cloro no tratamento de esgoto

7/17/2019 Cloro No Tratamento de Esgoto

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Desinfecção de efluentes sanitários

com uso de cloro: avaliação daformação de trihalometanosEloisa Helena PianowskiPaulo Roberto Janissek

Resumo

Poluição ambiental, e mais especificamente po-luição hídrica, tem sido assunto para debates,reuniões e preocupações em todo o mundo, dei-xando claro que muito ainda há para ser feito.Lançar no meio ambiente esgoto sanitário, mes-mo que tratado e ainda desinfetado, também nãoestá livre de causar sérios danos principalmentese a desinfecção for efetuada sem rigoroso con-trole. Visando colaborar com o tema, neste tra-

balho foi avaliada a formação de trihalometanosnas dosagens de cloro recomendadas na litera-

tura disponível para desinfecção de esgoto sa-nitário, utilizando-se amostras dos efluentes daETE Colombo-Sede. De propriedade daSanepar, a ETE localiza-se na cidade deColombo, que integra a Região Metropolitanade Curitiba no Paraná, cujo processo de trata-mento é composto de um Reator Anaeróbio deLeito Fluidizado (Ralf) e um Filtro BiológicoAnaeróbio (FA). Foram analisados os teores declorofórmio, bromofórmio, iodobromocloro-metano e dibromoclorometano por croma-

tografia gasosa. Observou-se que dos THMsanalisados, houve formação significativa do clo-rofórmio, e os resultados obtidos para adiçãode cloro variando de 4 a 30 mg/L, com 30 mi-nutos de contato, foram de 16,80 a 936,40 mg/L. No entanto, para adições de cloro entre de 6e 10 mg/L e tempo de contato de 21 horas, asconcentrações de clorofórmio alcançaram347,60 e 474,30 mg/L respectivamente, cujosvalores são muito acima do permitido (100 mg/L). Os elevados resultados obtidos na dosagemdo clorofórmio podem ser justificados pelas

características do efluente pesquisado, devendoser observado principalmente, que o objetivo

deste trabalho em hipótese alguma é contestar ouso do cloro na desinfecção, cuja tecnologia jádifundida no País, é atualmente, a que melhor se adapta à realidade econômica e cultural.

Palavras-chave: desinfecção; efluentes sanitá-rios; cloro; trihalometanos; cloraminas.

Abstract

Environment pollution, more specifically

water pollution, has been the topic of debates,meetings and much concern worldwide showingthat there is a lot yet to be done. Releasingsewage water (even if treated and further disinfected) into the environment can also causeserious damage, especially if such disinfectionis not carried out under strict control. Aimingat providing some collaboration to the issue,in this paper we assessed the production of trihalomethanes at different chloride concen-trations (recommended in literature) for

disinfection of sanitary sewage, using samplesfrom the effluents of the Water Treatment UnitETE Colombo-Sede. Run by Sanepar, the Unitis located in the city of Colombo, part of theMetropolitan Area of Curitiba, in Paraná, andthe treatment process consists of Fluidized BedAnaerobic Reactor (FBAR) and an AnaerobicBiological Filter (ABF). Chloroform,

bromoform, bromoiodinechloromethane, anddibromochloromethate contents were analyzedthrough gas chromatography. We observed thatamong the THMs analyzed, there was

os elevados

resultados

obtidos na

dosagem do

clorofórmio

podem ser

justificados

pelas

características

do efluentepesquisado

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.20, n.20, p. 6-17, jul./dez. 2003



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significant production of chloroform. Theresults of adding chlorine ranging from 4 to 30mg/L, for a 30-minute contact period, were16.80 to 936.40 g/L. However, for the additionof chlorine ranging from 6 and 10 mg/L – for a 21-hour contact period – chloroformconcentrations were 347.60 and 474.30 g/Lrespectively, amounts way beyond the allowedlimits. The high results for chloroform dosagemay be justified by the characteristics of theeffluent analyzed. We must stress, however,that with this paper we do not intend to contestthe use of chlorine for disinfection purposes,since such technology is widely used in thecountry and is, currently, the most suitable one

to our economic and cultural reality.

Key words: disinfection; sanitary effluents;chlorine; trihalometanes; cloramines.

Introdução

Preservar os recursos hídricos para garan-tir o abastecimento de água de boa qualidade aolongo das próximas décadas será o grande de-safio. O Brasil, como vários outros países do

mundo, vem enfrentando crises econômicas cadavez mais drásticas. O crescimento desordenadodos grandes centros e a falta de recursos parasaneamento básico colaboraram para que, nadécada de 90, ressurgissem doenças deveiculação hídrica, praticamente erradicadas noPaís, como, por exemplo, a cólera. Medidasemergenciais tiveram de ser tomadas para con-ter o surto que alarmou o Brasil entre 1991 e1994.

A partir destes acontecimentos, tornou-se

acentuada a necessidade de tratamento e desin-fecção dos efluentes sanitários produzidos emtodo País, principalmente nos grandes centros,onde a poluição nos rios e córregos é mais evi-dente. A Resolução do Conselho Nacional deMeio Ambiente (Conama) n.º 20, de 16 de ju-nho de 1986, em especial os Artigos 21 e 23,que tratam de lançamento nos corpos d’água,

passou então a ser exigida com maior rigor. Vi-sando atender às exigências do Conama 20, oInstituto Ambiental do Paraná (IAP), tomoucomo uma das metas o controle da desinfecção

do esgoto tratado, antes do lançamento no corpo receptor. A Sanepar, responsável pela gran-de maioria dos Sistemas de Esgotamento Sani-tário (SES) do Estado, adotou então a cloraçãocomo uma das soluções para diminuir oscoliformes totais e fecais, conforme os limitesestabelecidos pela referida resolução. Esta al-ternativa de desinfecção é observada na grandemaioria dos projetos que tramita no IAP, o qualnão procede a aprovação dos projetos das Esta-ções de Tratamento de Esgoto (ETEs) sem uni-dade de desinfecção.

O cloro, substância largamente utilizada para desinfecção da água de abastecimento emtodo o mundo, apesar da indiscutível eficiência,

tem contribuído significativamente para o apa-recimento de subprodutos tóxicos na malhahídrica global. Entre os subprodutos, destacam-se os ácidos haloacéticos (HAA) e ostrihalometanos (THMs). Ao contrário do queacontece nas estações de tratamento de água,onde vários estudos referentes ao assunto já fo-ram realizados, nas estações de tratamento deesgoto o problema não é abordado com a mes-ma ênfase no Brasil. Em vários países comoFrança, Alemanha, Estados Unidos, Canadá,

entre outros, desde que o problema da forma-ção de THMs foi detectado na água potável,observa-se a preocupação com as conseqüênci-as da utilização do cloro também nas plantas deesgotos.

A justificativa pela opção em estudar osefeitos do cloro como alternativa de desinfec-ção, respalda-se no fato de se tratar de tecnologiadominada, utilizada com este fim há quase doisséculos e de amplo emprego no Brasil. Os cus-tos de implantação e manutenção são reduzidos

se comparados com as demais opções disponí-veis e ainda pouco exploradas no País, aliadasà disponibilidade de mão-de-obra operacionalqualificada ou de fácil treinamento.

Independentemente do método adotado para a desinfecção, é indiscutível que a maioriadeles forma subprodutos indesejáveis ao meioambiente. Esses efeitos podem ser minimizadosou suplantados diante da real necessidade de se

proceder a desinfecção. Não se questiona a con-taminação da malha hídrica do País, com o lan-çamento diário em torno de 15.500.000 m3/dia

o cloro, apesar

da indiscutível

eficiência, tem

contribuído

significativamente

para o

aparecimento

de subprodutos

tóxicos na

malha hídrica global

Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v.20, n.20, p. 6-17, jul ./dez. 2003



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de esgoto. Desse valor, apenas um terço recebealgum tipo de tratamento o que representa 5%do volume diário de toda água distribuída. Emqualquer área de atuação da engenharia, funda-mentar a solução tecnológica apenas no custo

benefício do processo, sem avaliar os aspectosambientais e ainda, a mão-de-obra disponível,é um princípio que está há décadas ancorado notempo. Hoje, compete ao profissional avaliar criteriosamente sua função na sociedade, poisalém de eleger a melhor solução técnica dentrodo menor custo, não deve esquecer do fator hu-mano e da preservação do meio ambiente, poissoluções brilhantes podem ter resultados desas-trosos ao longo do tempo.

Considerando-se o consagrado uso do clorocomo alternativa de desinfecção e com o intuitode colaborar com tão relevante assunto, um es-tudo de caso foi realizado na ETE Colombo-Sede/PR. Amostras do efluente da ETE foramtratadas com várias dosagens de hipoclorito desódio e posteriormente analisadas para detectar a formação de THMs.

Antes de comentar o estudo de caso e osresultados obtidos, faz-se necessária uma ex-

planação de como este assunto está sendo abor-

dado hoje no mundo e no Brasil, de que formase procede a desinfecção, as causas e efeitosdos subprodutos resultantes.

Desinfecção

No Brasil, a desinfecção tem por objetivoa redução de coliformes totais e fecais (indica-dores de contaminação por dejetos humanos) dosefluentes das ETEs, de modo a alcançar níveisque atendam os índices preconizados pelo

Conama 20 (16/06/1986), em função da classi-ficação do corpo receptor.

Nos países mais desenvolvidos, a práticada desinfecção de esgoto cresceu lenta, mas con-tinuamente entre os períodos de 1910 e 1970.Desde o início, até a década de 70, o cloro foiutilizado quase que universalmente na desinfec-ção do esgoto; conseqüentemente, o desenvol-vimento da desinfecção do esgoto está atreladoao desenvolvimento do processo de cloração. Por volta dos anos 70, a ênfase em padrões de qua-lidade foi para o reúso dos efluentes. Até então,

pouco controle e atenção existiam sobre as do-sagens de cloro. A toxicidade resultante dascombinações de cloro residual sobre os orga-nismos aquáticos não era reconhecida e não ti-nha grande importância. Só a partir da décadade 70 este assunto veio à tona com maior inten-sidade e começou a se pensar na real necessida-de da desinfecção (SELLECK e COLLINS,1974; CHEREMISSINOFF, 2002).

Segundo WHITE (1999), o primeiro casoregistrado na história, utilizando-se o cloro comodesinfetante em sistema de esgotamento sanitá-rio, foi em 1893, em Hamburgo, Alemanha. NoBrasil, até 1995, a cloração de esgoto bruto outratado era praticamente inexistente, em razão

do custo elevado e pela deficiência na capaci-dade de tratamento em todo o País (JORDÃO ePESSOA, 1995).

METCALF e EDDY (1991), LIU (1999),WHITE (1992,1999), (QASIM, 1999), entreoutros autores, citam os principais fatores quedevem ser considerados na eficiência da desin-fecção, que são: tempo de contato, concentraçãoe tipo do agente químico, intensidade e naturezado agente físico, temperatura, número de orga-nismos, tipos de organismos e natureza do

efluente.

Cinética da desinfecção

O objetivo da desinfecção é sempre a eli-minação ou inativação dos microorganismos

patogênicos, tanto para Sistema de Abasteci-mento de Água (SAA) como para um SES. Con-tudo, o resultado final esperado é muito dife-rente para as duas situações. Na desinfecção daágua, a pretensão é a destruição total de todos

os patógenos presentes e o risco de não alcan-çar este objetivo deve ser mínimo. No esgotosanitário, o resultado esperado na desinfecçãodepende do destino final do efluente a ser trata-do e, na maioria dos casos, a presença demicroorganismos é admissível, em maior oumenor escala (USEPA, 1999a; USEPA, 1999b).

Os efluentes sanitários contêm inúmeroscompostos e as reações na desinfecção são vari-adas, dependendo principalmente das substânci-as orgânicas e inorgânicas, resultantes do pro-cesso de depuração alcançado no efluente, e do


amostras do

fluente da ETE

oram tratadas

com várias

dosagens de

hipoclorito de

sódio e

osteriormente

nalisadas para

detectar a

formação deTHMs



9

agente desinfetante. Segundo JORDÃO e PES-SOA (1991), as substâncias encontradas nos es-gotos sanitários que mais interferem na cloraçãosão: substâncias orgânicas nitrogenadas, aromá-ticas, certos metais e sulfetos.

A complexidade dos fatores que interfe-rem na desinfecção, qualquer que seja o proces-so ou oxidante escolhido, torna praticamenteimpossível transportar todas as reações, paraum modelo matemático livre de erros, lecionaDANIEL et al. (2001). A cinética da desinfec-ção segue os princípios das observações expe-rimentais, traduzidas em formulações matemá-ticas desde 1908, com a Lei de Chick, onde aconstante de decaimento k depende apenas da

concentração dos microorganismos, até a Leide Hom, que em 1972, desenvolveu um modeloempírico de decaimento de microorganismos,que considera a concentração de desinfetante eo tempo de contato.

METCALF e EDDY (1985), estabelecemmaior importância ao tempo de contato no pro-cesso de desinfecção, já HASSEN et al. (1998),concluíram que a concentração de cloro é maisimportante que o fator tempo. Na pesquisa, osautores aduzem que as reações do cloro com

nitrogênio amoniacal1 , normalmente presente emefluentes sanitários, interferem de forma acen-tuada na cinética da inativação dos micro-organismos indicadores, de modo que o modelode Chick-Watson não pode descrevê-lo, na suaforma original. Os pesquisadores comprovamque considerar a taxa de inativação inicial, naqual a concentração de cloro é mais importanteque o tempo de contato, traduz de forma mais

precisa a cinética da desinfecção de esgoto, prin-cipalmente na presença de nitrogênio amoniacal.

A alteração proposta resulta em:

- modelo original de Chik-Watson

)..( mnt C K

oe

N

N −

=

- modelo proposto por HASSEN et al.,1998

N = número total de coliformes N

0 = número de coliformes em tempo t

0

K = constante de decaimentoC = concentração de desinfetanten = número adimensionalt = tempo de contato em minutosm = constante (>1 índice de inativação diminuicom tempo e <1 índice aumenta com o tempo)

A = taxa de redução inicial no momento do con-tato do efluente com a solução clorada

Subprodutos

A formação de subprodutos da cloraçãona água potável é reportada em centenas de ar-tigos em todo o mundo. USEPA, 1999b; eAWWA, 1994, enfocaram a formação inicial detrihalometanos (THMs), seguida de ácidoshaloacéticos (HAA), sendo os últimos notados

posteriormente como sendo mais tóxicos do queos primeiros.

A matéria orgânica dissolvida na água éapontada como precursora da formação dossubprodutos da cloração, em especial as de ori-gem vegetal, formada basicamente por ácidoshúmicos e fúlvicos. Os ácidos húmicos têmmaior potencial total na formação de THMs, secomparados com os demais precursores. A clo-rofila, presente em algas verdes e algas verde-

azuis, e os compostos alifáticos de carbono tam- bém foram ava liad os como precursores(ARGUELO et al.,1979; DOJLIDO et al., 1998;ZARPELON e RODRIGUES, 2002), emborasejam considerados menos importantes do queos ácidos húmicos.

Apesar da vasta literatura encontrada em todoo mundo sobre o tema, muitas reações não sãototalmente compreendidas. Estudos procuraram

)..(

.

mnt C K

o e A N

N −

=

1 Os reatores anaeróbios, não promovem a oxidação necessária do nitrogênio amoniacal presente nos esgotos sanitári-os, encontrado, portanto, em grande quantidade nos efluentes já tratados por este processo.


a matéria

orgânica

dissolvida na

água é

apontada como

precursora da

formação dos

subprodutos dacloração



10

mio foi detectado com as maiores taxas em to-dos os efluentes pesquisados.

Efeitos nocivos dos subprodutos da cloração

Diversos estudos relacionam ossubprodutos da cloração com efeitos adversosà saúde humana destacando-se os estudos reali-zados por: VILLANUEVA et al. (2000), querelacionam o aumento da incidência de câncer de bexiga e cólon com os THMs na Espanha;TARDIFF (1979), que ressalta os efeitos noci-vos do clorofórmio; BROCK et al. (1998), res-saltando os graves efeitos prejudiciais à saúdehumana ocasionados pelos ácidos haloacéticos.

Os efeitos nocivos dos subprodutos dacloração ao meio ambiente, encontram-se sob oalvo de pesquisadores em todo mundo, da mes-ma forma que outros oxidantes como o ozônio edióxido de cloro. Um importante estudo reali-zado por MONARCA et al.(1999), avalia o

potencial de mutagenicidade e toxicidade dosefluentes sanitários brutos e desinfetados pelosseguintes processos: cloro, dióxido de cloro, ozô-nio, ácido peracético e ultravioleta. A conclu-são foi que todos os processos resultaram em

mutagenicidade das espécies bacterianas estu-dadas, com maiores problemas os efluentes tra-tados com dióxido de cloro e ozônio. Os testesde toxicidade mostraram os piores resultadosno efluente bruto e nos efluentes tratados comdióxido de cloro e ácido peracético. Portanto, odióxido de cloro, foi apontado por esta pesqui-sa, como o mais prejudicial ao meio ambiente.

Provavelmente o estudo mais compreensí-vel sobre a toxicidade do residual de cloro paraa vida aquática nos corpos receptores, foi re-

portado em 1975, por ARTUR et al., citado por WHITE (1999). Os sistemas de desinfecção sobinvestigação, que utilizavam cloro e ozônio, fo-ram capazes de produzir um efluente com ní-veis de coliformes menores do que 1000 NMP/100 mL. Todos os estudos foram em rios de águadoce, portanto peixes e invertebrados foram in-cluídos. A pesquisa mostrou que o efluenteclorado foi mais letal que o efluente ozonizadoou clorado e desclorado, confirmando as obser-vações prévias dos investigadores, de que os

peixes foram mais sensitivos que os inverte-

Os resultados apresentados na tabela 1 para os subprodutos da cloração, reforçam quea teoria da impossibilidade da formação deTHMs na presença da amônia deve ser descar-tada, corroborando com as conclusões obtidasnas pesquisas anteriormente comentadas (AMY

et al., 1984; DORE et al., 1998; FIGUEIREDOet al., 1999). Denota-se também que o clorofór-

descrever modelações matemáticas ideais, capa-zes de traduzir em números as reações que ocor-rem (MORROW e MINEAR, 1985; AMY et al.1987; BOCCELLI et al., 2002; GALLARD eGUNTEN, 2002); porém, em escala real, os re-sultados têm demonstrado variações, com resulta-dos muito distintos da realidade, principalmentequando se trata de efluentes de esgotos sanitários(HASSEN et al., 1999).

Tendo sido observado que a amônia reagerapidamente com cloro, estudos foram feitos nosentido de comprovar a redução da formaçãodos THMs na presença da amônia e possivel-mente utilizá-la como produto secundário nadesinfecção. Pesquisas mais recentes (AMY et

al., 1984; DORE et al., 1998; FIGUEIREDOet al., 1999) comprovaram a redução dossubprodutos, porém não descartaram a forma-ção dos mesmos em reações paralelas.

Como exemplo podem ser citados os re-sultados obtidos na pesquisa de DORE et al.(1998) apresentados no tabela 1, confirmandoa formação de THMs em reações paralelas dediferentes efluentes estudados, com dosagensvariadas de amônia e cloro.

DQO

mg/L

300

340

257

216

152

51

51

50

NH3

mg/L

68.0

69.0

60.0

13.5

7.0

0.7

0.7

0.7

Cl2

mg/L

6

8

10

6

10

2

4

6

CHCl3

mg/L

7

6

9

25

23

13

44

66

CHBr Cl

2

mg/L

-

-

-

-

-

4

14

22

CHBr2Cl

mg/L

-

-

-

-

-

1

4

8

Fonte – DORE et al. (1998)

TABELA 1 – FORMAÇÃO DE THMSDURANTE A CLORAÇÃO

estudos com

amônia

omprovaram a

redução dos

subprodutos,

porém não

descartaram a

formação dos

mesmos em

reações paralelas




11

Colombo-Sede/PR, de propriedade da Sanepar.Esta ETE, projetada para atender até 12.000habitantes, em agosto de 2002 operava comvazão média de 16,16 L/s. Além do tratamento

preliminar, a ETE conta com um Ralf seguidode um Filtro Biológico Anaeróbio, com capaci-dade operacional máxima de 24,03 L/s, ambos

projetados pelos engenheiros da Sanepar.O corpo receptor dos efluentes da ETE é

um córrego sem nome, Classe 2, que nasce nazona urbana da cidade e é afluente do Rio Atuba.Segundo informações obtidas na Unidade deHidrogeologia da Sanepar (USHG), o córregoé formado pelo Aqüífero Karst aflorante nomunicípio, pois se trata de uma região de des-

carga do referido aqüífero. A vazão do córregoé sujeita a interferências meteorológicas e cli-máticas, conforme o comportamento doaqüífero. No ponto de lançamento dos esgotosda referida ETE, o corpo receptor é de portemuito pequeno e por interferência do aqüífero,apresenta vazões mínimas quase que desprezí-veis, em épocas de estiagem.

Metodologia

Os experimentos foram desenvolvidos noLaboratório de Saneamento e Meio Ambientedo Senai – CIC/Cetsam - Centro Integrado deTecnologia e Educação Profissional da CidadeIndustrial de Curitiba. Os trihalometanos anali-sados por cromatografia gasosa foram: cloro-fórmio, bromofórmio, diclorometano edibromoclorometano.

O efluente tratado foi coletado antes do lan-çamento, junto ao córrego e encaminhado dire-tamente ao laboratório. Uma parte do efluente

foi destinada às análises físico-químicas,microbiológica e cromatográfica, para caracte-rização do efluente tratado antes da cloração.Uma bancada visando simular as condições deadição de cloro no tanque de contato foi prepa-rada, utilizando um copo de béquer com um li-tro de efluente para cada dosagem de cloro aser pesquisada. O cloro, na forma de hipoclorito,foi acrescentado nas concentrações de 4, 6, 8,10, 12, 16, 20 e 30 mg/L. Após os 30 minutosde contato, as amostras para determinação deresidual de cloro seguiram para o laboratório

brados nos testes com efluentes clorados.Os franceses realizam um diferente e inte-

ressante controle no Rio Sena, com equipamen-tos destinados a mensurar a velocidade de des-locamento dos peixes correnteza acima. Quan-do eles observam que os peixes diminuem a ve-locidade do nado, comunicam imediatamente osoperadores dos sistemas de tratamento de esgo-to que estão à montante do ponto monitorado

pelo equipamento, que provavelmente uma des-carga ofensiva ocorreu e providências devem ser tomadas de imediato (WHITE, 1999).

Com a recomendação do uso de cloraminas para controle de THMs na desinfecção da águae a formação dessas na desinfecção de afluen-

tes sanitários ricos em nitrogênio, tem aumen-tado significativamente a presença deste composto nas águas de superfície, cuja toxicidade já foi observada . O es tudo desc ri to por PASTERNAK et al. (2003), traz importante in-formação sobre os efeitos das cloraminas aomeio aquático. Ressaltando os enfoques da pes-quisa nos efluentes sanitários, os autores se ba-searam em dados levantados entre 1995 e 1996,nos lançamentos nos corpos receptores e con-cluíram que a maior fonte de contaminação de

cloraminas nas águas de superfície do Canadáé por esgoto tratado, seguido da água tratada eos efluentes industriais em escala bem menor emenos importante. Os autores comprovam atoxicidade das cloraminas e do cloro residual,concluindo também que o esgoto não desinfeta-do é menos prejudicial à vida aquática do que oclorado e desclorado e este, menos tóxico doque o clorado que não sofreu descloração.

Diante do exposto, observa-se que a diversi-dade de pesquisas que comparam os subprodutos

resultantes da desinfecção e a forma como estes secomportam no meio ambiente, tem levado os paí-ses mais desenvolvidos a rever as suas legislaçõescriadas há décadas e avaliar cada vez melhor anecessidade da desinfecção, exemplo que não estásendo aproveitado no Brasil.

Estudo de caso

Visando avaliar a formação de subprodutosna cloração de esgoto sanitário tratado, foi uti-lizada amostra do efluente advindo da ETE

pesquisadores

concluíram que

o esgoto não

desinfetado é

menos

prejudicial à

vida aquática

do que o

clorado edesclorado




12

de análises físico-químicas e as amostrascloradas destinadas a contagem de coliformestotais e fecais, acondicionadas em frascos este-rilizados, foram encaminhadas para o laborató-rio de análises microbiológicas. Os frascos des-tinados às análises cromatográficas eram pre-

parados e lacrados pela autora, sendo imediata-mente encaminhados para leitura. Com o intui-to de avaliar a formação de THMs por um perí-odo de contato maior que o normalmente esta-

belecido no cálculo do tanque de contato (30min), as amostras com adição de 6 e 10 mg/Lde cloro foram acondicionadas por 21 horasantes da análise no cromatógrafo.

Resultados e discussão

No intuito de proporcionar uma visão ge-ral da pesquisa, as tabelas 2 e 3 apresentam to-dos os resultados que caracterizam o efluente

bruto e os residuais de cloro nos tempos de 30minutos e 21 horas de contato, respectivamen-te, juntamente com resultados cromatográficose microbiológicos.

Os resultados obtidos identificam que paraesse efluente, o THM formado em doses signi-

ìg/L

ìg/L

ìg/L

ìg/L

mgO2

/L

mgO2/L

mg/L

mg/L

mg/L

mgN-NH3/L

....

oC

mg/L

mg/L

NMP/100 mL

NMP/100 mL

0 mg/L

< 2,0

< 2,0

< 2,0

< 2,0

138,05

65,41

486,00

358,00

128,00

59,92

7,34

21,00

< 0,10

< 0,10

3,0 x106

1,7 x106

4 mg/L

16,80

< 2,0

< 2,0

< 2,0

7,30

22,00

0,60

1,00

< 2,0

< 2,0

8 mg/L

48,80

< 2,0

< 2,0

< 2,0

7,30

22,50

2,00

6,00

80

< 2,0

12 mg/L

97,10

< 2,0

< 2,0

< 2,0

7,30

22,00

4,00

9,00

270

< 2,0

16 mg/L

388,30

< 2,0

< 2,0

< 2,0

7,30

22,50

4,00

10,00

4

< 2,0

20 mg/L

375,40

< 2,0

< 2,0

< 2,0

7,20

23,00

3,00

10,00

< 2,0

< 2,0

30 mg/L

936,40

< 2,0

< 2,0

< 2,0

7,10

24,00

8,00

20,00

4

< 2,0

ETE COLOMBO - Tempo de contato 30 minutos - coleta 26/08/2002

Cloro adicionado

TABELA 2 – RESULTADOS OBTIDOS APÓS 30 MINUTOS DE CONTATO

Unidade

Clorofórmio

Bromofórmio

Diclorobromometano

Dibroclorometano

DQO

DBO

Sólidos Totais

Sólidos Totais Fixos

Sólidos Tot.Voláteis

Nitrogênio Amoniacal

pH

Temperatura

Cloro Residual Livre

Cloro Residual Total

Coliformes Totais

Coliformes Fecais

Parâmetros

ficativas após a cloração foi o clorofórmio, sen-do que os demais alcançaram valores inex-

pressivos ou nem existiram.O gráfico 1 denota de forma mais clara a

evolução da formação do clorofórmio, em fun-ção do tempo de contato e da dosagem de clorodisponível adicionada.

Os resultados obtidos a partir de 12 mg/Lsão preocupantes, e os que ficaram com tempode contato de 21 h são mais ainda, lembrandoque o limite admissível é de 100 mg/ L.

De acordo com a literatura já abordada,não se esperava a formação de THM, desde oinício da cloração. Muitos autores afirmam quenão há possibilidade da formação de THM en-

quanto existir nitrogênio amoniacal disponível.Outros, mais cautelosos, já admitem que a for-mação das cloraminas consomem o cloro maisrapidamente, porém não descartam as possíveisreações paralelas do cloro com a matéria orgâ-nica.

Com relação aos resultados micro- biológicos apresentados, todos obtidos após 30minutos de contato, observa-se que a dosagemde 4mg/L (no caso desta amostra) já foi sufici-ente para alcançar os níveis admissíveis pelo

não se

esperava a

formação de

THM, desde o

início dacloração




13

2 THMFP- potencial de formação de trihalometanos, que mensura a taxa de reação dos precursores com a concentra-ção de cloro disponível.

ETE COLOMBO - Tempo de contato 21 horas - coleta 26/08/2002

Ensaio Unidade Cloro adicionado

TABELA 3 - RESULTADOS OBTIDOS APÓS 21 HORAS DE CONTATO

Clorofórmio

Bromofórmio

Diclorobromometano

Dibroclorometano

DQO

DBO

Sólidos Totais

Sólidos Totais Fixos

Sólidos Tot.Voláteis

Nitrogênio AmoniacalpH

Temperatura

Cloro Residual Livre

Cloro Residual Total

Coliformes Totais

Coliformes Fecais

ìg/L

ìg/L

ìg/L

ìg/L

mgO2/L

mgO2/L

mg/L

mg/L

mg/L

mgN-NH3/L....

oC

mg/L

mg/L

NMP/100 mL

NMP/100 mL

0 mg/L< 2,0

< 2,0

< 2,0

< 2,0

138,05

65,41

486,00

358,00

128,00

59,927,34

21,00

< 0,10

< 0,10

3,0 x106

1,7 x106

6 mg/L(1) 347,6

(1) < 2,0

(1) < 2,0

(1) < 2,0

7,30

22,00

1,50

4,00

500 (2)

< 2,0 (2)

10 mg/L(1) 474,3

(1) < 2,0

(1) < 2,0

(1) < 2,0

7,20

22,50

2,40

6,00

4 (2)

< 2,0 (2)

(1) O tempo de contato com cloro antes da análise foi de 21 horas.(2) Os resultados microbiológicos foram obtidos após 30 minutos de contato, como os da tabela 1.

Conama 20, para o corpo receptor classe 2, ouseja, 1.000 NMP/ 100 mL para coliformes fecaise 5.000 NMP/ 100 mL para coliformes totais.

Fazendo uma análise crítica dos resulta-dos obtidos, avaliando mais detalhadamente oefluente pesquisado e as circunstânciasoperacionais do sistema, buscou-se uma possí-vel causa para os elevados índices de clorofór-mio encontrados. Uma das hipóteses pode estar relacionada com a água que se infiltra na rede,advinda do Aqüífero Karst. Estima-se que 50%

da vazão afluente é de origem cárstica, trans-formando o efluente num misto de água bruta eservida.

A suposição de que a invasão do AqüíferoKarst nas redes coletoras de esgoto possa estar acelerando as reações de formação de THM,

ba se ia- se na pesqu isa de GALLARD eGUNTEN (2002) que envolveu águas naturaise sintéticas de origens diversas (rio, lago e desubsolo). A amostra retirada do aqüífero

Porrentruy, de origem cárstica, teve a maior taxade reação entre a formação potencial inicial efinal de trihalometanos, (k= 0,124/mol.s), ouseja, maior po tenc ial de fo rmação de

trihalometanos (THMFP2), em função do tempo, valor 10 vezes maior que o encontrado paraáguas de superfície. Este valor foi justificado

pela diferente natureza da matéria orgânica. Osautores comentam que é difícil esclarecer essesresultados, uma vez que não há valores dispo-níveis na literatura para avaliar as taxas de for-

mação de THMs (ou o consumo de cloro)advindos da matéria orgânica natural ou mode-los de compostos orgânicos.

Os valores encontrados para os THMs sãono mínimo preocupantes, pois os graves efeitosnegativos desses elementos no meio aquático não

podem ser desconsiderados. Deve ser ressalta-da a estabilidade do clorofórmio, sendo cumu-lativo e mutagênico podendo causar graves da-nos ao meio ambiente a médio e longo prazos,

buscou-se uma

possível causa

para os

elevados

índices de

clorofórmioencontrados




14

GRÁFICO 1 - DOSAGEM DE CLORO E CLOROFÓRMIO PRODUZIDO COM 30 MINUTOS DE CONTATO

Estes danos se acentuam em corpos recepto-res dotados de pequena vazão e volume, sujei-tos a variações climáticas, como neste caso,onde o fator diluição não pode ser levado emconta durante vários períodos do ano. Lembran-do que a água do córrego é utilizada na agricul-tura, pela população que reside nas margens, orisco iminente à saúde e ao meio ambiente já

existe hoje sem desinfecção e, com certeza, seintensificará com o tempo, caso não sejam to-mados os cuidados necessários ao se proceder a desinfecção.

Conclusões

A formação de THMs só ultrapassou oslimites admissíveis, de 100 mg/ L, para dosa-gens de cloro superiores a 12 mg/L e tempo decontato de até 30 minutos. No entanto, para tem-

po de contato superior a 20 horas, resultados preocupantes com relação aos subprodutos dacloração foram observados, alcançando 347,60e 474,3 mg/L para dosagens de cloro de 6 e 10mg/L respectivamente. Vale ressaltar, que os ele-vados teores de clorofórmio encontrados nesteexperimento podem ser um caso isolado, relaci-onado às particularidades do efluente em ques-tão, conforme abordado anteriormente, o quevem reforçar a necessidade intrínseca em se

conhecer todas as características do efluente aser desinfetado.

Com relação aos resultados obtidos, algu-mas observações merecem destaque:• As dosagens de cloro utilizadas se encontramdentro dos valores sugeridos pela literatura dis-

ponível. Para a amostra pesquisada, o tempo decontato, passou a ser relevante face aos resulta-dos obtidos na mensuração dos subprodutos,

principalmente naquelas que tiveram tempo de

detenção de 21 horas. Denota-se que as típicasvariações de vazão das ETEs, no decorrer das24 horas do dia, devem ser avaliadas com maisrigor, principalmente nos horários de vazão mí-nima, quando o tempo de contato poderá ser deaté 5 vezes o estabelecido no cálculo do tanquede contato. Uma das sugestões suportadas pe-los resultados obtidos, visando minimizar o pro-

blema, é a interrupção da cloração no períodonoturno.• Observou-se que, para a amostra utilizada, as

reações para formação dos THMs iniciaram si-multaneamente às das cloraminas, contrarian-do parte do que leciona a literatura disponível.• O conhecimento pleno do efluente a ser trata-do não pode ser desconsiderado, lembrando queas tabelas de valores sugeridos para cloração

podem não ser adequadas aos resultados desejados durante a desinfecção.• Devido à necessidade de se proceder a desin-fecção dos efluentes da ETE Colombo-Sede,

pode-se concluir que, apesar da discussão gera-da no entorno dos subprodutos da cloração, a

os valores

encontrados

para os THMs

ão, no mínimo,

preocupantes,

pois os graves

efeitos

negativos

desses

elementos no

meio aquático

não podem ser esconsiderados




15

utilização do cloro ainda pode ser a alternativamais viável a ser implantada, pelas seguintesrazões:

- os resultados obtidos demonstram que acloração atende a contento a redução de indica-dores microbiológicos estabelecidos;

- a cloração é a tecnologia de maior domí-nio no País, cujos resultados (positivos e nega-tivos) são conhecidos, gerando maior garantianos resultados desejados;

- com o domínio da tecnologia do proces-so recomendado, os efeitos adversos podem ser controlados com maior segurança;

- a mão-de-obra necessária (ou treinamen-to) para operação é encontrada mais facilmen-

te, devido à larga utilização da cloração nosSAA;- a literatura disponível demonstra que as

demais opções para desinfecção, ou estão emfase experimental no País, ou se referendam asexperiências dos países mais desenvolvidos.

Observações importantes

A partir das conclusões obtidas nos expe-rimentos com os efluentes da ETE Colombo, de

uma forma generalizada pode-se dizer que:• Atualmente, a sugestão quanto ao controle nadosagem de cloro na desinfecção dos efluentessanitários, reporta a sistemática utilizada nossistemas de tratamento de água. Esta pode nãoser uma boa alternativa, especialmente com re-lação ao resultado final desejado. Nas plantasde abastecimento de água, o cloro residual é fi-xado, não só para garantia da inativação doscoliformes na saída da ETA, mas também como

preventivo na distribuição, devido ao longo ca-

minho muitas vezes percorrido pela água, entrea ETA e a torneira da residência do usuário.Para os efluentes sanitários, a abordagem é to-talmente diversa, já que o único objetivo da de-sinfecção é a inativação imediata dosmicroorganismos presentes, com o menor resi-dual de cloro possível tanto livre como combi-nado, pois o custo da descloração é proporcio-nal à quantidade de cloro residual no fim do

processo.• A real necessidade de proceder a desinfecçãodos efluentes deve ser melhor avaliada, caso a

caso. Atualmente, a Sanepar não aprova um projeto de implantação de sistema de tratamentode esgoto sanitário, que não venha previamen-te dotado de desinfecção. Se o objetivo destaexigência é garantir melhoria da qualidade devida da população, obtendo pleno controle so-

bre as doenças de veiculação hídrica, esta con-quista pode ficar comprometida, sem o meioambiente equilibrado e salubre. Até o momen-to, pode ser entendido que o primeiro objetivoserá facilmente alcançado por meio da desin-fecção, mas o equilíbrio do meio ambiente po-derá ser irreversivelmente atingido. Assim, ga-rantir saúde diante deste contexto é utopia. Nãohá como separar esses aspectos, pois a saúde

e o bem-estar da população estão obviamentevinculados ao meio ambiente.• Finalizando, as normas vigentes precisam ser revistas, pois os exemplos citados no decorrer deste texto não podem ser desconsiderados.

Agradecimentos

À Sanepar, por meio do seu corpo técnico,especialmente os engenheiros Celso Savelli,Rosilete Busato, Gil Mochida, Décio Jurgensen

e Luís César Baréa. Ao Senai, pelas análisesefetuadas. Aos professores do curso de pós-gra-duação em Engenharia de Recursos Hídricos eAmbiental da UFPR.

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os elevados

teores de

clorofórmio

encontrados

neste

experimento

podem ser um

caso isolado,

relacionado às

particularidadesdo efluente




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de acordo com

os resultados

obtidos, uma

das sugestões,

ara minimizar

o problema, é

interromper a

cloração noeríodo noturno




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Autores

Eloisa Helena Pianowski,

engenheira civil, mestre em Engenharia deRecursos Hídricos e Ambiental pela UFPR,especializações em Engenharia Urbana pela

UFSCar e Engenharia de Segurança pelaUFGO.

Paulo Roberto Janissek,

químico industrial, doutor em QuímicaOrgânica pela USP-São Paulo,

professor do Curso de Engenharia de RecursosHídricos e Ambiental da UFPR

e do Centro Universitário Positivo (Unicenp).

a real

necessidade de

proceder a

desinfecção

dos efluentes

deve ser melhor avaliada


cloro no tratamento de esgoto

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