiltros Aerados Submersos, os Biodiscos e os MBBR (Moving Bed Bioreactor).
4.3 - Sistemas combinados
A combinação dos processos aeróbios e anaeróbios, também é uma opção! Esses arranjos são muito interessantes pois lidam bem com os obstáculos citados.
As ETE compactas lançam mão dessas combinações. No entanto, esse tipo de sistema compacto apresenta particularidades para garantia de desempenho. Em um dos nossos artigos nós abordamos como funciona uma ETE compacta, acesse: https://www.wetlands.com.br/post/tratamento-de-esgotos-como-funciona-uma-estacao-de-tratamento-de-efluentes-compacta
4.4 - Wetlands construídos
Os sistemas wetlands construídos são sistemas mundialmente utilizados, sendo uma tecnologia de tratamento extensiva e com taxas de carregamento relativamente baixas, onde processos aeróbios e anaeróbios podem ocorrer simultaneamente ou de maneira separada, dependendo da configuração adotada.
Essa tecnologia é uma alternativa sustentável e eficiente para o tratamento de efluentes, oferecendo inúmeras vantagens em relação a outros sistemas convencionais. A presença de áreas aeróbias e anaeróbias permite uma ampla gama de processos biológicos que contribuem para a remoção de poluentes. Além disso, a falta de descarte e rotinas complexas de gestão de lodo, aliada à possibilidade de reúso da biomassa vegetal formada, torna o sistema ecologicamente correto e economicamente viável.
Outro aspecto importante dos sistemas wetlands é a simplicidade operacional, com rotinas de manutenção mínimas e sem a necessidade de mão de obra especializada, elementos eletromecânicos ou produtos químicos. Essa simplicidade operacional se traduz em economia de custos e menor impacto ambiental.
São inúmeras as vantagens dessa tecnologia, clique aqui e conheça mais. Veja também as principais diferenças de uma ETE compacta e uma ETE Wetlands: https://www.wetlands.com.br/post/7-razões-para-você-trocar-a-sua-ete-convencional-por-uma-ete-wetlands.
5. ATENDIMENTO À LEGISLAÇÃO
A Resolução Conama 430 de 2011 dispõe sobre as condições e padrões, mínimos, de lançamento de efluentes a nível nacional. Mas os estados, geralmente, apresentam legislações mais restritivas.
Em Minas Gerais (COPAM/CERH-MG 01/22) prevê os seguintes parâmetros de lançamento para sistemas de esgotos sanitários:
DBO: até 60 mg/L ou tratamento com eficiência de redução em no mínimo 70%;
DQO: até 180 mg/L ou tratamento com eficiência de redução em no mínimo 65%;
Nitrogênio amoniacal total: 20 mg/L (alterado após nova deliberação normativa de MG, veja tópico a seguir);
Alguns parâmetros são especificados na legislação de cada estado e devem ser consultados separadamente!
Os wetlands estão em total conformidade com a legislação nacional 430/11 bem como com as legislações estaduais de Minas Gerais, São Paulo (Decreto n.º 8.468/76), Rio de Janeiro (NT-202.R-10 e DZ-215.R-4), Rio Grande do Sul (CONSEMA nº 355/2017) e similares!
Em um recente trabalho, o Prof. Marcos von Sperling avaliou o desempenho em termos de remoção de matéria orgânica e conversão de nitrogênio, de um sistema wetlands ‘estilo francês’, composto apenas pelo primeiro estágio, utilizando apenas duas unidades em paralelo, ao invés de três. Como resultado, o sistema atingiu as exigências legais brasileiras para lançamento, alcançando concentrações de 17 mg/L para nitrogênio kjeldahl total (NTK) e 57 mgDQO/L.
Já a equipe do Dr. Pascal Molle, 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 tratamentos e dentre os 3500 sistemas 415 foram selecionados, sendo todos de fluxo vertical. Esse estudo revelou elevadas taxas de remoção dos sistemas, alcançando 87% para DQO, 93% para SST e 84% para NTK.
Confira um pouco mais desses estudos clicando aqui.
Nova Deliberação Normativa de Minas Gerais
A nova Deliberação Normativa Conjunta do Conselho Estadual de Política Ambiental (COPAM) e do Conselho Estadual de Recursos Hídricos (CERH) de Minas Gerais definiu novos parâmetros para o lançamento de esgotos sanitários em corpos d'água.
Em especial, o lançamento do nitrogênio amoniacal proveniente de sistemas de tratamento de esgotos sanitários, deverá ser inferior a 20 mg/L. Anteriormente esse padrão não era exigido. Assim, os sistemas já implantados e/ou licenciados deverão se adequar! Na tabela abaixo você pode conferir o prazo para adequação que depende da capacidade instalada de cada empreendimento.
Fonte: Adaptado de Minas Gerais, 2022
Isso implica que os processos de tratamento empreguem pelo menos uma etapa de tratamento aeróbio para a remoção de parte do nitrogênio amoniacal. Dessa forma, as estações que estão em planejamento precisam se atentar a essa nova norma e se planejarem para a implantação de uma tecnologia parcialmente ou completamente aeróbia.
Confira a nova DN na íntegra: http://www.siam.mg.gov.br/sla/download.pdf?idNorma=56521
6. COMO ESCOLHER UMA ETE
Conforme recomenda a ABNT NBR 12.209/2011 (Projeto de estações de esgoto sanitário), a seleção de uma entre as diversas tecnologias disponíveis, deve ser realizada com base em uma análise multicritérios que leve em conta os seguintes aspectos:
1) Aspecto técnico-operacional
Intensidade da rotina operacional (controle diário / controle semanal / controle quinzenal);
Sensibilidade a problemas/falhas operacionais (descarte de lodos, limpeza de equipamentos, troca de equipamentos, interrupção de energia, falha na dosagem de produtos químicos).
2) Aspecto econômico
Consumo energético (aeradores, bombas de recirculação, elementos eletromecânicos);
Custo operacional.
3) Aspecto ambiental
Geração de subprodutos (lodo, escuma, odores, gases);
Confiabilidade do processo em atender os objetivos de tratamento (legislação ambiental, água para reúso);
Harmonia com o entorno (estética, apropriação da comunidade, percepção do usuário sobre a ETE)
Os sistemas wetlands construídos são uma das únicas tecnologias de tratamento de efluentes, passiva e biológica, que permitem uma interação harmoniosa com as áreas e comunidade de entorno. A presença da vegetação no sistema e a ausência de odores, ruídos e aspectos visualmente desagradáveis transforma o olhar dos usuários sobre o tratamento dos esgotos e contribuem para a formação de uma cultura de educação ambiental.
A análise do custo total de propriedade é crucial ao escolher uma tecnologia para tratamento de efluentes, levando em consideração investimento, custos operacionais, vida útil, manutenção, substituição e impactos ambientais e sociais. A escolha deve ser baseada em uma análise completa e criteriosa, garantindo a sustentabilidade da operação e contribuindo para a preservação do meio ambiente e saúde pública.
“Ainda que o lado econômico seja fundamental, (...) nem sempre a melhor alternativa é (...) a que apresenta o menor custo em estudos econômico-financeiros. (...) deve-se buscar um equilíbrio entre os diversos aspectos, vinculados à realidade em foco.” (Von Sperling, 2014, p. 353)
Como se vê, a melhor tecnologia não será a mais barata, a mais eficiente, a mais simples ou a mais difundida, mas aquela que melhor atender os diversos condicionantes locacionais.
Por isso é necessário realizar um estudo de viabilidade técnica da operação. A nossa empresa oferece esse serviço! Entre em contato com a gente: https://www.wetlands.com.br/contato.
Leia mais sobre esse tópico em: Tecnologias de tratamento de efluentes: como escolher?
7. VANTAGENS DA TECNOLOGIA WETLANDS PARA O TRATAMENTO DE EFLUENTES SANITÁRIOS INDUSTRIAIS
Os sistemas wetlands construídos apresentam diversas vantagens para o tratamento de efluentes sanitários industriais, aliado aos benefícios já citados nesse artigo, podemos destacar: a capacidade de lidar com oscilações de vazão, baixo consumo de energia elétrica, ausência de maus odores, integração paisagística, tratamento natural e sustentabilidade ambiental, eficiência na remoção de parâmetros exigidos, apresentando eficiências típicas de até 90% de remoção dos principais parâmetros (DBO e DQO) e mais de 80% para nitrogênio amoniacal.
Além disso, a tecnologia é consolidada internacionalmente e está em sintonia com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU e conceitos de Economia Circular.
E aí, vamos juntos fazer do Brasil um lugar mais saneado?
Equipe Wetlands Construídos
Faça parte do futuro