BIOLOGICAL SEWAGE: THE IMPORTANCE AND TECHNOLOGICAL OPTIONS
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10795467
Bernardo Hamuyela Luciano1; Enair Cândida C. da Costa2; Steffany Cristina Santos de Oliveira3; Marcelo Barbosa Carvalho4; Wilson Ribeiro Machado5; Givaldo R da Silva.6
RESUMO
A água é um recurso essencial em todos os aspectos da vida e do desenvolvimento humano. Contudo, a escassez de água, a má distribuição de água e a falta de saneamento básico estão a agravar-se, afetando a qualidade de vida das pessoas. Como resultado, há necessidade de garantir investimentos na gestão de águas residuais como forma de conservar a água, reduzir os impactos e utilizar este recurso de forma sustentável, uma vez que tem uma influência direta na qualidade de vida. É importante notar que, além de vários problemas sociais e ambientais, a infiltração natural das fontes de água tem sérios impactos na vida aquática e no ambiente em geral. Este estudo destaca, portanto, a importância do tratamento de águas residuais e demonstra a viabilidade tecnológica do tratamento biológico de águas residuais.
Palavras-chave: Esgoto Biológico. Tratamento da Água. Saneamento Básico. Qualidade da água
1. INTRODUÇÃO
A água é um recurso essencial para a vida humana e do desenvolvimento humano.
Embora sejam abundantes no planeta, estando em 71% da área da terrestre (MOTA, 1997), são limitados em muitas áreas devido à má distribuição, perda e degradação humana. Segundo o Banco Mundial, hoje aproximadamente 80 países enfrentam problemas de abastecimento e aproximadamente 1,5 bilhão de pessoas não têm acesso a água de qualidade (REVISTA SUPERINTERESSANTE ESPECIAL, 2001).
Em média, 80% dos diversos usos da água geram esgoto (MANUAL DE IMPACTOS AMBIENTAIS, 1999), seja esgoto doméstico, esgoto hospitalar, esgoto industrial, etc. O esgoto doméstico contém aproximadamente 99,9% de água e 0,1% de sólidos orgânicos e inorgânicos (MENDONÇA, 1990).
Nesse contexto, é comum a presença de microrganismos patogênicos causadores de determinadas doenças de veiculação hídrica. Além da matéria orgânica, as águas residuais industriais também podem conter produtos químicos tóxicos para humanos e outros animais. O lançamento de esgoto bruto nos recursos hídricos terá um impacto significativo na vida aquática e em todo o meio ambiente, além de alguns problemas sociais e ambientais.
Por exemplo, quando a matéria orgânica dos resíduos entra no sistema aquático, fará com que as bactérias aeróbicas se multipliquem, provocando o consumo de oxigénio distribuído, fazendo com que a oxigenação caia para um nível muito baixo ou mesmo extingao, afetando os organismos aquáticos aeróbicos.
Exemplos de outros impactos incluem a eutrofização, a propagação de doenças transmitidas pela água, o agravamento da escassez de água de qualidade, os desequilíbrios ecológicos, etc. As águas residuais precisam ser coletadas, tratadas e ter um destino adequado.
Geralmente, não existe um sistema de processamento padrão que possa ser usado. Vários fatores influenciam a escolha das opções técnicas, tais como a disponibilidade de área, a qualidade desejada das águas residuais tratadas, a legislação relacionada com a localização, etc. O tratamento biológico de águas residuais baseia-se num processo que ocorre na natureza e é conhecido mundialmente como autopurificação ou estabilização.
O princípio fundamental do tratamento é a utilização de bactérias e outros microrganismos que oxidam substâncias orgânicas. O sistema de lagos e lagoas com aeração é um exemplo de tratamento de efluentes de base biológica.
O investimento no tratamento eficaz de efluentes pode ter um impacto significativo no desenvolvimento de um país, esse impacto inclui fornecer as infraestruturas possíveis para preservar o meio ambiente e melhorar a qualidade de vida da população, bem como criar novas fontes de receitas. Como resultado, a coleta, tratamento e eliminação ambientalmente responsável de efluentes é essencial para melhorar a saúde da população e é um pré-requisito para alcançar a sustentabilidade.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. OS PROBLEMAS COM OS RECURSOS HÍDRICOS
A superfície terrestre é coberta por 1,3 bilhão de quilômetros cúbicos de água, sendo que a quantidade de água doce líquida que se torna disponível naturalmente, equivale a 8,2 milhões de Km3 (0.6%). Desse valor, somente 1,2% se apresentam sob a forma de rios e lagos, sendo o restante (98,8 %) constituído de água subterrânea (MOTA, 1997).
É necessário ressaltar que está disponibilidade não está de acordo com a necessidade da população, indústria e agricultura.
As demandas por água estão aumentando rapidamente, com 70 a 80 por cento exigidos para a irrigação, menos de 20 por cento para a indústria e apenas seis por cento para consumo doméstico (AGENDA 21 MUNDIAL). Em 150 anos a população triplicou, tendo, no entanto o consumo de água aumentado em seis vezes (REVISTA SUPERINTERESSANTE ESPECIAL, 2001).
A susceptibilidade das reservas subterrâneas à poluição é uma observação notável e, de fato, muitas vezes revelam-se mais frágeis do que as fontes de água superficiais. É imperativo que este recurso importante seja utilizado de forma sustentável ou, melhor ainda, totalmente preservado. Segundo o WorldWatch Institute, as águas subterrâneas servem como principal fonte de água potável para aproximadamente 1,5 a 2 bilhões de indivíduos em todo o mundo, embora a qualidade desta quantidade permaneça incerta (O ESTADO DO MUNDO, 2001).
A manipulação das águas subterrâneas pode ser atribuída a vários fatores, incluindo a expansão da agricultura irrigada, a manipulação dos recursos hídricos superficiais que afetam as fontes alternativas, o bombardeio excessivo de águas subterrâneas levando à compactação de sedimentos e à redução da capacidade de acumulação, bem como ao aumento da concentração de impurezas nas águas subterrâneas restantes e à ausência de infraestruturas de saneamento adequadas.
A Constituição Brasileira, no artigo 225, enfatiza as obrigações da comunidade e do Poder Público de salvaguardar e conservar o meio ambiente em benefício das gerações atuais e futuras. Consequentemente, é necessário implementar diversas ações, incluindo a redução de resíduos, a prevenção de ligações ilegais de água, a cessação de atividades poluentes, uma resposta rápida das empresas de saneamento para resolver fugas, o estabelecimento de métodos inovadores para a recolha, gestão e distribuição de resíduos, a implementação de um sistema abrangente de esgoto, adesão às regulamentações ambientais por parte das empresas entre outros.
2.2. O TRATAMENTO DE ESGOTO E O SANEAMENTO
Para os humanos, a água é um componente vital do mundo natural. Serve como um canal significativo para a propagação de doenças. A principal fonte de doenças transmitidas pela água são os resíduos, uma vez que vários microrganismos causadores de doenças residem no intestino humano e são expelidos pelas fezes.
Em áreas onde não existem sistemas de esgoto adequados, os resíduos de origem humana contaminam frequentemente as fontes de água superficiais ou subterrâneas. Quando os indivíduos consomem água dessas fontes contaminadas, corre-se o risco de ingerir esses microrganismos, o que pode levar a diversas doenças.
O consumo de água contaminada é responsável por aproximadamente 80% das doenças e mais de um terço das mortes nos países em desenvolvimento. Além disso, os indivíduos regiões perderam, em média, até um décimo do seu tempo produtivo devido a doenças relacionadas com a água. Estes dados estão alinhados com as conclusões da Agenda 21.
O lançamento de esgoto não tratado nos recursos hídricos causa muitos problemas, resultando em impactos econômicos, ambientais e sociais negativos. Os possíveis efeitos no meio ambiente estão relacionados à presença de determinadas substâncias, microrganismos e alterações em algumas propriedades da água quando a fonte de água é submetida a uma carga de águas residuais.
A Tabela 01 lista os principais impactos e consequências ambientais resultantes de diferentes fatores relacionados às águas residuais.
Tabela 01: Fatores impactantes dos Efluentes
Fonte: MOTA, 1997.
2.3. ESGOTOS
As águas residuais consistem em componentes físicos, químicos e biológicos. Não há alteração na composição das águas residuais domésticas ou sanitárias, a menos que os resíduos industriais contribuam significativamente. Estas águas residuais contêm aproximadamente 99,9% de água e 0,1% de sólidos.
Além da matéria orgânica, os resíduos industriais podem conter produtos químicos tóxicos para humanos e outros animais (MOTA, 1997). É a decomposição destes sólidos que causa problemas de poluição da água e requer tratamento. A fração inorgânica das águas residuais representa 30% do total de sólidos presentes. Os principais componentes são fragmentos de metais pesados, sais e metais.
A tabela (02) apresenta as composições típicas de esgotos domésticos:
Tabela 02: Esgoto Bruto Doméstico.
Fonte: Mendonça, 1990.
O tratamento de águas residuais consiste na estabilização de determinadas substâncias orgânicas presentes nas águas residuais. O objetivo do tratamento é, portanto, converter matéria orgânica em matéria inorgânica (mineralização e, portanto, redução de DBO) e, assim, eliminar microrganismos patogênicos.
Muitas opções de tratamento são baseadas em processos naturais comumente chamados de autocura ou estabilização. A autopurificação dos corpos d’água consiste na capacidade de absorver e purificar uma certa quantidade de substâncias orgânicas por meio de mecanismos naturais.
Este processo inclui a assimilação, decantação e digestão de todas as substâncias estranhas, incluindo metais. Não existe um sistema de tratamento padrão disponível. A escolha da opção tecnológica é influenciada por uma variedade de fatores, incluindo a disponibilidade do local, o clima favorável, as características das emissões, a qualidade desejada das emissões, a capacidade de carga de poluentes da instalação receptora e a legislação específica do local.
No Brasil, a seguir alguns tratamentos biológicos:
Lagoas de Estabilização
O tratamento é realizado por meio de fenômenos naturais, ou seja, fenômenos físicos, Químico e biologia que não requerem nenhuma energia externa além da energia solar. Outras vantagens como facilidade de operação, baixos custos de operação e manutenção também podem ser citadas.
Filtros Biológicos
Os filtros biológicos, ou leitos bacterianos, consistem em cascalho ou entulho, enchimento de plástico ou tijolos e, quando as águas residuais entram no sistema, formam-se colônias de microrganismos (bactérias, fungos, protozoários, etc.). A presença de matéria orgânica, como alimentos e oxigênio para a respiração, sustenta o sistema.
Reatores Anaeróbicos
A biodigestão anaeróbia tornou-se recentemente uma solução viável para certos tipos de resíduos, especialmente aqueles que são mais facilmente biodegradáveis, como os provenientes da indústria alimentar, agricultura, etc. O processo é baseado em uma série de reações sequenciais que ocorrem por microrganismos anaeróbios, que contribuem para a redução de moléculas orgânicas como gorduras, aldeídos, álcoois, etc.
Fossas Sépticas
Permitido em áreas rurais e/ou urbanas onde os sistemas de tratamento de esgoto não estão total ou parcialmente construídos. A presença destes buracos pode representar um risco para os aquíferos subterrâneos devido à infiltração no solo e à decomposição da matéria orgânica.
Também leva em consideração a presença de microrganismos patogênicos na água utilizada pela população, que podem ter efeitos prejudiciais à saúde humana. Este sistema de tratamento consiste, na verdade, em dois dispositivos: uma fossa séptica e uma estação de tratamento de esgoto.
O projeto, construção e operação de fossas sépticas e equipamentos de tratamento de esgoto são regulamentados pela norma NBR 7229/1993 da ABNT (MOTA, 1997). As fossas sépticas são projetadas para receber aportes de águas residuais domésticas, capazes de fornecer às águas residuais um nível de tratamento proporcional à sua simplicidade e custo.
3.RESULTADOS E DISCUSSÃO
A crescente degradação dos recursos hídricos, determinada pela escassez de água, pela má distribuição, pela falta de saneamento básico e por um modelo de utilização cada vez mais pesada, descontrolada e irresponsável dos recursos hídricos, são alguns dos fatores que devem ser bem geridos para garantir que o desenvolvimento socioeconómico seja compatível.
Junto com a conservação ambiental. Neste contexto, investir na gestão de águas residuais é uma das muitas soluções para conservar, reduzir impactos e utilizar a água de forma sustentável, um recurso crítico para a sobrevivência humana.
Mas o sistema político ignora o facto de que os investimentos no tratamento de águas residuais reduzem a despesa pública nos serviços de saúde. Segundo o BNDES, o custo médio de investimento para um sistema de esgoto sanitário composto por coleta e tratamento varia de US$ 420,00 a US$ 840,00 por domicílio, proporcional à população do município, com custo operacional médio anual de 6,00 USD. Rateado e $ 13,00 por família fornecida.
4.CONCLUSÃO
O artigo em questão examina questões relacionadas ao sistema de tratamento biológico do Brasil e seus aspectos atuais. Também enfatiza ferramentas dinâmicas e claras e monitora os desenvolvimentos tecnológicos no processo.
Existem diversas opções tecnológicas para tratamento de águas residuais. Os sistemas de lagoas de estabilização são mais notáveis porque apresentam altas taxas de remoção microbiana e de DBO, são fáceis de operar e manter e utilizam energia solar como fonte de energia.
Os investimentos em águas residuais são, portanto, socialmente necessários, economicamente viáveis e ecologicamente necessários, e estas medidas são um pré-requisito para alcançar a sustentabilidade.
REFERÊNCIAS
BANCO DO NORDESTE. Manual de Impactos Ambientais: orientações básicas sobre aspectos ambientais de atividades produtivas. Fortaleza, Banco do Nordeste, 1999.
DOSSIÊ DO SANEAMENTO: ESGOTO É VIDA.<www.esgotoevida.org.br>. Visitado em 28/02/2024.
ESTADO DO MUNDO, 2001. Relatório do Worldwatch Institute sobre o avanço em Direção a uma sociedade sustentável. Salvador, Uma Ed., 2000.
FOLHA DE SÃO PAULO, 17 de dezembro de 2022. FOLHA DE SÃO PAULO, 30 de dezembro de 2022.
GONDIM, José Cleanto C. Valos de Oxidação Aplicados à Esgotos Domésticos. São Paulo, CETESB, 1976.
KELLNER, Erich & PIRES. Lagoas de Estabilização: Projetos e Operação. Rio de Janeiro, ABES, 1998.
LUCIANO, B. H. Problemática do abastecimento de água no município do Lobito/Angola. 2023. 78 p. Dissertação (Programa de Pós-graduação em Engenharia e Tecnologia Ambiental) – Setor de Palotina, Universidade Federal do Paraná, Palotina, 2023.
MENDONÇA, Sergio Rolim & CEBALOS, Beatriz Susana de O. Lagoa de Estabilização e Aeradas Mecanicamente: Novos Conceitos. João Pessoa, S. Rolim Mendonça.
MOTA, Suetônio. Introdução à Engenharia Ambiental. Rio de Janeiro, ABES, 1997. NUNES, Elias. O Meio Ambiente da Grande Natal. Natal, Imagem Gráfica, 2000.
SÃO PAULO (ESTADO). Conceitos para fazer educação ambiental. Secretaria do Meio Ambiente, Coordenadoria de Educação Ambiental, 1997.
1Doutorando no Curso de Engenharia e Tecnologia Ambiental da Universidade Federal do Paraná – Campus Palotina e-mail: benyluciano@gmail.com – orcid.org/0000-0003-1048-8153
2Mestrando em Engenharia e Tecnologia Ambiental da Universidade Federal do Paraná, Campus Palotina e-mail: enaircosta678@gmail.com -orcid.org/ 0009-0004-2148-6203
3Mestranda em Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense – UFF Campus Niterói e-mail: steffany.eng@gmail.com – orcid.org/0009-0008-1007-5192
4Mestrando em Tecnologia Sustentáveis da Universidade Federal do ES – IFES Campus Vitória e-mail: macarvalusa@gmail.com – orcid.org/0009-0005-9807-7843
5Discente do Curso Superior em Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Espírito Santo – UFES Campus Vitória e-mail: wilsonmachado@gmail.com – orcid.org/0009-0001-4042-3417
6Discente do Curso de Pós Graduação em Qualidade e Engenharia da Produção do Instituto IPOG e-mail: givaldo.rodrigues.silva@outlook.com – orcid.org/ 0009-0000-9027-7350