CARACTERISTICAS DE LODOS EXTRADOS DE DIVERSOS TIPOS DE LAGOAS DE ESTABILIZAO NO ESPRITO SANTO

Ricardo Franci Gonalves(1)

Engo Civil e Sanitarista - UERJ (1984), Ps-graduado em Enga de Sade Pblica - ENSP / RJ (1985), DEA - Cincias do Meio Ambiente - Univ. Paris XII, ENGREF, ENPC, Paris (1990), Doutor em Engenharia do Tratamento e Depurao de guas - INSA de Toulouse, Frana (1993), Profo Adjunto I do Depto de Hidrulica e Saneamento e do Programa. de Mestrado Engenharia Ambiental/Universidade Fed. do Esprito Santo.

Paulo Sergio Gomes Mller

Engo Agrnomo / UFRRJ (1995); mestrando em Enga Ambiental - UFES (desde 1996).

Cludio Gomes do Nascimento

Engenheiro Civil / UFV (1995); mestrando em Engenharia Ambiental - UFES (desde 1996).

Carla Toniato

Biloga / UFES

Rafaela

Endereo(1): Departamento de Hidrulica e Saneamento - Universidade Federal do Esprito Santo - Agncia FCAA - CP 01-9011 - CEP: 29060-970 - Vitria - ES - Tel: (027) 335-2857 - Fax: (027) 335-2650 - e-mail: franci@npd1.ufes.br.

RESUMO

A produo de lodo em diversas lagoas de estabilizao no mecanizadas em operao no Esprito Santo foi estudada. Dados sobre a quantidade e a qualidade dos lodos produzidos em trs sistemas australianos e em uma lagoa facultativa primria, bem como dados sobre a produo de lodos em uma lagoa aerada com bacia de sedimentao, so apresentados. Os resultados das batimetrias indicam um significativo acmulo de lodo nas lagoas anaerbias dos sistemas australianos de Eldorado e Porto Canoa. Em ambos os casos, no h registros de descargas de lodo durante todo o perodo de operao (mais de 15 anos). A taxa de acumulao de lodo verificada nesses casos foi de 7,66 cm / ano e 5,35 cm / ano ou 0,023 l/hab.dia a 0,026 l/hab.dia respectivamente. Nas lagoas facultativas dos sistemas australianos, foi constatado um acmulo mnimo de lodo, com camadas localizadas com menos de 20 cm de altura. A taxa de acumulao de lodo na lagoa facultativa primria de Mata da Serra foi de 1,53 cm/ano ou 0,07 l/hab.dia, resultante da formao de uma camada de lodo com altura mdia de 26,7 cm em 18 anos de operao.

PALAVRAS-CHAVE: Lodo, lagoas de estabilizao, metais pesados, helmintos

INTRODUO

No Esprito Santo esto localizados um grande nmero de lagoas de estabilizao que na sua grande mairoria so gerenciadas pela Companhia Esprito Santense de Saneamento (CESAN). Estas lagoas que esto em funcionamento, algumas, ha pelo menos quinze anos sem que haja registros de descargas ocasionais, esto com eficincia reduzida comprometendo o tratamento de esgotos domsticos e contaminando os mananciais locais.

Tendo em vista que o volume de lodo acumulado chega a 1,40m de altura mdia na lagoa de Eldorado, podendo chegar a 2,0m; e teor de slidos totais variando de 7,0% na superfcie e em alguns pontos chegando a 26,3; quando no ato da retirada dever resultar em um grande volume de lodo que dever ser conduzido a local adequado para melhor aproveitamento das potencialidades do material.

Tomado conhecimento da gravidade do problema, se faz necessrio um estudo das caractersticas fsico-qumicas e biolgicas do material produzido como sub produto do tratamento de esgotos para melhor compreender a questo e propor solues economicamentes viveis e que no vo de encontro aos interesses sociais.

As prticas do manejo da aplicao do lodo no solo devem levar em conta as concentraes de metais pesados presentes no lodo, bem como os nveis cumulativos mximos permitidos no solo, quantidade de acumulao, as condies dos solos em nvel regional, condies climticas e topogrficas e para que este material seja utilizado de forma segura como um produto reciclado, se faz necessrio um tratamento fsico e/ou qumico visando uma higienizao, eliminando os organismos patognicos presentes no lodo, havendo com isso uma maior segurana da populao atendida.

O lodo de esgoto um resduo orgnico rico em macro e micro nutrientes que so indispensveis s culturas agrcolas. A partir da caracterizao possvel analisar as quantidades de compostos minerais presentes em estrutura fixa e volteis, bem como o gerenciamento da utilizao mais provvel.

MATERIAL E MTODOS

A primeira parte do estudo constou do levantamento de informaes sobre as prticas mais comuns de remoo e disposio de lodo de lagoas de estabilizao no Brasil, atravs de um questionrio enviado pelo Correio s companhias estaduais de saneamento e aos servios autnomos de saneamento das principais cidades do pas.

Em seguida, procedeu-se seleo de 5 ETEs com lagoas, localizadas na regio da Grande Vitria, para servir de base aos trabalhos experimentais (Tabela 1). Os sistemas de tratamento foram selecionados com o objetivo de se estudar diversos tipos de processos, sendo eles: sistemas australianos de Eldorado (10.160 E.H.), Laranjeiras (10289 E.H.) e Porto Canoa (2.755 E.H.); lagoa facultativa primria de Mata da Serra (3.100 E.H.) e lagoa aerada com bacia de sedimentao de Valparaso (11.000 E.H.). Detalhes de projeto e dados operacionais foram levantados diretamente nos setores de cadastro e de operao das ETEs da CESAN.

Todas as lagoas selecionadas foram divididas em sees batimtricas de espaamento varivel segundo o tamanho da lagoa. Um total de 420 pontos batimtricos foram instalados em todas as lagoas, correspondendo a uma mdia de 84 pontos / ETE, e um nmero de 06 a 12 sees batimtricas por lagoa. As sees foram demarcadas atravs de piqueteamento, sendo percorridas com bote inflvel, para registros das alturas da camada de lodo. Todo o procedimento foi antecedido de inspeo prvia atravs de ecobatmetro preciso marca Raytheon. Para determinao da espessura da camada de lodo, utilizou-se um aparato experimental com hastes de PVC ou alumnio conectveis e com escalas mtricas.

Tabela 1 - Caractersticas fsicas e operacionais das lagoas de estabilizao estudadas

Localizao

Tipo de Sistema

Incio de Operao

Vazo Projeto

(L / s)

Vazo

Mdia Atual

(L / s)

rea na Crista

(m2)

Profund.

Mdia

( m )

Eldourado

Australiano -1 Lan

1983

14,0

15,0

1178

2,24

+ -1LF

18234

1,40

Laranjeiras

Australiano -1 Lan

abril/79

16,0

30,0

4615

*

+ -1LF

5264

2,01

Mata da Serra

Facultativa Primria

maio/79

6,0

5,0

5562

1,40

Porto Canoa

Australiano -1 Lan

julho/82

5,0

7,0

745

3,10

+ -1 LF

3942

*

Valparaso

Aerada -1 LA

fev./83

19,0

15,0

2089,

*

+ - LS

1826

0,85

Fonte : ( CESAN 1996) e Levantamento do PROSAB - DHS - UFES (1996/97)

(LA) - Lagoa Aerada, (LAn) - Lagoa Anaerbia, (LF) - Lagoa Facultativa, (LS) - Lagoa de Sedimentao.

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Figura 1 - Croqui do levantamento batimtrico da lagoa anaerbia de Eldorado

Para caracterizao fsico-qumica e microbiolgica do lodo, procedeu-se amostragens na lagoa anaerbia do Sistema australiano de Eldorado (figura 1), facultativa primria do Sistema de Mata da Serra e lagoa aerada de Valparaso. Foram coletadas amostras estratificadas da camada de lodo da lagoa anaerbia de Eldorado e amostras compostas nas ETEs de Eldorado, Mata da Serra e Valparaso. No Sistema de Eldorado, baseando-se no princpio da amostragem de solo in situ com amostra indeformada (NBR-6484, 1980), foi empregado um sistema de suco (tipo embolo) com tubo de PVC de 50mm de dimetro no interior do tubo de amostragem para coleta do testemunho de lodo.

O objetivo das amostras estratificadas (07 amostras num total de 27 sub-amostras) foi avaliar a variao das caractersticas fsico-qumicas e biolgicas ao longo da altura da camada de lodo. Antes de se proceder a este tipo de amostragem, foram retiradas amostras indeformadas de toda a camada de lodo nos pontos definidos da lagoa. As amostras estratificadas eram compostas por 04 sub-amostras retiradas de cada amostra indeformada, cada qual coletada a alturas pr-definidas da camada de lodo. Duas amostras em 03 pontos de coleta foram utilizadas para anlise microbiolgica do lodo estratificado. Para o Sistema de Mata da Serra, foram coletadas amostras compostas com draga Modelo Petite Ponar / 05471-10, devido reduzida lmina de lodo na lagoa (em torno de 27 cm).

Parmetros fisico-qumico analisados

Os parmetros analisados para avaliao de eficincia do sistema foram: pH, demanda qumica de oxignio (DQO), slidos Slidos Totais (SST) slidos volteis (STV), srie nitrogenada, srie de fsforo.

As anlises foram realizadas segundo consideraes de referncias adotadas abaixo.

Tabela 2 -Parmetros fsico-qumico

PARMETRO

PRINCIPIO

REFERNCIA

pH

Leitura Potenciomtrica do filtrado

(2)

DQO

Mtodo Colorimtrico

(1)

Slidos

Mtodo Gravimtrico

(1)

Ca

Mtodo Titrimtrico - EDTA

(1)

Mg

Mtodo Gravimtrico

(1)

K

Mtodo do fotmetro de chama

(1)

PTotal

Digesto Nitro-Perclrica/Mtodo Colorimtrico cido Vanado-molibidico fosfrico

(1)

NTK

Mtodo Titrimtrico

(1)

Nota:

- 1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION -Standard for the examination of water and wastewater. 19 ed Washigton, D.C.,1995

- 2. ANDREOLI, C.V.; BARRETO, C..L.G.et al. Tratamento e Disposio do Lodo de Esgoto no Paran. SANARE, Curitiba, V.1,N(1,p.10-15,1994.

Metodologia de anlise microbiolgica e parasitolgica

Microbiolgica

Determinao de coliformes totais e fecais pela tcnica de tubos mltiplos , (Norma CETESB-L5.202, 1993).

Parasitolgica

Determinao de helmintos e protozorios patognicos. Contagem de ovos e cistos (Norma CETESB-L5.550,1989).

3 - RESULTADOS E DISCUSSO

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Figura 2 - Croqui da ETE de Mata da Serra e posicionamento das sees batimtricas

Caractersticas dos lodos produzidos nas lagoas anaerbias, facultativa primria e aerada

As principais caractersticas do lodo acumulado na lagoa anaerbia de Eldorado so apresentadas na figura 3. As amostras estratificadas da camada de lodo indicam nitidamente o efeito do tempo de residncia do lodo no reator sobre suas caractersticas fsico-qumicas. Altssimas concentraes de slidos totais foram observadas no fundo da lagoa, atingindo valores superiores a 22%. Tais slidos apresentam-se em avanado estado de mineralizao, com teores de slidos fixos na faixa de 35 %ST. Os teores de slidos decaem de forma no linear ao longo da altura da camada de lodos, atingindo valores mdios de ST = 12,5% e SF= 41,8 %ST na altura de 1,40 m. Considerando que um dos objetivos do estudo a valorizao agrcola do lodo, foram determinados os teores de NTK e Ptotal que situaram- se na faixa de 2% (NTK/ST) e 0,8% (Ptotal/ST).

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Figura 3 - Teores de slidos totais e slidos fixos ao longo da altura da camada de lodo da lagoa anaerbia de Eldorado

As principais caractersticas do lodo coletado no fundo da lagoa facultativa primria de Mata da Serra so apresentadas. Foram utilizadas amostras compostas, tendo sido coletadas com draga em 3 pontos de cada seo batimtrica, num total de 27 amostras (figura 2). Observa-se que as concentraes de slidos totais no fundo da lagoa (6,4 a 9,9%) so bastante inferiores s observadas na lagoa anaerbia de Eldorado. Entretanto, trata-se de um lodo em estado de mineralizao equivalente ao observado no fundo da lagoa anaerbia de Eldorado.

Os teores de slidos volteis situaram-se em torno de 37 %ST, e os teores de nitrognio e fsforo total prximos de 2 %(NTK/ST) e 2 %(Ptotal/ST).

As anlises de Ptotal nas lagoas de Eldorado, Mata da Serra, e Valparaso esto em andamento e posteriormente ser feito a avaliao dos resultados.

As anlises microbiolgicas encontram-se em curso, indicando densidades de coliformes fecais e totais inferiores a 103 NMP/100 ml nas camadas mais profundas do lodo. No entanto, foi observada a presena de ovos de helmintos e cistos de protozorios, sem que se tenha ainda avaliado a sua viabilidade.

A lagoa Anaerbia de Eldorado est com uma camada de lodo variando de 1,4 a 2,0 m, isto ir refletir diretamente no tempo de residncia, consequentemente na eficincia do sistema. As amostras coletadas ao longo das das sees batimtricas, tiveram um declnio no sentido da sada da lagoa.

As caractersticas principais do lodo coletado na lagoa de Valparaso so apresentadas. As amostras so compostas, tendo sido coletadas com draga em pontos no centro das sees batimtricas no sentido da entrada da lagoa (A2) sada. Observa-se que as concentraes de slidos totais (5,1 a 6,6%) so bastante inferiores s observadas na lagoa anaerbia de Eldorado e Mata da Serra. Entretanto, trata-se de um lodo em estado de mineralizao maior do que a lagoa de Mata da Serra e equivalente a amostra composta de Eldorado e ao observado no fundo da lagoa anaerbia de Eldorado. Os teores de Ptotal na lagoa de Valparaso esto altos se comparados com a lagoa de Eldorado e Mata da Serra, isto se deve ao fato desta possuir um maior grau de mineralizao observado no teor de slidos fixos presente.

Figura 4 - Pontos de coleta de amostras no sistema Australiano. Lagoa anaerbia de Eldorado

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Desarenador com medio

de vazo

rea da Crista: 0,11ha (anaerbia)

1,82ha (facultativa)

Tabela - Amostras compostas de metais pesados ao longo perfil das sees batimtricas do Sistema Australiano. Lagoa anaerbia de Eldorado.

Cu

Co

Cr

Ni

Cd

Pb

Mn

Zn

Fe

K

Hg

B

88

9

42

29

3

75

165

509

36

567

C

88

11

27

27

3,5

77

138

476

33

384

D

72

8

40

22

2,5

74

115

402

32

373

E

89

9

40

25

2,5

96

134

570

37

451

1,5

G

95

7

41

23