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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E
TECNOLOGIA AMBIENTAL
MONOGRAFIA DE CONCLUSÃO DE CURSO
REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS: CRITÉRIOS, E
ANÁLISE DE PERIÓDICOS
Luiz Henrique Resende de Pádua
Belo Horizonte
2011
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E
TECNOLOGIA AMBIENTAL
Monografia apresentada ao Curso de Especialização
em Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade
Federal de Minas Gerais, como requisito parcial à
obtenção do certificado de Especialista em
Engenharia Sanitária e Ambiental.
Orientador: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo
Co-Orientadora: Lívia Cristina da Silva Lobato
Belo Horizonte
2011
3
Agradeço especialmente à Verona que sempre me
apoiou em todas as fases de minha vida e participou
comigo do alcance de mais este objetivo. A todos os
meus amigos, familiares e professores do DESA pelo
incentivo e esforço na conclusão desse trabalho.
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Diretrizes da USEPA para o uso agrícola de esgotos sanitário
Tabela 2 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (1989-2005).
Tabela 3 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (2006).
Tabela 4 - Perigos, grupos de risco e metas de saúde de interesse para a avaliação e
gerenciamento de risco em piscicultura com a utilização de esgotos
Tabela 5 - Diretrizes da USEPA para usos urbanos de esgoto sanitário
Tabela 6 - Distribuição para descrever a exposição associada ao uso de água
reciclada.
Tabela 7 - Parâmetros indicadores da qualidade da água e problemas potenciais aos
processos industriais devido às impurezas da água.
Tabela 8 - Qualidade da água recomendada para torres de resfriamento
Tabela 9 - Características químicas médias do efluente da carcinicultura e da água do
Rio Jaguaribe utilizados no experimento
Tabela 10 - Parâmetros de avaliação do desempenho do STAR
Tabela 11 - Características físico-químicas e microbiológicas do efluente
Tabela 12 - Comparativa da eficiência da remoção das tecnologias de tratamento
avançado em relação aos critérios de reuso
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LISTA DE ABREVIATURAS
ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
CNRH - Conselho Nacional de Recursos Hídricos
OMS – Organização Mundial de Saúde
PROSAB - Programa de Pesquisas em Saneamento Básico
STAR – Sistema Tratamento de Águas Residuárias
UFMG – Universidade Federal de Minas Gerais
USEPA – US Environmental Protection Agency
WHO – World Health Organization
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RESUMO
Esta monografia teve por principal objetivo a realização de uma investigação
bibliográfica sobre o reuso de águas residuárias, concentrando-se, principalmente, na
análise de artigos publicados nos periódicos da Revista Engenharia Sanitária e
Ambiental da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-
ABES). Pretendeu-se identificar autores, instituições, principais abordagens teóricas e
as diferentes técnicas aplicadas para este fim. Além disso, buscou-se identificar as
principais propostas para o reuso da água, as motivações dos autores e das pesquisas em
relação às técnicas e ao emprego do reuso, os parâmetros utilizados e a metodologia
empregada para o desenvolvimento dessas pesquisas. Também foram observados e
levantados alguns dados sobre os principais autores que tiveram seus artigos publicados
nos periódicos da área, levando-se em conta a formação e a atuação acadêmica e
profissional, a participação em grupos de pesquisa e se o artigo é resultado de trabalhos
desenvolvidos no âmbito de programas de pós-graduação. Dessa forma, o presente
estudo buscou investigar a produção científica veiculada pela RESA-ABES, observando
de que maneira esta contribuiu para a circulação e divulgação de trabalhos realizados
em diferentes grupos de pesquisa que debatem a temática do saneamento,
particularmente o reuso da água. Compreende-se que os periódicos são os principais
veículos de circulação de resultados de pesquisa na área do Saneamento.
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 8
2 OBJETIVO ............................................................................................................ 11
3 METODOLOGIA ................................................................................................. 11
4 NORMAS E CRITÉRIOS DE QUALIDADE PARA O REUSO DE ÁGU AS RESIDUÁRIAS ............................................................................................................. 12
4.1 Reuso Agrícola .................................................................................................... 14
4.2 Reuso na Piscicultura ......................................................................................... 17
4.3 Reuso Urbano e Industrial ................................................................................. 18 4.3.1 Uso Urbano ...................................................................................................... 18 4.3.2 Uso Industrial ................................................................................................... 21
5 ARTIGOS PUBLICADOS SOBRE O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS 24
5.1 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na agricultura ................................ 24 5.1.1 Reuso da água em áreas semi-áridas ................................................................ 24 5.1.2 Reuso da água na irrigação .............................................................................. 29
5.2 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na indústria .................................... 32 5.2.1 Reuso da água em indústria de reciclagem de plástico .................................... 32 5.2.2 Reuso de água em indústria metal-mecânica ................................................... 37 5.2.3 Reuso de água em indústria de papel ............................................................... 42
6 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 45
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 47
8
1 INTRODUÇÃO
Essa monografia é resultado de interesses despertados ao longo da graduação no curso
de Engenharia Civil (UFMG) e, sobretudo, a partir da minha inserção, no Curso de
Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental (UFMG). Vale tecer algumas
considerações acerca desta trajetória, fundamental para minha identificação com a
engenharia sanitária e as questões e problemáticas dessa área.
Durante o período da graduação aproximei-me da Engenharia Sanitária cursando
disciplinas como “Tratamento de Águas de Abastecimento” e “Tratamento de Águas
Residuárias” que tematizavam as técnicas, processos e operações utilizados no
tratamento de águas de abastecimento e de águas residuárias. Estes saberes foram sendo
aplicados à prática profissional, com a realização de projetos de saneamento para
diversos municípios do estado de Minas Gerais.
Esta inserção na área também motivou a minha entrada no curso de especialização
organizado pelo Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA/UFMG).
Neste curso interessou-me, sobretudo, os conteúdos e discussões referentes ao
tratamento de águas de abastecimento e residuárias, principalmente, as diferentes
técnicas que propõem o reuso dessas últimas.
O reuso de águas residuárias é uma discussão presente nos trabalhos e pesquisas da
Engenharia Sanitária, nos quais são propostos métodos e técnicas para essa finalidade.
Estas pesquisas apresentam discussões em torno dos critérios de qualidade - químicos,
físicos e biológicos - para o seu reuso e baseiam-se, principalmente, nas diretrizes
adotadas no Brasil, nos EUA e as recomendadas pela Organização Mundial de Saúde
(OMS).
O foco deste trabalho consistiu em uma investigação bibliográfica sobre o reuso de
águas residuárias, concentrando, principalmente, na análise de artigos publicados nos
periódicos da área1. Pretendeu-se identificar autores, instituições, principais abordagens
1Dentre os periódicos investigou-se, principalmente, a Revista Engenharia Sanitária Ambiental organizada pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-ABES). Este periódico classificado como B Qualis pelos critérios da Capes possui tiragem trimestral, recebendo artigos de diversas instituições e pesquisadores, sendo o principal periódico de circulação nacional da área. Dessa forma, torna-se significativo o estudo aprofundado das revistas publicadas entre os anos 2001 a 2009, observando, principalmente os artigos que tenham como temática o reaproveitamento de águas
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teóricas e as diferentes técnicas aplicadas para este fim. Além disso, buscou-se
identificar as principais propostas para o reuso da água, as motivações dos autores e das
pesquisas em relação às técnicas e ao emprego do reuso, os parâmetros utilizados e a
metodologia empregada para o desenvolvimento dessas pesquisas. Também foram
observados e levantados alguns dados sobre os principais autores que tiveram seus
artigos publicados nos periódicos da área, levando-se em conta a formação e a atuação
acadêmica e profissional, a participação em grupos de pesquisa e se o artigo é resultado
de trabalhos desenvolvidos no âmbito de programas de pós-graduação.
Dessa forma, o presente estudo buscou investigar a produção científica veiculada em
periódicos nacionais, observando de que maneira estes contribuem para a circulação e
divulgação de trabalhos realizados em diferentes grupos de pesquisa que debatem a
temática do saneamento, particularmente o reuso da água. Compreende-se que os
periódicos são os principais veículos de circulação de resultados de pesquisa na área do
Saneamento.
Outros motivos que nos levaram a investigar a produção referente ao reuso de águas
residuárias relaciona-se ao crescente debate em torno desse assunto. A água com
qualidade para uso humano, pela sua grande abundância na maior parte do planeta,
nunca havia recebido tanta atenção pelos estudiosos e autoridades como hoje. Como
recurso natural, aceito como inesgotável por muitos anos, atualmente é considerado
como um bem valioso e escasso. Vários são os motivos dessa mudança, quer sejam de
ordem natural ou antrópicas, o que se sabe é que, por ter sido mal gerido, não faltam
exemplos no planeta, mesmo em áreas de abundância no passado, de sua escassez, como
o rebaixamento de lençóis freáticos, o assoreamento de rios e o encolhimento de lagos.
O fato de escolhermos a produção teórica para efetuar a análise tem a ver com dois
motivos que não se excluem: a observação da crescente importância que a Engenharia
Sanitária apresenta nos últimos anos e, conseqüentemente, o inquestionável incremento
das produções ligadas à Engenharia Sanitária nos últimos tempos, que merece ser
analisada.
residuárias. Salienta-se que o recorte nesses anos de publicação relaciona-se à disponibilidade desses exemplares no portal da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
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A avaliação da produção científica que propõe a reutilização de águas residuárias
assume um papel significativo, já que com este levantamento foi possível avaliar as
diferentes técnicas propostas e empregadas com este fim. Além disso, foi possível a
comparação da produção realizada nos últimos dez anos e observando-se as vantagens e
os limites de cada técnica empregada para o reuso.
2 OBJETIVO
Analisar os artigos publicados nos periódicos da Revista Engenharia Sanitária e
Ambiental da Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-
ABES), que tenham por temática as diferentes modalidades de reuso da água.
3 METODOLOGIA
A metodologia empregada para essa investigação consistiu em uma pesquisa
bibliográfica que teve como principal fonte os periódicos publicados nos últimos dez
anos, enfocando principalmente a Revista Engenharia Sanitária e Ambiental da
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental (RESA-ABES). Esta
pesquisa foi dividida em duas fases. Em uma primeira fase, pretendeu-se mapear, a
partir dos exemplares da RESA-ABES, todos os artigos enfocando, principalmente
aqueles que tratam do reuso de águas residuárias. Essa fase também consistiu em uma
classificação temática dos artigos, observando quais os principais temas divulgados na
revista. Para isso, foi necessário o estabelecimento de critérios que permitiram
identificar e categorizar os trabalhos, sendo consideradas as temáticas, o referencial
teórico, entre outros. Consideramos todos os números do periódico publicados entre os
anos 2001 a 2009, disponíveis no Portal da Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior (CAPES). Este procedimento foi realizado com a leitura dos
títulos, resumos e trabalhos completos constitutivos dos exemplares disponíveis no
Portal CAPES. Nessa etapa também foi possível identificar autores, suas titulações e as
instituições predominantes envolvidas com pesquisas em torno do reuso de águas
residuárias.
Este primeiro levantamento ofereceu subsídios para a segunda etapa do estudo, que
consistiu em uma análise qualitativa. Nesse momento a análise esteve concentrada
naqueles artigos que trataram especificamente do reuso de águas residuárias.
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4 NORMAS E CRITÉRIOS DE QUALIDADE PARA O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
Tendo como principal objetivo discutir o reuso de águas residuárias tomamos, neste
trabalho, como principal referência as publicações do Programa de Pesquisa em
Saneamento Básico (PROSAB), organização composta por redes cooperativas de
pesquisa, envolvendo diferentes instituições e pesquisadores, que se dedicam de forma
articulada às pesquisas na área do saneamento. O PROSAB tem por finalidade o
desenvolvimento e o aperfeiçoamento de tecnologias nas áreas de abastecimento de
água, águas residuárias e resíduos sólidos, de forma que esses processos “sejam de fácil
aplicabilidade, baixo custo de implantação, operação e manutenção, bem como visem à
recuperação ambiental dos corpos d’água e à melhoria das condições de vida da
população, especialmente as menos favorecidas e que mais necessitem de ações nessas
áreas” (PROSAB, 2006).
Como dito, uma das frentes dessa organização é o desenvolvimento de pesquisas que
contemple as técnicas de tratamento de esgoto sanitário e a utilização de efluentes para
diferentes fins. Essa proposta envolveu várias instituições de ensino superior articuladas
às prefeituras, indústrias e às companhias de saneamento, organizando-se em
subprojetos que abordaram temas em torno do reuso das águas residuárias “incluindo o
aprimoramento de tecnologias de tratamento que resultassem em efluentes com
qualidade compatível com as exigidas para sua aplicação, com segurança do ponto de
vista sanitário, econômico e ambiental” (PROSAB, 2006).
Diante do quadro internacional de diminuição da água própria para o consumo humano,
do abaixamento do nível dos lençóis freáticos e “encolhimento” dos lagos e rios, mesmo
naquelas regiões que não são consideradas como áridas ou semi-áridas, buscou-se
compreender melhor a utilização e a presença da água no mundo, não tomando as
questões meteorológicas como principal justificativa da escassez. A preocupação com
esse recurso também gerou discussões sobre a deterioração dos mananciais de
abastecimento causada, principalmente, pela baixa cobertura de tratamento de águas
sanitárias. Nesse bojo de discussões consolida-se em todo o mundo a idéia de um uso
racional da água, controlando-se a perda e o desperdício e a importância da utilização
dos esgotos sanitários para diversos fins. Essa iniciativa de reuso da água tem como
principais vantagens, a diminuição da demanda e a preservação de oferta da água, a
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reciclagem de nutrientes, ampliação da irrigação e recuperação de áreas improdutivas ou
degradadas, a redução do lançamento do esgoto em corpos receptores, diminuindo-se a
poluição e a contaminação. A utilização de esgotos sanitários oferece vantagens de
natureza econômica, ambiental e social e em situações de escassez de água constitui-se
como uma necessidade.
O reuso da água recebe três qualificações quais sejam: o reuso indireto não planejado,
quando a água já utilizada é descarregada no meio ambiente, sendo diluída e novamente
utilizada; o reuso indireto planejado, que ocorre quando os efluentes são devidamente
tratados e descarregados, de forma planejada e controlada, nos cursos d’água e
integrados à jusante; por fim o reuso direto planejado, que consiste no tratamento dos
efluentes e o seu encaminhamento ao local específico que será reutilizado.
Apesar da reutilização do esgoto ser uma prática há muito tempo utilizada, na atualidade
aparece em destaque, ganhando reconhecimento como uma questão que envolve o
desenvolvimento sustentável e, conseqüentemente, torna-se uma questão política,
envolvendo diretrizes governamentais e políticas de gestão de recursos hídricos. Pouco
a pouco, foram se desenvolvendo diretrizes e bases técnicas e científicas para o reuso da
água em diferentes países. Apesar desse aumento das políticas públicas e da
regulamentação em torno do reuso, em muitos países esse controle é incipiente, muitas
vezes realizado por agricultores de forma espontânea, o que pode trazer riscos à saúde
pública. Os Estados Unidos foi o primeiro país a organizar e a legislar sobre o reuso do
esgoto na agricultura. Posteriormente, a legislação expandiu sua regulamentação para o
reuso industrial e urbano. A Organização Mundial de Saúde (OMS) também tem
regulamentado, desde a década de 1970, diretrizes para a utilização de águas residuárias
e critérios de saúde.
No Brasil, a regulamentação sobre os recursos hídricos inicia-se com a promulgação da
lei n. 9433, de 8 de janeiro de 1997, que instituiu a Política Nacional de Recursos
Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (BRASIL,
1997). O projeto de lei n. 5296 de 2005, que define diretrizes para os serviços públicos
de saneamento básico, faz referência ao reuso da água, como mostra o artigo 10: “São
diretrizes relativas ao esgotamento sanitário: incentivar o reuso da água, a reciclagem
dos demais constituintes dos esgotos e a eficiência energética, condicionado ao
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atendimento dos requisitos de saúde pública e de proteção ambiental pertinentes”
(BRASIL, 2005b). Ainda em 2005, o Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH)
pela resolução n.54 estabeleceu as diretrizes, modalidades e critérios para o reuso direto
não potável da água, definindo como modalidades o reuso para fins agrícolas e
florestais, urbanos, ambientais, industriais e para aqüicultura. A partir dessa
regulamentação o reuso da água passa a integrar as políticas de gestão dos recursos
hídricos no país (BRASIL, 2006).
A discussão sobre os critérios de qualidade para o reuso de águas residuárias será
realizada com base nas diretrizes adotadas nos EUA pela agência ambiental americana -
United States Enviromental Protection Agency (USEPA) - e recomendadas pela OMS.
4.1 Reuso Agrícola
Em relação ao reuso de águas residuárias na agricultura, serão discutidos os parâmetros
relacionados à saúde, no que se refere ao seu potencial contaminante, não sendo
abordados aspectos relacionados à qualidade da água para produção agrícola.
O controle sanitário das águas utilizadas na irrigação irrestrita, como aquelas utilizadas
na irrigação de hortaliças e outros alimentos que podem ser ingeridos crus, é de grande
importância, pois essas águas podem servir de veiculação de doenças.
A USEPA exige para irrigação irrestrita, um padrão de qualidade de efluentes,
semelhante ao padrão de potabilidade da água para consumo humano, ou seja, ausência
de coliformes, turbidez 2uT e cloro residual de 1 mg/L. Tais padrões somente podem
ser conseguidos com processos rigorosos de tratamento, incluindo filtração e
desinfecção (USEPA, 2004).
Porém, para a irrigação restrita, em culturas alimentícias processadas e culturas não
alimentícias, a USEPA permite uma maior tolerância no que diz respeito ao padrão
bacteriológico, 200 CTer 100mL-1(USEPA, 2004).
Assegurando tais parâmetros, acredita-se chegar aos seguintes entendimentos: os
parâmetros apresentados pela USEPA não contemplam de forma clara os ovos de
helmintos. Entretanto, partindo do pressuposto da utilização de processos como
filtração, decantação e ou lagoas de estabilização, visando atingir os baixos índices de
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turbidez propostos, pode-se conseguir conjuntamente a desinfecção, a remoção através
desses processos físicos de tais ovos(PROSAB, 2006).
A seguir é apresentada a Tabela 1 onde são descriminadas as modalidades de reuso de
águas residuárias para a agricultura e seus respectivos parâmetros de aceitação de
acordo com a USEPA.
Tabela1 - Diretrizes da USEPA para o uso agrícola de esgotos sanitário
ND: não detectável; C Ter: coliformes termotolerantes; CRT: cloro residual total. (1) Culturas alimentícias processadas comercialmente são aquelas que
recebem processamento físico ou químico, prévio à comercialização, suficiente para a destruição de patógenos. (2) Tratamento secundário é considerado
aquele capaz de produzir efluentes com DBO e SST < 30 mg L-3. (3) A coagulação química pré-filtração pode ser necessária para o atendimento da qualidade
do efluente recomendada. (4) Turbidez pré-desinfecção, média diária; nenhuma amostra > 5uT (ou 5 mgL SST L-1). (5) Cloro residual total após tempo de
contato mínimo de trinta minutos. (6) Residuais ou tempos de contato mais elevados podem ser necessários para a garantia de inativação de vírus e parasitas.
(7) Média móvel de sete dias; nehuma amostra > 14 CTer 100 mL-1. (8) Um padrão mais exigente pode ser necessário no caso de irrigação por aspersão. (9)
Média móvel de sete dias; nenhuma amostra > 800 CTer 100 mL-1; lagoas de estabilização podem alcançar o critério de qualidade sem a necessidade de
desinfecção. (10) O consumo das culturas irrigadas não deve ser permitido antes de 15 dias após a irrigação; desinfecção mais rigorosa (<14 CTer 100mL-1)
se o período de 15 dias não for observado.
Fonte: Adaptado de USEPA (2004) apud PROSAB (2006)
Em 1989 foram publicadas pela OMS as primeiras diretrizes para o reuso de águas
residuárias na agricultura (Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989). Essas diretrizes
foram vigentes até o ano de 2005, onde tais critérios eram relativamente rigorosos em
relação à remoção de helmintos, mas permissíveis no tocante à qualidade bacteriológica
e omissos em relação aos vírus e protozoários, sob o argumento de estarem
fundamentados em evidências epidemiológicas (PROSAB, 2006).
A seguir é apresentada a Tabela 2, onde são explicitadas as diretrizes recomendadas
pela OMS vigentes entre 1989 e 2005.
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Tabela2 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (1989-
2005).
(1)Nematóides intestinais humanos: Ascaris, trichuris, Necador e Ancylostoma; média aritmética durante o período de irrigacção. (2) Média geométrica durante
o período de irrigação. (3) No caso de árvores frutíferas, a irrigação deve terminar duas semanas antes da colheita e nenhum fruto deve ser apanhado do
chão; irrigação por aspersão não deve ser empregada. (4) SR: sem recomendação; em revisão posterior sugeria-se 104-105 CTer 100 mL-1. (5) NA: não se
aplica.
Fonte: Adaptado de WHO (1989) apud PROSAB (2006)
Desde a publicação dessas diretrizes pela OMS, diversos estudos foram conduzidos no
sentido de sua avaliação. Ao longo do contínuo processo de avaliação das diretrizes da
OMS, foram incorporadas novas ferramentas de avaliação e parâmetros, como avaliação
de risco e conceitos de risco e de carga de doença toleráveis, culminando com a
publicação em 2006 das novas diretrizes para a utilização de águas residuárias na
agricultura (BRASIL, 2006), conforme apresentado na Tabela 3.
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Tabela 3 - Diretrizes da OMS do uso agrícola de esgoto sanitário (2006).
(1)Combinação de medidas de proteção à saúde. (A): cultivo de raízes e tubérculos; (B): cultivo de folhosas; (C): irrigação localizada de plantas que se
desenvolvem distantes do nível do solo; (D): irrigação localizada de plantas que se desenvolvem rentes ao nível do solo; (E): qualidade de efluentes alcançável
com o emprego de técnicas de tratamento tais como tratamento secundário + coagulação + filtração + desinfecção; qualidade dos efluentes avaliada ainda
com o emprego de indicadores complementares (por exemplo, turbidez, SSt, Cloro residual; (F): agricultura de baixo nível tecnológico e mão de obra intensiva;
(G): agricultura de alto nível tecnológico e altamente mecanizada; (H): técnicas de tratamento com reduzida capacidade de remoção de patógenos ( por
exemplo, tanques sépticos ou reatores UASB associada ao emprego de técnicas de irrigação com elevado potencial de minimização da exposição (irrigação
subsuperficial). (2) remoção de vírus que associada a outras medidas de proteção à saúde corresponderia a uma carga de doenças viral tolerável < 10-6 DALY
ppa e riscos menores de infecções bacterianas e por protozoários. 93) qualidade do efluente correspondente à remoção de patógenos indicada em (2). (4) No
caso de exposição de crianças (15 anos) recomenda-se um padrão e, ou, medidas complementares mais exigentes: < 0,1 ovo L-1, utilização de equipamentos
de proteção individual, tratamento quimioterápico. No caso da garantia da remoção adicional de 1 log10 na higiene dos alimentos pode-se admitir < 10 ovos L-1.
(5) Média aritmética em pelo menos 90% do tempo, durante o período de irrigação. A remoção requerida de ovos de helmintos (log10) depende a concentração
presente no esgoto bruto com o emprego de lagoas de estabilização, o tempo de detenção hidráulica pode ser utilizado como o indicador de remoção de
helmintos. No caso da utilização de técnicas de tratamento mais complexas (opçãoE), o emprego de outros indicadores (por exemplo, turbidez < 2 uT) pode
dispensar a verificação do padrão ovos helmintos. No caso de irrigação localizada, em que não haja contato da água com as plantas e na ausência de riscos
para os agricultores (por exemplo, opção H) o padrão ovos de helmintos poderia ser dispensável.
Fonte: Adaptado de WHO (2006a) apud PROSAB (2006)
4.2 Reuso na Piscicultura
Nesse tópico serão abordados os aspectos de saúde, não sendo abordadas informações a
respeito da qualidade sob o ponto de vista de produção.
Assim como para a agricultura, a OMS em 1989, inicialmente propôs as seguintes
diretrizes sanitárias para o reuso de esgotos sanitários em piscicultura: 103 CTer 100
mL-1 no tanque de piscicultura ou 104 CTer 100 mL-1 no afluente ao tanque de
piscicultura e ausência de ovos de helmintos (Trematóides) (WHO, 1989). A OMS
também identificou os grupos de risco expostos, agentes/doenças e metas de saúde caso
a caso. Esses dados podem sem visualizados na Tabela 4.
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Tabela 4 - Perigos, grupos de risco e metas de saúde de interesse para a avaliação e gerenciamento de risco em piscicultura com a utilização de esgotos
sanitários.
(1)Incluindo os consumidores e as pessoas envolvidas na comercialização e no processamento do produto. (2) Trabalhadores em contato direto com a água de
cultivo e peixes. (3) Relacionado à população que habita ou circula por áreas vizinhas às áreas onde se pratica a irrigação com esgotos. (4) Carga de doença
tolerável. (5) Ingestão Diária Aceitável (tolerável), de acordo com o Codex Alimentarius Commision.
Fonte: Adaptado de WHO (2006b) apud PROSAB (2006)
4.3 Reuso Urbano e Industrial
A USEPA define duas categorias para o reuso de águas residuárias em ambientes
urbanos e industriais. Classificam-se semelhante ao reuso na agricultura, em reusos
urbanos restritos e irrestritos. Sua diferenciação baseia-se, principalmente, no que se
refere ao grau de exposição do ser humano ao efluente e as exigências de tratamento e
padrão de qualidade desse efluente.
4.3.1 Uso Urbano
Atualmente já se dispõe de tecnologia para atingir altos níveis de tratamento para as
águas residuárias. Tratamentos esses, capazes caso seja necessário, em torná-la potável
para consumo humano. Assim o grau necessário para o tratamento de águas residuárias
deve ser orientado em função do uso pretendido, pois pode tornar o processo
antieconômico ou até mesmo um risco a saúde publica.
Os modos de utilização e seus respectivos processos de tratamento e qualidade do
efluente, conforme recomendado pela USEPA, são apresentados na Tabela 5.
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Tabela 5 - Diretrizes da USEPA para usos urbanos de esgoto sanitário
ND: não detectável; CTer coliformes termotolerantes; CRT: cloro residual total. (1) Tratamento secundário é considerado aquele capaz de produzir efluentes
com DBO e SST < 30 mg L-1. (2) A coagulação química pré-filtração pode ser necessária para atendimento da qualidade do efluente recomendada. (3) O
efluente tratado deve apresentar aparência e odores não objetáveis. (4) turbidez pré-desinfecção, média diária; nenhuma amostra > 5 uT (ou 5 mgL SST L-1).
(5) Cloro residual total após tempo de contato mínimo de trinta minutos. (6) Residuais ou tempos de contato mais elevados podem ser necessários para a
garantia de inativação de vírus e parasitas. (7) Em sistemas de distribuição CTRT > 0,5 mg L-1 para prevenir o desprendimento de odores e a formação de
biofilmes. (8) Média móvel de sete dias; nenhuma amostra > 14 CTer 100 mL1-. (9) Em situações de maior controle da exposição admite-se tratamento
secundário + desinfecção e CTer < 14 100 mL-1. (10) Média móvel de sete dias; nenhuma amostra > 800 CTer 100 ml-1; lagoas de estabilização podem
alcançar o critério de qualidade sem a necessidade de desinfecção. (11) Desinfecção mais rigorosa (<14 CTer 100 mL-1) em situações de menor controle da
exposição.
Fonte: Adaptado de USEPA (2004a) apud PROSAB (2006)
A OMS estabelece diretrizes para o reuso urbano somente ao que se refere a irrigação
de parques e jardins, para tanto sugere um padrão de 200 CTer100mL-1 (WHO, 1989).
Para o reuso urbano de águas residuárias, além da necessidade de se atingir um nível de
tratamento adequado para não prejudicar a saúde humana, deve-se levar em
consideração outros aspectos como, sociais, éticos, culturais e econômicos. Aspectos
esses que se não atendidos ou aceitos pela população pode tornar o processo inviável
economicamente ou até mesmo rejeitado pela população, mesmo atendendo os padrões
de qualidade necessários.
4.3.1.1 Aspectos Estéticos
Para o reuso de águas residuárias no meio urbano deve-se levar em consideração os
aspectos estéticos. Uma água com cor, odor e turbidez elevadas, pode causar rejeição da
população, mesmo essa estando dentro dos padrões sanitários exigidos pelos órgãos de
saúde.
20
Assim, além de padrões técnicos de qualidade, as normas e critérios de qualidade
estabelecem que a água para reuso em ambiente urbano deve ter aspecto agradável e
odor não objetável, semelhante à água potável no que tange a cor, odor e turbidez. Para
turbidez, tomando-se como referência a Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde,
apesar dessa não citar diretamente o reuso, fixa o limite de 5 uT como padrão de
aceitação para o consumo humano (BRASIL, 2004). Entretanto no Brasil e no mundo,
são recomendados como padrão de tratamentos adequados, um efluente final com
turbidez menor ou igual a 1 uT. Isso se deve ao fato de pesquisas realizadas na área
comprovarem que tratamentos, em geral por meio de filtração ou decantação, que
atinjam um efluente final com tal valor de turbidez, reduzirá bastante o risco de
ocorrência de ovos de protozoários nesse efluente, conseguindo assim através da
necessidade sanitária um efluente melhor do que o recomendado, quando avaliado por
critérios estéticos.
Em relação ao odor, uma forma estabelecida pelas normas seria o controle da Demanda
Bioquímica de Oxigênio (DBO) e ou da concentração de oxigênio dissolvido, como
forma de conter o desenvolvimento de odor associado ao estado anaeróbio decorrente da
degradação da matéria orgânica. Os valores recomendados situam-se entre 10 e 30mg/L
para DBO e OD>1,0mg/L (PROSAB, 2006).
4.3.1.2 Aspectos Sanitários
A questão da segurança sanitária não é de fácil consenso no que diz respeito ao reuso
urbano. Além disso, a definição do que seja risco aceitável ainda é objeto de discussões
no meio acadêmico.
Por isso, a definição dos limites microbiológicos tem recebido diferentes abordagens,
dependendo do balanço entre capacidade econômica e risco. Muitas das metas de
qualidade microbiológicas apontadas em diretrizes carecem de base cientifica. Os
estudos epidemiológicos aplicados ao reuso da água são focados principalmente para o
reuso agrícola (PROSAB, 2006).
A caracterização da exposição, em termos de magnitude e freqüência, permite a
estimativa da ingestão (ou inalação) de determinado volume de liquido contendo um
21
número médio conhecido de microrganismos. Na Tabela 6 são apresentados os valores
de exposição aproximados para alguns usos urbanos.
Tabela 6 - Distribuição para descrever a exposição associada ao uso de água reciclada.
Notas: (*) T: distribuição triangular; (**) N: distribuição normal
Fonte: Ashbolt et al (2005) apud PROSAB (2006)
A USEPA recomenda para o uso de águas residuárias em vasos sanitários, a ausência de
coliforme em 100mL o que indica um parâmetro conservador, quando em águas
balneárias é largamente aceito padrões de 100 a 200 coliformes termotolerantes para
100mL, considerado como um risco aceitável (PROSAB, 2006). Parâmetro esse
também abaixo do recomendado pelo CONAMA, que pela Resolução 274/2000
estabelece para contato primário o limite de 1.000 coliformes termotolerantes para
100mL.
4.3.2 Uso Industrial
Varias são as aplicações da água na indústria, sua utilização varia em uma gama quase
infinita, que vai desde seu uso, como matéria prima, até seu uso, como transporte de
materiais ou resfriamento.
O reuso de águas residuárias na indústria está se tornando uma pratica comum. Vários
são os fatores que justificam esse aumento na demanda por processos de reutilização de
águas residuárias na indústria, mas o que mais tem influenciado essa demanda é a
22
possibilidade da economia de água tanto como matéria prima como parte do processo de
produção.
Desse modo, a qualidade necessária para o reuso de águas residuárias na indústria
dependerá de qual o seu papel no processo produtivo e da exposição de pessoas
envolvidas no processo.
Assim, a qualidade para as diversas aplicações será bastante variada e a escolha do
número de parâmetros a serem atendidos estará relacionada, em cada caso, aos riscos ao
processo, produto ou sistema. (PROSAB, 2006).
Na Tabela 7 são listados alguns dos principais parâmetros indicadores da qualidade da
água e problemas potenciais aos processos devido à possível presença de impurezas.
Tabela 7 - Parâmetros indicadores da qualidade da água e problemas potenciais aos processos industriais devido às impurezas da água.
Notas: P: principal fator responsável pelo problema; C: contribui para o problema; Se: não apresenta efeitos significativos; pH: afeta o pH; (1) no sistema de
condensação de vapor; (2) na turbina; (3) abastecimento de água por poço profundo; DEP: depósito; COR: corrosão; OUT: outros.
Fonte: Adaptado de Mierzwa e Hespanhol (2005) apud PROSAB (2006)
Para reuso industrial, a USEPA recomenda os mesmos padrões referidos a reuso urbano
do tipo uso restrito, apresentados na Tabela 5, com menção a um tratamento adicional,
23
ao que se refere a usos específicos, quando for necessário processos de tratamento
contra corrosão, incrustação e ou formação de espumas e biofilmes.
As águas de resfriamento e as águas para caldeiras são, muitas vezes, responsáveis pela
maior quantidade de água utilizada em processos industriais. Há uma grande quantidade
de indústrias que necessitam de torres de resfriamento em seus processos produtivos,
onde ocorre uma expressiva perda de água por evaporação, água esta que poderia ser
reposta por água de reuso.
Tais utilizações requerem um padrão de qualidade da água para seu correto
funcionamento. Os parâmetros de qualidade requeridos tanto para águas de resfriamento
quanto para caldeiras são apresentados na Tabela 8.
Tabela 8 - Qualidade da água recomendada para torres de resfriamento
(1)Aceito como recebido; em geral não há problemas com as concentrações ou valores usualmente encontrados. (2) Ausência de óleos flutuantes.
Fonte: Metcalf & Edd (2003) apud PROSAB (2006)
24
5 ARTIGOS PUBLICADOS SOBRE O REUSO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
Neste capítulo foram analisados os artigos publicados na Revista Engenharia Sanitária
Ambiental organizada pela Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
(RESA-ABES) no período de 2001 a 2009. Primeiramente, foi realizada uma síntese
dos artigos focando os pontos principais, seguida de uma análise dos mesmos,
relacionando os métodos e resultados encontrados com as normas vigentes.
Vale destacar o baixo número de artigos, com foco no reuso de águas residuárias,
publicados na revista nesse período. Foram catalogados apenas cinco trabalhos
publicados que tratavam diretamente sobre o tema de reuso de águas residuárias,
independentemente da finalidade desse reuso, para todo o período estudado.
5.1 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na ag ricultura
Nesse tópico serão tratados os artigos catalogados na revista Engenharia Sanitária e
Ambiental da ABES que tratam diretamente sobre o reuso de águas residuárias na
agricultura. A análise foi composta de uma breve descrição sobre o tema, metodologia e
resultados de cada artigo, seguida de uma análise crítica sobre o artigo.
5.1.1 Reuso da água em áreas semi-áridas
O artigo publicado na revista Engenharia Sanitária e Ambiental, volume10, nº 3, em
2005, intitulado “Tratamento de esgoto para uso na agricultura do semi-árido
nordestino” foi escrito por um grupo de pesquisadores ligados à Universidade Estadual
da Paraíba (UEPB) e à Universidade Federal da Paraíba (UFPB)2 (Souza, 2005). O
objetivo desse trabalho foi verificar o desempenho de três sistemas de pós-tratamento de
efluentes anaeróbios, quais sejam: wetland, leito de brita e lagoas de polimento, e como
2 José Tavares de Sousa Mestre em Engenharia Civil, UFPB. Doutor em Hidráulica e Saneamento, USP. Professor da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB). Diretor do CCT/ UEPB; Adrianus Cornelius van Haandel PhD em Engenharia Civil África do Sul. Pós-Doutorado Universidade Agrícola de Wageningen, Holanda. Professor da Universidade Federal da Paraíba. Coordenador do PROSAB/UFPB; Paula Frassinetti Feitosa Cavalcanti Mestre em Engenharia Civil, UFPB. PhD na Wageningen University. Professora da Engenharia Civil, Universidade Federal da Paraíba; Anna Mitchielle Fernandes de Figueiredo Mestranda do PRODEMA UFPB/UEPB
25
tais tipos de tratamento podem ser utilizados para produzir efluentes para o reuso da
água na atividade agrícola no semi-árido do Nordeste brasileiro. O reuso da água na
região semi-árida do nordeste do Brasil apresenta-se como uma importante estratégia
para atenuar os problemas gerados pela escassez de água nessa região. Sendo a região
caracterizada por apresentar curto período chuvoso, temperatura elevada e alta taxa de
evaporação, além de apresentar pouca disponibilidade de água no solo para as plantas
em grande parte do ano, o reuso da água na agricultura poderia contribuir para atenuar
os problemas da escassez hídrica no semi-árido. Como observado pelos autores “O
reuso planejado de águas residuárias domésticas na agricultura vem sendo apontado
como uma medida para atenuar o problema da escassez hídrica no semi-árido, sendo
uma alternativa para os agricultores localizados especificamente nas áreas
circunvizinhas das cidades” (SOUSA et al., 2005).
Para analisar o desempenho desses tipos de tratamento destinados ao reuso agrícola,
foram utilizados como parâmetros aspectos de sodicidade, salinidade, excesso de
nutrientes e, principalmente aspectos sanitários (DQO, pH, sólidos e suas frações,
macronutrientes e ovos de helmintos). Este último aspecto que apresenta indicadores de
contaminação fecal e identifica a presença de bactérias, cistos de protozoários, ovos de
helmintos e vírus é, sobretudo, importante já que podem gerar graves problemas de
saúde pública, acarretando em enfermidades e podendo contaminar o ambiente, os
trabalhadores das áreas cultivadas e os consumidores das culturas que serão irrigadas.
Segundo os autores, a irrigação das culturas utilizando-se o esgoto doméstico,
devidamente tratado, ainda apresenta outra vantagem, uma vez que os esgotos
apresentam teores consideráveis de nutrientes, o que pode favorecer a produtividade das
culturas. Apesar de não existir no Brasil, normas e critérios que regulamentam o reuso
da água na agricultura, é necessário observar e respeitar alguns critérios, para garantir o
uso seguro na irrigação. Os autores do artigo seguiram as recomendações da
Organização Mundial da Saúde (OMS, 1989) que tratam da irrigação irrestrita, a qual
recomenda menos de 1 ovo de helminto por litro e menor ou igual a 1000 coliformes
fecais por litro. Apesar de seguirem tais critérios, para os autores “essas recomendações
parecem muito rigorosas, mesmo tratando-se de irrigação de alimentos que podem ser
ingeridos crus, sendo, ao mesmo tempo, omissas em relação aos protozoários e vírus”
(SOUSA et al., 2005).
26
Como dito, para avaliar e comparar a qualidade dos efluentes que seriam utilizados para
fins de irrigação, os autores propuseram observar três diferentes sistemas de pós-
tratamento: wetland, leito de brita não vegetado e lagoas de polimento. Antes de ser
encaminhado para as unidades de pós-tratamento o esgoto passou por reator anaeróbio
de fluxo ascendente e manta de lodo - reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge
Blanked).
O experimento foi conduzido na área que pertence à Companhia de Águas e Esgotos do
Estado da Paraíba (CAGEPA), localizada no município de Campina Grande - PB e onde
se localiza a Estação de Tratamento Biológico de Esgotos (EXTRABES). O
experimento foi acompanhado durante vinte meses, sendo instalado um reator UASB,
seguido das três unidades de pós-tratamento.
O reator UASB, fabricado em PVC com volume útil de 5m3, foi operado com um tempo
de detenção hidráulica (TDH) de 6 horas, sendo alimentado com esgoto bruto coletado
de um poço de visita do sistema de esgotamento da cidade de Campina Grande, Paraíba
- Brasil.
A wetland foi construído em alvenaria e revestido internamente com argamassa
impermeabilizante. Com área de 10m2 tinha, como enchimento, areia lavada com
granulometria variando de 2,8 a 4,8mm, formando uma camada de 60cm, com
percentual de vazios de 38%. Com a finalidade de melhorar a distribuição do fluxo foi
depositada, na entrada e na saída, uma camada de cascalho com 40cm de largura por
60cm de altura, com granulometria variando de 15 a 20mm. A wetland era vegetada
com macrófitas do tipo Juncus spp, apresentando uma densidade de 25 propágulos
vegetativos por metro quadrado. A vazão de alimentação e o TDH eram,
respectivamente, de 0,325m3/dia e 7 dias.
O leito de brita foi construído em alvenaria, também com 10m2 de área, tendo como
enchimento brita com granulometria variando de 15 a 35mm, formando uma camada de
0,60m de altura e percentual de vazios de 48%. A alimentação era sub-superficial, com
uma vazão de 0,411m3/dia o que correspondia a um TDH de 7 dias.
As lagoas de polimento, em número de 5, totalizaram uma área de 50m2. Funcionando
em série, cada uma com 10m de comprimento, 1m de largura, 0,60m de profundidade
27
útil e TDH de 15 dias. O sistema de tratamento UASB mais as lagoas de polimento em
série já vinham sendo operados há cerca de três anos. No período de monitoramento, a
vazão de alimentação das lagoas (efluente do reator UASB) era de 2m3/dia.
As análises físico-químicas e microbiológicas eram realizadas semanalmente seguindo a
recomendação do Standard Methods for the Examination of Wastewater (APHA, 1998).
A concentração de coliformes termotolerantes foi determinada através da técnica de
membrana de filtração que expressa os resultados em Unidade Formadora de Colônias
por 100mL da amostra, apesar de a WHO (1989), nas diretrizes e recomendações para
uso de esgoto tratado na agricultura, recomendar para irrigação irrestrita quantidade de
coliformes expressa em Número Mais Provável por 100mL. Já os ovos de helmintos
foram determinados pelo método de Bailenger (WHO, 1989).
Aos dados obtidos, foi dado um tratamento estatístico, estimando-se medidas de
dispersão e de tendência central. Para testar as médias amostrais entre os sistemas de
tratamento, foram aplicados métodos estatísticos de inferência com a análise de
variância (ANOVA), considerando um nível de significância de 5%.
O tipo de tratamento que atingiu os melhores resultados foi a lagoa de polimento, que
produziu efluentes de acordo com as recomendações da OMS para a irrigação irrestrita.
Os outros dois sistemas de tratamento não foram recomendados por apresentarem
efluentes que, embora isentos de ovos de helmintos, constatou-se a presença de
coliformes termotolerantes em níveis acima do recomendado.
Embora não removendo significativamente organismos patogênicos e nutrientes, o
reator UASB, com TDH de 6 horas, apresentou desempenho na remoção de DQO e
SSV superior a 60 e 70%, respectivamente. Essa considerável remoção representa uma
significativa diminuição de carga orgânica, favorecendo, portanto, o pós-tratamento em
sistemas como wetland, lagoas de polimento e leito de brita. Devido à baixa qualidade
higiênica, efluentes de reatores UASB só devem ser usados na irrigação com restrição.
Os sistemas wetland, leito de brita não vegetado e lagoas de polimento, operados sob as
condições apresentadas nessa pesquisa, produziram efluentes isentos de ovos de
helmintos. Os sistemas wetland e leito de brita apresentaram concentrações de
28
coliformes termotolerantes superiores a 1000UFC/100mL, não sendo, pois,
recomendados para uso na irrigação irrestrita, segundo a OMS (1989).
O efluente final produzido nas lagoas de polimento apresentou boa qualidade sanitária:
baixa concentração de coliformes termotolerantes (menor que 1000 UFC/100mL) e
ausência de ovos de helmintos, podendo, pois, ainda segundo a OMS (1989), ser usado
na irrigação irrestrita.
Com exceção do efluente final, oriundo das lagoas de polimento, a concentração de
macronutrientes contida nos outros três efluentes é suficiente para a maioria das culturas
regionais cultivadas na região semi-árida do nordeste do Brasil.
Análise do Artigo
O reuso de águas residuárias na agricultura tem um enorme potencial no Brasil, um dos
maiores produtores agrícolas do mundo. O artigo em questão demonstra através de
estudos experimentais, a aplicação de processos de tratamento de águas residuárias,
processos comumente empregados em estações de tratamento de esgotos, visando o
reuso dessas águas.
O estudo mostra que através de tratamentos convencionais, como o uso de lagoas de
polimento, é possível conseguir efluentes com baixas concentrações de coliformes e
ovos de helmintos, atendendo as normas da OMS, efluente com concentração de
coliformes termotolerantes menor que 1000 UFC/100mL e ausência de ovos de
helmintos. Esta constatação é condizente com a OMS, que sugere TDH de 8 dias para
produzir efluentes com menos de 1 ovo/Litro.
O estudo confirmou também a excelente qualidade de reatores anaeróbios do tipo
UASB para a remoção de matéria orgânica, remoção superiores a 60%. Valor esse
condizente com a literatura, onde estima-se uma remoção média de 65% para um TDH
de 6 horas (CHERNICHARO, 2007).
Outro fato a se destacar foi o desempenho dos sistemas de tratamentos wetland e leito
de brita não vegetado. Ambos os sistemas apresentaram a ausência de ovos de
helmintos em seus afluentes, porém, ficaram acima do valor recomendado para
29
coliformes termotolerantes pela OMS, que recomenda um valor abaixo de 1.000 org
100mL-1.
Por fim, pode-se concluir o enorme potencial de utilização do reuso de águas residuárias
na agricultura, com técnicas de tratamento bastante difundidas no meio acadêmico e
profissional. Destaque maior ao tratamento por lagoas, tratamento esse reconhecido pela
baixa necessidade de manutenção e de mão de obra especializada para sua operação,
atendendo assim, as necessidades previstas para a região do nordeste brasileiro e
podendo ser expandidas a outras regiões deficientes no suprimento de água, que atenda
os parâmetros sanitários exigidos pelos órgãos nacionais e internacionais.
5.1.2 Reuso da água na irrigação
O artigo, publicado na revista Engenharia Sanitária Ambiental, volume 13, nº 4, em
2008, recebeu o título de “Uso de efluentes da carcinicultura de águas interiores na
irrigação do arroz” 3 (Miranda et al., 2008). Os autores tinham por objetivo avaliar a
produção de arroz e as alterações químicas do solo, em resposta à irrigação com o
efluente da carcinicultura. (técnica de criação de camarões em viveiros) de águas
interiores e comparar os resultados com aqueles obtidos com a irrigação convencional,
utilizando água do rio Jaguaribe.
Na região do Baixo Jaguaribe-CE observa-se a instalação progressiva de fazendas de
camarão às margens do rio Jaguaribe onde não há interferência de água salina. Os
efluentes gerados nessas fazendas, que em 2004 compreendiam uma área total de 413
ha, são lançados nos corpos d´água da bacia sem tratamento prévio, sendo o rio
Jaguaribe o principal receptor (Miranda et al., 2008).
Dentre as principais questões ambientais relacionadas à carcinicultura em águas
interiores, destacam-se o elevado consumo de água e a contaminação dos corpos
hídricos por efluentes não tratados. Os efluentes da carcinicultura freqüentemente
apresentam níveis mais elevados de alguns nutrientes, plâncton, sólidos suspensos e
3 Fábio Rodrigues de Miranda Pesquisador A da Embrapa Agroindústria Tropical. PhD em Engenharia de Biossistemas pela The University of Tennessee, Estados Unidos; Francisco Edson A. Souza Jr. Engenheiro Civil, Engesoft Engenharia e Consultoria Ltda; Raimundo N. Lima Pesquisador B de Embrapa Agroindústria Tropical. Mestre em Fitotecnia pela UFC; CarmemC. M. Sousa Bolsista da Embrapa Agroindústria Tropical. Engenheira Agrônoma pela UFC; Maria G. S. Santana Bolsista da Embrapa Agroindústria Tropical. Estudante de Agronomia pela UFC; Carlos A. G. Costa Bolsista da Embrapa Agroindústria Tropical. Engenheiro Agrônomo pela UFC
30
demanda de oxigênio que os corpos hídricos receptores (BOYD, 2003).
Conseqüentemente, esses efluentes são considerados fontes potenciais de poluição,
contribuindo para a eutrofização de rios e lagoas onde são lançados (DIERBERG e
KIATTISIMKUL, 1996; PAEZ-OSUNA et al,1998).
O experimento foi conduzido no período de julho a novembro de 2005, na fazenda Poço
de Onça, localizada no município de Russas, CE. A fazenda utiliza água do rio
Jaguaribe para a criação de camarão da espécie L. vannamei, em dois viveiros com área
de três ha cada. No plantio utilizou-se a variedade de arroz IRGA 417 e logo após o
plantio foi aplicada uma lâmina de irrigação de 150 mm de água.
Utilizou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, em um esquema
fatorial 2 x 2, com cinco repetições. Os tratamentos utilizados foram:
• E100 - Irrigação com o efluente e aplicação de 100% da dose de N-P-K
recomendada para a cultura do arroz.
• E75 - Irrigação com o efluente e aplicação de 75% da dose de N-P-K recomendada
para a cultura do arroz.
• R100 - Irrigação com água do rio Jaguaribe e aplicação de 100% da dose de N-P-K
recomendada para a cultura do arroz.
• R75 - Irrigação com água do rio Jaguaribe e aplicação de 75% da dose de N-P-K
recomendada para a cultura do arroz.
Na Tabela 9 são apresentados os valores médios de algumas características químicas do
efluente e da água do Rio Jaguaribe observados durante o experimento. Praticamente
não houve diferença entre o efluente e a água do rio com relação aos níveis de pH, Ca2+,
Mg2+, K+, Na+, Cl-, HCO3- e RAS. O efluente apresentou valores médios de
condutividade elétrica (CEa), P, SO42-, N-amoniacal, N-nitrato e N-total maiores que a
água do rio. No entanto, em virtude da variação dos parâmetros analisados ao longo do
experimento, foi observada diferença significativa (p<0,05) apenas em relação à CEa.
31
Tabela 9 - Características químicas médias do efluente da carcinicultura e da água do Rio Jaguaribe utilizados no experimento
NA: Não significativo; * Significativo a 5% de probabilidade
Fonte: Miranda et al., 2008
A maior produção de grãos entre os tratamentos estudados foi obtida com a utilização
do efluente na irrigação do arroz e a aplicação de 75% da dose de N-P-K. A produção
de grãos do tratamento E75 foi significativamente superior (p<0,05) à do tratamento
com a água do rio e 75% da dose de N-P-K e semelhante às produções obtidas com
ambos os tipos de água e 100% da dose de N-P-K.
Assim o autor pode concluir que:
• O efluente da carcinicultura de águas interiores pode ser utilizado na irrigação de
cultivos como o arroz, proporcionando produções semelhantes às obtidas com a
água de rio, ou até superiores, quando a dose de N-P-K aplicada na adubação for
menor que a recomendada.
• O uso do efluente da carcinicultura de águas interiores na irrigação é viável
agronomicamente e pode contribuir para o aumento da eficiência hídrica nas
fazendas de camarão. No entanto, tal uso deve ser acompanhado da drenagem do
32
solo e do monitoramento periódico da condutividade elétrica (CE) e da
porcentagem de sódio trocável (PST) do solo, a fim de detectar e prevenir sua
salinização.
Analise do Artigo
O artigo “Uso de efluentes da carcinicultura de águas interiores na irrigação do arroz”
trata de uma pesquisa de grande importância para a agricultura do país. O reuso de
águas residuárias como forma de substituição a água captada dos rios para irrigação,
traz a possibilidade da redução da demanda de água de boa qualidade para a agricultura,
reduzindo custos no processo produtivo alem de preservar os corpos d’água.
O estudo mostrou a viabilidade no que se refere aos nutrientes necessários à irrigação de
cultivos de arroz como N-P-K, proporcionando um aumento significativo na produção
de grãos.
5.2 Pesquisas e artigos sobre o reuso de água na in dústria
Nesse tópico serão tratados os artigos catalogados na revista Engenharia Sanitária e
Ambiental da ABES que tratam diretamente sobre o reuso de águas residuárias na
indústria. A análise foi composta de uma breve descrição sobre o tema, metodologia e
resultados de cada artigo, seguida de uma análise crítica sobre o artigo.
5.2.1 Reuso da água em indústria de reciclagem de plástico
O artigo “Reuso de água em indústria de reciclagem de plástico tipo PEAD”
publicado no ano de 2009, no volume 14, número 2, da Revista Engenharia Sanitária e
Ambiental teve por objetivo propor uma alternativa técnica simplificada para o
tratamento de efluentes com vistas ao seu reuso em uma indústria de reciclagem de
plásticos (Bordonalli et al., 2009). O artigo teve por autores Angela Cristina Orsi
Bordonalli4, e por Prof. Dr. Carlos Gomes da Nave Mendes5. Este artigo é resultado da
tese defendida pela pesquisadora, no ano de 2007, intitulada “Reúso de água em
4 Doutora em Engenharia Civil na área de concentração em Saneamento e Ambiente pela Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) 5 Doutor em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP). Professor adjunto da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp.
33
indústria de reciclagem de embalagens plásticas: aspectos econômicos e ambientais em
modelo de escala real” trabalho orientado pelo professor acima citado.
Como analisado pelos autores, a água é um componente fundamental no processo de
reciclagem do plástico, sendo utilizada para a remoção de detritos e impurezas que
contaminam a matéria-prima utilizada, que geralmente é proveniente de aterros
sanitários e lixões. As embalagens plásticas recicladas pela indústria são, em grande
maioria, de uso doméstico, como embalagens de alimentos e produtos de limpeza ou
aqueles recipientes utilizados para a comercialização e guarda de óleos lubrificantes.
Os estudos demonstraram a viabilidade do tratamento através de processo físico-
químico por coagulação, floculação, decantação e filtração em manta geotêxtil, com o
uso do hidroxicloreto de alumínio (PAC) como coagulante, soda cáustica (50%) como
alcalinizante e polieletrólito como auxiliar de floculação e desidratação do lodo, bem
como a exeqüibilidade do reuso dos efluentes em circuito fechado.
A pesquisa realizada tentou demonstrar uma solução técnica mais adequada e
economicamente viável para o reuso da água em indústrias de reciclagem de pequeno e
médio porte. O diferencial dessa pesquisa reside na justificativa de que não seria
necessário a pureza da água para a utilização em indústrias de reciclagem,
diferentemente das pesquisas que buscam avanços na ciência investindo em tecnologias
e processos conhecidos como “super clean”. Como observado pelos autores: “Faz-se
necessário, portanto, o desenvolvimento de outras técnicas que atendam a todos os
segmentos de mercado” (Bordonalli et al., 2009).
É interessante que os autores também fazem uma reflexão sobre os modos de vida na
contemporaneidade e os impactos do excesso de consumo nas questões ambientais.
Dessa forma, as indústrias passam a se preocupar, mais efetivamente, com a dimensão
ambiental, que incorporada à gestão empresarial favorecem, em muitos casos, a
diminuição de custos e o aumento da lucratividade, adotando medidas no processo
produtivo como o reuso e o reciclo de efluentes líquidos.
Os autores apontam as embalagens de plástico, tanto aquelas utilizadas no âmbito
doméstico, quanto aquelas com uso industrial, como um dos principais elementos que
podem gerar problemas ambientais, principalmente quando são levados, após o uso,
34
para aterros sanitários ou incinerados. O artigo em questão aponta também para
problemas ambientais que estão envolvidos até mesmo com o processo de reciclagem
do plástico, principalmente no processo de lavagem desse material, que gera efluentes
com alta carga poluidora. Como agravante, a reciclagem do plástico é realizada, muitas
vezes, em instalações improvisadas sem atendimento à legislação ambiental.
A partir dessas questões o artigo busca apresentar alternativas de baixo custo de
implantação e operação para o tratamento e reuso de efluentes líquidos gerados em
operações de lavagem de embalagens plásticas, oriundas de diversos locais. O artigo
apresenta dados obtidos em escala real, a partir do acompanhamento de uma indústria
recicladora de plásticos instalada no município de Indaiatuba em São Paulo. Essa
empresa de reciclagem foi criada com o intuito de produzir embalagens plásticas para
produtos químicos produzidos por outras empresas da região. Atualmente, cerca de 90%
da matéria-prima é originária de embalagens plásticas pós-consumo, adquiridas pelas
cooperativas de coleta seletiva da cidade ou coletadas em aterros sanitários das cidades
próximas. Como ressalta os autores: “Um grande problema na reciclagem de resíduos
plásticos é o tratamento do efluente de lavagem, o qual contém uma alta carga poluidora
e, justamente, por causa de seus elevados níveis de contaminação orgânica e inorgânica,
não pode ser descartado sem tratamento” (Bordonalli et al., 2009). Tomando como
referência o trabalho de Mierzwa (2002) observa que “no reuso de efluentes tratados,
uma das principais preocupações é o processo de concentração de contaminantes
específicos, que reduz o potencial de reuso e pode comprometer as atividades que
empregarão essa água”.
Os autores baseados em estudos prévios realizados em 2004 (BORDONALLI e
MENDES, 2005), descartaram a alternativa de tratamento por processo biológico (lodos
ativados por batelada), cujos resultados demonstraram eficiência muito aquém das
obtidas por processo físico-químico (pré-filtração, coagulação, floculação, decantação e
filtração), ambos simulados em equipamentos de bancada, tipo jarteste.
Os estudos de tratamento físico-químico desse tipo de efluente indicaram como melhor
coagulante o hidroxicloreto de alumínio (PAC) em comparação ao cloreto férrico e
sulfato de alumínio.
35
As condições necessárias para a floculação foram: (i) gradiente de velocidade igual a 60
s-1 e (ii) período de floculação dez minutos.
A clarificação do efluente por simples sedimentação demonstrou-se insuficiente, sendo
necessária uma etapa complementar de filtração, no caso, com o uso de mantas
geotêxteis sintéticas não tecidas.
As eficiências de remoção dos parâmetros Demanda Química de Oxigênio (DQO),
turbidez e fosfatos, corresponderam a valores de 93,2%, 99% e 98,6%, respectivamente,
resultados que favoreceram a hipótese da possibilidade de reuso dos efluentes tratados
no próprio processo de lavagem de embalagens plásticas.
O volume de lodo adensado gerado na decantação resultou em valores variáveis entre
50 e 53 mL/L para as condições estabelecidas nos ensaios realizados: uso de cone
Imhoff, com um período de sedimentação de 30 minutos.
Na Tabela 10 são apresentados as eficiências médias e os valores obtidos para todos os parâmetros de qualidade monitorados durante o período de outubro de 2006 a janeiro de 2007.
Tabela 10 - Parâmetros de avaliação do desempenho do STAR
Fonte: Bordonalli et al., 2009
36
Percebe-se pelos resultados obtidos que o tratamento utilizado apresentou uma
eficiência de 97% no que diz respeito à turbidez, atingindo para o efluente final uma
turbidez mínima de 7 UT. Esse sucesso, segundo o autor, nas etapas de clarificação
(decantação + filtração) decorreu da correta utilização de produtos químicos para
controle do potencial hidrogeniônico (pH) e dos processos de coagulação e floculação,
obtida com o uso de dosagens variando entre 4,8 a 6,2 kg/m3 para o hidróxido de sódio,
2,0 a 4,4 kg/m3 para o hidroxicloreto de alumínio (PAC) e 6,0 a 7,3 g/m3 para o
epolieletrólito catiônico.
O Sistema de Tratamento de Águas Residuarias (STAR) proposto demonstrou alto
desempenho na redução dos valores de turbidez e óleos e graxas, com eficiências
superiores a 90%. Para os parâmetros DBO, DQO e surfactantes, as eficiências obtidas
foram próximas a 60%, impedindo o lançamento dos efluentes tratados na rede pública
a cada semestre. Destaca-se que nessa situação a qualidade dos efluentes tratados
adapta-se perfeitamente ao reuso, não interferindo na eficiência da lavagem dos
plásticos, tampouco na qualidade dos pellets produzidos.
Analise do Artigo
O artigo em estudo apresenta uma proposta de tratamento físico-químico de efluentes
visando o seu reuso. Os autores demonstraram para o caso em particular uma melhor
eficiência desse tipo de processo em relação a um processo de tratamento biológico,
lodos ativados por batelada.
Utilizando o processo de tratamento físico-químico, que consiste em pré-filtração,
coagulação, floculação, decantação e filtração, os estudos experimentais demonstraram
a possibilidade de utilização desse tipo de tratamento para o reuso de águas residuárias
industriais, obtendo excelentes resultados, principalmente no que se refere à turbidez.
O que é de se esperar para esse tipo de processo de tratamento, onde processos de
filtração associados a uma correta coagulação e floculação são conhecidos na literatura
pela sua eficiência na redução de turbidez.
Como apresentado no item 4.3.2 de trabalho, não há uma padronização sobre a
qualidade do efluente a ser reutilizado em indústrias tanto por parte da USEPA como
37
pela OMS, devido à enorme gama de substâncias passíveis de estarem presentes nesses
afluentes.
Assim percebe-se que para o estudo em questão, os autores basearam-se na qualidade
necessária do efluente para o seu reuso no processo industrial, mesmo esse não estando
dentro dos parâmetros sanitários adequados para a exposição humana.
Dessa forma percebe-se uma necessidade, quando se avalia tais processos de
tratamento, da avaliação do grau de exposição humana ao processo produtivo em que
será utilizada água de reuso.
5.2.2 Reuso de água em indústria metal-mecânica
O artigo, publicado na revista Engenharia Sanitária Ambiental, volume 12, n 3, do ano
de 2007, recebeu o título de “Avaliação de tecnologias avançadas para o reuso de
água em indústria metal-mecânica”6 (OENNING et al., 2007).
Os autores tinham por objetivo a avaliação técnica e econômica de cinco tecnologias de
tratamento que pudessem proporcionar a reutilização do efluente de uma indústria
metal-mecânica. Esse estudo buscava reduzir o consumo de água e o descarte do
efluente. Estudos que propõem o reuso da água na indústria tem como motivação, como
ressalta os autores “A necessidade de reduzir o desperdício e minimizar o consumo de
água na indústria, aliada à leis como a 9.433 de 9 de janeiro de 1997 que institui a
cobrança pela captação de água e o lançamento de efluentes” (OENNING et al., 2007).
Essas regulamentações, como mostra o artigo, “vem forçando o setor mudar costumes e
processos relacionados ao consumo de água abrindo, assim, caminho ao uso de efluente
e de águas de qualidade inferior em suas instalações” (OENNING et al., 2007). Os
autores também apontam que para a realização de pesquisas que objetivavam encontrar
técnicas de tratamento de efluentes para o reuso em indústrias foi necessário seguir
critérios e diretrizes elaboradas e organizadas em publicações de órgãos governamentais
6 Airton Oenning Junior Engenheiro Civil pela Fundação Universidade Regional de Blumenau (1997). Especialista em Administração Industrial pela UFPR (2001). Mestre em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental pela UFPR (2006). Gerente de projetos da empresa Inotec do Brasil Ltda; Urivald Pawlowsky Engenheiro Químico pela UFPR (1965). Mestre em Ciência pela COPPE /UFRJ (1967). Ph.D pela State University of New York (1972). Professor Titular de Engenharia Ambiental da UFPR. Professor Sênior do Programa de Pós-Graduação de Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental da UFPR. Consultor da OMS/OPS, da GTZ do Governo Alemão, de Indústrias e de Órgãos Governamentais.
38
como a EPA americana (Ano) e a WHO (Ano) e de empresas de consultoria como
Metcalf & Eddy (2003) e pesquisadores como Takashi Asano (1998). A partir da
análise da bibliografia do artigo percebe-se que grande parte das referências
mobilizadas trata-se produções norte-americanas.
Para a realização da pesquisa tomou-se como estudo de caso uma indústria de assentos
automotivos localizada na região metropolitana de Curitiba. O efluente gerado na
indústria provém do esgoto sanitário compreendido pelos banheiros e refeitório com
vazão de 25 m3/dia e da linha de produção, gerado pelo excedente dos enxágües e
banhos7 que caem em calhas de coleta e de descartes programados de efluente
concentrado com vazão de 35 m3/dia.
O tratamento do efluente ocorre em três etapas: (1) tratamento por fossa séptica e lodos
ativados do esgoto sanitário; (2) tratamento físico-químico do efluente industrial
proveniente da linha de pintura e (3) a mistura das duas correntes para tratamento final
em duas lagoas aeradas em série e lagoa de polimento.
Na Tabela 11 são apresentadas as características do efluente tratado utilizado para os
estudos, efluente esse coletado na saída da lagoa de polimento. São também
apresentadas as características desse efluente quando tratado com filtração, onde foi
utilizado papel filtro quantitativo8.
Tabela 11 - Características físico-químicas e microbiológicas do efluente
7 No processo de fabricação e pintura de bancos as estruturas metálicas dos bancos são entregues pelos fornecedores e estas peças recebem banhos para desengraxe em um TTS – Túnel de Tratamento de Superfície e posteriormente seguem para tanque de imersão onde recebem a pintura pelo processo cataforético. 8 O papel filtro utilizado possuía as seguintes características:marca: Framex; dimensões: diamentro 12,5 +- 0,10 cm; especificações: 3892 – Faixa branca – 6,0 m.10-6; cinza:<=0,0009g.
39
N.A.: Não avaliado
Fonte: OENNING et al., 2007
Foram também levantadas às atividades potencias que poderiam utilizar o efluente após
o tratamento. Também foram observados aspectos relacionados à disponibilidade de
efluentes, a demanda de água exigida e a qualidade da água recomendada para cada
atividade. Foram apontadas como possibilidades para o reuso, as atividades que
envolviam o processo de pintura, reposição de perdas em torres de resfriamento,
lavagem de pisos, irrigação de áreas verdes industriais e descarga sanitária.
Para o estudo do tratamento dos efluentes foram utilizadas cinco estações
experimentais, sendo elas: carvão ativado, oxidação com ozônio, oxidação com dióxido
de cloro, osmose reversa, coagulação-floculação.
As análises para pH, turbidez, cor, DQO, DBO5, carbono orgânico total (COT),
carbono inorgânico, carbono total, sólidos totais (ST), sólidos suspensos totais (SST),
sólidos dissolvidos totais (SDT), condutividade, coliformes totais e coliformes fecais
foram realizadas de acordo com o Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater (APHA, 1998).
Os resultados desses métodos de tratamentos são apresentados na Tabela 12 a seguir.
40
Tabela 12 - Comparativa da eficiência da remoção das tecnologias de tratamento
avançado em relação aos critérios de reuso
SE: Sem Especificação encontrada; NA: Parâmetro e eficiência não avaliados; (1) Considerado os valores para o tempo de contato de 20 minutos e uma concentração de carvão
ativado de 0,60 gramas (máxima adsorção). (2) considerado os valores do Teste 02 com o tempo de 15 minutos. (3) considerado os valores do Teste 02. (4) Considerado a media
dos valores do Teste 02. (5) considerado o Teste 03 com jarro contendo 150 ppm do coagulante Bufloc 5122 e 0,5 ppm de auxiliar de coagulação Bufloc 565 (6) Não houve
eficiência na remoção do parâmetro.
Fonte: OENNING et al., 2007
Foram levantados quatro locais para reuso e sugeridos critérios para cada um deles.
Constatou-se que na adsorção com carvão ativado e na osmose reversa o efluente
tratado por estes dois processos poderia ser reutilizado nos locais propostos e, com
vazão de reuso de 2,5m3/h, os custos ficaram em US$ 1,14/m3 e US$ 1,70/m3,
respectivamente. Esses dois tratamentos forneceram os melhores resultados em termos
de qualidade do efluente para reuso. Para o ozônio e o dióxido de cloro, mesmo
desinfetando o efluente, obteve-se apenas resultados satisfatórios em termos de
qualidade do efluente para reuso, com custo de US$ 0,54/m3 e US$ 0,71/m3,
respectivamente. Na coagulação/floculação todos os parâmetros analisados atenderam a
dois locais de reuso, com exceção dos SDT, que se obteve custo de US$ 1,57/m3.
41
Analise do Artigo
O artigo “Avaliação de tecnologias avançadas para o reuso de água em indústria
metal-mecânica” trata de um tema que vem sendo o principal estímulo para a difusão
do reuso de águas residuárias na indústria, que se baseia na necessidade da economia de
água no processo de produção.
Os autores utilizaram técnicas modernas de tratamento de efluentes, conhecidas como
tratamento terciário, técnicas essas empregadas após um tratamento físico e biológico,
visando a recuperação desse efluente em alguma fase do processo produtivo ou mesmo
como descarga de sanitários.
O estudo realizado foi de grande valia, pois pelos experimentos realizados foi possível
avaliar o desempenho desses tratamentos terciários, tratamentos esses não tão comuns
no Brasil devido seu alto custo e complexibilidade operacional.
Através dos resultados da pesquisa foi possível comprovar a eficiência do ozônio e do
dióxido de cloro como desinfetantes, confirmada pela alta remoção de coliformes, além
da remoção de cor.
Os estudos mostraram também a eficiência do tratamento por coagulação e floculação e
também por carvão ativado. Ambos conseguiram enquadrar seus efluentes no que diz
respeito aos parâmetros de qualidade, a exceção dos SDT, especificados para o reuso
nas torres de resfriamento e processo de pintura, conforme exposto na Tabela 8.
Como forma de complementar o estudo de viabilidade técnica, o autor apresentou
também uma comparação dos custos de cada processo. Essa comparação é de
fundamental importância nesse caso, pois tendo como meta a redução de custos pela
redução do consumo de água, faz-se necessário tal comparação, para a aferição da
viabilidade econômica da implantação do tratamento.
42
5.2.3 Reuso de água em indústria de papel
O artigo publicado em 2002, no volume.07, número 4 do periódico analisado recebeu o
título “Estudo de tratamento dos efluentes de uma fábrica de papel para imprimir
visando o reuso por flotação e sedimentação”. Este artigo foi escrito por um grupo de
pesquisadores ligados à Escola de Engenharia de São Carlos/USP9 (Costanzi et al.,
2002).
Este trabalho teve como finalidade estudar a eficiência da flotação por ar dissolvido no
tratamento do efluente total da máquina de papel e do efluente água clara10 visando o
reuso em uma fábrica de papel, bem como comparar a sedimentação com a flotação
para os referidos efluentes, sendo desenvolvido em uma indústria de papel e celulose
localizada entre o município de São Carlos e Ribeirão Preto e no Laboratório de
Saneamento do Departamento de Hidráulica e Saneamento da Escola de Engenharia de
São Carlos – USP.
Fábricas de papel inserem-se entre os tipos de indústrias consumidoras de grande
quantidade de água. Nessas fábricas, a água é utilizada principalmente no transporte e
dispersão das matérias primas para formar a folha de papel, na limpeza, no resfriamento,
na selagem e na lubrificação.
A redução de água nas indústrias de polpa e papel tem se tornado um dos principais
focos, tanto econômico quanto ambiental, na implantação dos planos de ação
(BOYSON, 1997). “Uma estratégia básica para reduzir o consumo de água é o seu uso
na saída de uma operação para satisfazer a água requerida para outra ou para a mesma
operação. Em alguns casos a água pode requerer alguma regeneração” (TRIPATHI,
1996).
9 Ricardo Nagamine Costanzi Docente da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Doutorando pela
Escola Politécnica da USP, Mestre em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos/USP, Graduado em Engenharia Civil pela UFSCar.; Luiz Antonio Daniel Docente da Escola de Engenharia de São Carlos/USP, Doutor em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos/USP, Mestre em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos/USP 10 Efluente proveniente do processo de secagem da celulose. Caracteriza-se pela baixa contaminação, sem odor e passível de reutilização.
43
A pesquisa realizada na fábrica de papel constituiu-se de ensaios de flotação e jarteste,
sendo o objetivo principal desta pesquisa a viabilização técnica e econômica do reuso
direto e/ou indireto do efluente.
A pesquisa foi desenvolvida nas três fases seguintes:
• Fase 1- Levantamento do processo industrial com indicação de todos os pontos de
entrada e saída de água, produtos auxiliares, matéria prima e produto final.
• Fase 2 - Caracterização qualitativa e quantitativa de todos os efluentes líquidos em
todos os pontos de lançamento. As medições de vazão e dos volumes das descargas
concentradas foram realizadas pelo uso de cronômetro e balde para volumes de
menor magnitude e confecção de vertedores para vazões de maior magnitude. A
caracterização físico-química do efluente evolveu a determinação de turbidez,
sólidos suspensos, cor aparente e DQO.
• Fase 3 - Estudo de tratabilidade do efluente com vistas a adequá-lo ao padrão de
qualidade para reuso na Fábrica de Papel.
O efluente tratado apresentou, na maioria dos ensaios feitos, qualidade melhor que a
água do manancial que abastece a indústria, sobretudo no que se refere à turbidez, cor e
sólidos suspensos. Em alguns casos, notadamente para a flotação, a qualidade do
efluente tratado é semelhante à saída da Estação de Tratamento de Água. Desta forma,
os processos de tratamento estudados produziram efluentes com turbidez, cor, DQO e
sólidos suspensos baixos, o que indica possibilidade de reuso direto ou combinado com
a água bruta afluente à Estação de Tratamento de Água para fins industriais.
Com base nos resultados obtidos e considerando as características físico-químicas e as
condições em que os ensaios foram feitos conclui-se que:
• A flotação, tanto do efluente bruto quanto da água clara foi mais eficiente que a
sedimentação na remoção de turbidez e sólidos suspensos totais, mantendo
eficiência semelhante para remoção de DQO e cor aparente.
• O pH natural do efluente bruto e da água clara foi o que forneceu melhores
resultados de remoção de turbidez, SST, DQO e cor aparente, com aplicação de
cloreto férrico como coagulante.
44
• A eficiência de remoção de turbidez, SST, DQO e cor aparente foi menor em pH
mais baixo.
• Mesmo para velocidades elevadas de flotação e de sedimentação a remoção de
turbidez e de SST foi elevada.
• A DQO e a cor aparente apresentaram maior dificuldade de remoção, com
eficiências em torno de 50%, quando se utilizou a flotação e a sedimentação do
efluente coagulado e floculado.
Analise do Artigo
Como exposto pelo autor, o objetivo principal do estudo realizado foi à tentativa da
redução do consumo de água no processo produtivo visando à redução dos custos.
Indústrias de papel e celulose tem um alto consumo de água em seus processos
produtivos, sendo assim estudos que visam tal redução são de altíssima importância
para a área.
Os processos de tratamento escolhidos pelo o autor, flotação e sedimentação, são
bastante conhecidos no meio acadêmico e profissional, além de serem de baixo custo e
não necessitarem de alta capacitação técnica.
Um fator que chama a atenção nos resultados obtidos foi à eficiência dos processos de
coagulação quando se utilizou efluente com o pH natural. Isso é de grande valia, pois
abre portas para pesquisas semelhantes que tem como principal obstáculo os custos com
produtos químicos para correção de pH, além da necessidade de local de descarte do
lodo gerado por esses produtos.
45
6 CONCLUSÃO
A necessidade de se reduzir o consumo de água na indústria, na agricultura ou no meio
urbano, vem abrindo caminho para uma demanda cada vez maior da reutilização de
águas residuárias, quer seja pelo poder público ou pelo setor privado. Através desse
trabalho, que teve por objetivo analisar a produção científica veiculada na Revista
Engenharia Sanitária Ambiental, percebemos que há um investimento da área no
desenvolvimento de pesquisas que buscam estabelecer critérios e propor diferentes
maneiras para o reuso de águas residuárias.
As pesquisas mostram que além do interesse direto na redução do consumo de água
visando à redução de custos, leis ambientais que regulam a qualidade e a quantidade de
água captada e seu descarte no meio ambiente, reforçam ainda mais a necessidade do
reuso de águas residuárias. Por isso, dedicar-se às pesquisas que tratam deste tema tem
sido um dos movimentos dos principais grupos de estudos e pesquisas vinculados às
universidades públicas. Através dos trabalhos publicados pela Revista Engenharia
Sanitária Ambiental, foi possível perceber a demanda dos setores agrícolas, industrial e
urbano por tecnologias simples e economicamente viáveis, que tenham por objetivo, o
reuso de águas residuárias em algum momento do processo produtivo ou atividade
desempenhada. Os trabalhos buscaram, sobretudo, sugerir tecnologias viáveis para a
expansão do reuso de águas.
Apesar deste crescente investimento em discussões e pesquisa sobre o reuso, percebe-se
a partir do referencial teórico mobilizado nos artigos analisados, que os parâmetros
estabelecidos para o reuso de águas, tecnologias utilizadas e indicações do reuso
baseiam-se, principalmente, em parâmetros norte-americanos. Esta análise demonstra
que ainda são incipientes as tentativas de criar critérios nacionais para o reuso de águas
residuárias, o que é ainda mais reforçado pela ausência de uma legislação nacional que
regulamente tal processo.
Outra conclusão que pode se chegar a partir da análise dos artigos é que as principais
iniciativas do reuso da água estão vinculadas ao setor privado. Nas indústrias e na
agricultura o reuso ganha incentivo, uma vez que sugere a redução dos custos na
produção. Já no setor público, parece que as iniciativas são muito incipientes, fato que
46
pode ser pensado quando não se verifica a existência de artigos que analisam a
implantação do reuso em atividades ligadas à administração pública.
A partir do levantamento bibliográfico sobre o reuso da água e da leitura dos artigos
veiculados na Revista Engenharia Sanitária Ambiental foi possível perceber que há um
envolvimento e um interesse pela temática do reuso de águas residuárias entre os
pesquisadores. Muitos trabalhos de pós-graduação estão se dedicando a esta temática,
além de muitos grupos de pesquisas estarem se dedicando ao tema, com pesquisas mais
ampliadas. Dessa forma, esperamos ter contribuído com um esforço de reflexão sobre a
produção científica já divulgada, reforçando a idéia de que novas pesquisas devem ser
desenvolvidas, ampliando as discussões e as possibilidades do reuso de águas
residuárias.
47
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