REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7626095
Bernardo Henrique Silva Melo1
Isaac Volschan Junior2
Resumo
O resíduo gerado nas estações de tratamento de esgoto, denominado lodo de esgoto, é considerado uma das preocupações para obtenção de melhor eficiência nos mais variados processos. O gerenciamento de lodo por métodos de reciclagem ou destinação final é um dos mais importantes problemas associados aos projetos e operações de Estações de Tratamento de Esgoto (ETE). Andreoli e Von Sperling (2014) afirmam que, embora o lodo representa de 1% a 2% do volume de esgoto tratado, o seu gerenciamento, é bastante complexo, já que engloba diferentes etapas de tratamento (adensamento, estabilização, desaguamento, secagem e a destinação final do lodo) e tem um custo entre 20% – 60% do total gasto com operação de uma estação de tratamento de esgoto. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo além estimar o volume de lodo produzido pelas ETE´s, consolidar o OPEX total do seu gerenciamento, contemplando desde o transporte de lodo úmido de uma ETE para outra, passando pelo OPEX dos equipamentos de deságue, transporte e destinação final.
Palavras-chave: ETE´s, OPEX Gerenciamento de Lodo, OPEX Centrífugas.
1. INTRODUÇÃO
O resíduo gerado nas estações de tratamento de esgoto, denominado lodo de esgoto, é considerado uma das preocupações para obtenção de melhor eficiência nos mais variados processos. Essa preocupação se estende principalmente na destinação final do subproduto gerado, sendo que atualmente um grande número de estações, tanto do setor público quanto privado, lançam inadequadamente esse material no solo e nos corpos d’água, causando impactos ambientais significativos à saúde pública (ECOSAN, 2014). A gestão desse produto, por métodos de reciclagem ou destinação é um dos mais importantes problemas associados aos projetos e operações de Estações de Tratamento de Esgoto (ETE).
Portanto, o manejo adequado dos resíduos passa a ser um aspecto fundamental do planejamento nas companhias de saneamento. Diversos fatores exercem pressão para que uma concepção ambientalmente correta seja adotada no projeto de novas ETE ou para adequação das instalações existentes. Dentre eles, pode-se destacar as exigências dos órgãos ambientais, a legislação cada vez mais restritiva, a necessidade por redução de perdas e de custos no processo de tratamento, e o aumento da consciência ambiental, tanto da sociedade como dos agentes do setor de saneamento (GUIMARÃES, 2007).
Os problemas relacionados à disposição inadequada dos resíduos sólidos gerados pelas ETE não são recentes, verificando-se significativos prejuízos principalmente pelo lodo gerado nessas estações, que contém concentrações de metais pesados, como alumínio e ferro, considerado como de alta toxicidade aos organismos e ambientes aquáticos. Destaca-se, ainda, concentrações de sólidos, demanda química de oxigênio (DQO) e alta turbidez, com os lodos sendo considerados pela ABNT NBR 10.004:2004 como resíduo sólido, não sendo permitido seu lançamento em águas superficiais (HALL; HALL, 1989; BARBOSA, 2000; PEREIRA, 2011; WASSERMAN et al., 2019).
O efeito da disposição incorreta dos resíduos sólidos gerados pelas ETE nos mananciais é considerado crime ambiental pela Lei 9.605/98 e tem se mostrado prejudicial, principalmente em grandes cidades por conta das concentrações de metais pesados, como alumínio e ferro, que ao serem lançados sem nenhum tipo de tratamento em cursos d’água podem provocar toxicidade aos organismos e ambientes aquáticos (BARBOSA, 2000).
Cordeiro (2001) afirma que um dos principais desafios no tratamento de resíduos sólidos em ETE é a redução do volume de lodo produzido e diminuição da quantidade de resíduos para disposição final de forma a promover seu manuseio com facilidade. Nesse mesmo sentido, Wasserman et al. (2019), essa dificuldade pode ser explicada pelo fato de a composição do lodo ser formada por partículas pequenas, com um arranjo que dificulta a remoção da água.
Andreoli e Von Sperling (2014) afirmam que, embora o lodo representa de 1% a 2% do volume de esgoto tratado, o seu gerenciamento, é bastante complexo, já que engloba diferentes etapas de tratamento (adensamento, estabilização, desaguamento, secagem e a destinação final do lodo) e tem um custo entre 20% – 60% do total gasto com operação de uma estação de tratamento de esgoto.
No entanto, embora a disposição final desse material seja bastante complexa e cara, geralmente é negligenciada na concepção dos sistemas de tratamento de esgoto. Por esta razão, é muito comum que os operadores sejam obrigados a gerenciar o problema de disposição final de lodo de forma emergencial, envolvendo altos custos operacionais e muitas vezes gerando impactos ambientais significativos (ANDREOLI, VON SPERLING, 2014).
O presente estudo tem como objetivo avaliar a produção e os custos incorridos atualmente no gerenciamento do do produzido no município de Macaé
2. DESENVOLVIMENTO
2.1. METODOLOGIA
Inicialmente, para quantificação da produção de lodo das ETE´s em operação no município de Macaé/RJ, serão utilizados dados provenientes do Plano de Saneamento do Município de Macaé (MACAÉ, 2021). Os demais dados faltantes foram complementados através de referências bibliográficas.
Na tabela abaixo, é possível verificar os principais parâmetros e dados e referências utilizadas no presente estudo.
Já para a quantificação do lodo gerado pelas ETE´s foram aplicadas as seguintes fórmulas, indicadas por (von SPERLING; GONÇALVES, 2014);
- Produção de Lodo
Onde:
PLodo = Produção diária de lodo – massa seca (KgSST/dia)
CDQO = Carga de DQO diária
Y = Coeficiente de produção de lodo (KgSST/kgDQOAplicada)
- Vazão volumétrica de lodo produzido
Onde:
QLodo = Vazão diária de lodo produzido (m³/dia)
PLodo = Produção diária de lodo (kgSST/dia)
CLodo = Concentração de lodo (kgSST/kgLodo)
= Massa específica do lodo (kgLodo/m³)
- Massa úmida de lodo produzido
MLodo= QLodo* ρ
Onde:
MLodo = Massa úmida de lodo diário (kg/dia)
QLodo = Vazão diária de lodo produzido (m³/dia)
= Massa específica do lodo (kgLodo/m³)
Para consolidação dos valores atuais destinados ao desaguamento de lodo, foram considerados as informações disponibilizadas no Plano Saneamento Municipal, em relação à logística de transporte de lodo úmido entre as unidades. Segue abaixo o fluxograma geral do gerenciamento de lodo que será analisado.
Figura 1 -Fluxograma atual de gerenciamento de lodo
Na tabela abaixo, são apresentadas as referências utilizadas para definição dos custos incorridos, bem como as fórmulas aplicadas para definição dos valores de custo mensal.
Custo com transporte de lodo:
Custo com mão de obra:
Consumo de energia elétrica:
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO
2.2.1. Caracterização do Lodo
Para caracterização e quantificação da produção de lodo chegou-se a seguinte vazão diária de lodo:
Percebe-se, através da análise dos resultados tabulados que além do porte da ETE, a tecnologia também é determinante para a quantificação das taxas de produção de lodo de cada ETE.
2.2.2. Custos referentes à operação do sistema de gestão de lodo
Já em relação aos custos inerentes à Operação, chegou-se aos seguintes valores consolidados:
Percebe-se que grande parte do custo operacional do sistema de gerenciamento de lodo refere-se principalmente aos valores de destinação de lodo úmido entre as Estações, seguido dos valores com destinação final do lodo seco, 20%.
3. CONCLUSÃO
O presente trabalho teve como objetivo estimar o volume de lodo produzido pelas ETE´s, consolidar o OPEX total do seu gerenciamento, contemplando desde o transporte de lodo úmido de uma ETE para outra, passando pelo OPEX dos equipamentos de deságue, transporte e destinação final. Abaixo as principais conclusões acerca do trabalho realizado:
No contexto geral do gerenciamento do lodo produzido em Macaé, cerca de XX deste custo é proveniente dos valores de transporte e destinação de lodo úmido entre as plantas operacionais;
O custo com transporte e destinação de lodo também representa um valor significativo indicando a possibilidade de estudos de novos cenários para a otimização destes processos, visando a redução do custo mensal.
REFERÊNCIAS
ECOSAN, Destinação Final de Lodos de ETAs e ETEs. 2014. Disponível em: http://www.tratamentodeagua.com.br/artigo/destinacao-final-de-lodos-de-etas-e-etes/. Acesso: 10 nov 2016.
CERQUEIRA, Pedro Lindstron Wittica.Custos de desaguamento e higienização de lodo em ETEs com reatores UASB seguidos de pós-tratamento aeróbio: subsídios para estudos de concepção. Dissertação de mestrado. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
MACAÉ. Prefeitura Municipal. Revisão do Plano Municipal de Saneamento Básico – Produto 7 – Tomo IV – Limpeza Urbana e Manejo de Resíduos Sólidos. Macaé, 2021.
MACAÉ. Prefeitura Municipal. Revisão do Plano Municipal de Saneamento Básico – Produto 7 – Tomo II – Esgotamento Sanitário. Macaé, 2021.
CERQUEIRA, Pedro Lindstron Wittica.Custos de desaguamento e higienização de lodo em ETEs com reatores UASB seguidos de pós-tratamento aeróbio: subsídios para estudos de concepção. Dissertação de mestrado. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2019;
AISSE, M. N.; VAN HAANDEL, A. C. et al. Tratamento e destino final do lodo gerado em reatores anaeróbios. In: CAMPOS, J.R. Alternativas para Tratamento de Esgotos: pré-tratamento de águas para abastecimento. Americana: Consórcio Intermunicipal das Bacias dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, 1994. p. 271-299.
ANDREOLI, C.V.; VON SPERLING, M.; FERNANDES, F. Lodo de esgotos: tratamento e disposição final. Vol. 6. UFMG – SANEPAR. 2001.
BRAGA, B. (coord.). Introdução à engenharia ambiental. Prentice Hall, 2002.
BRASIL. Decreto nº 7.404, de 23 de dezembro de 2010.
______, Lei nº 11.445, de 05 de janeiro de 2007. BRASIL. Lei nº 12.305, de 02 de agosto de 2010.
______, Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998.
______, Resolução CONAMA nº 1, de 23 de janeiro de 1986, artigo 1º.
______, Resolução CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005.
______, Resolução CONAMA nº 375, de 29 de agosto de 2006.
______, Resolução CONAMA nº 430, de 13 de maio de 2011.
COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Inventário estadual de resíduos sólidos domiciliares. 2011. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/solo/publicacoes-e-relatorios/1-publicacoes-/-relatorios>. Acesso em 10 nov. 2016.
DAVIS, R. D.; HALL, J. E. Production, Treatment and Disposal of Wastewater Sludge in Europe from a UK perspective. v.7, n.2. European Water Pollution Control, 1997.
ECOSAN, Destinação Final de Lodos de ETAs e ETEs. 2014. Disponível em: http://www.tratamentodeagua.com.br/artigo/destinacao-final-de-lodos-de-etas-e-etes/. Acesso: 10 nov 2016.
FEITOSA, F. A. C.; MANOEL FILHO, J. Hidrogeologia – Conceitos e Aplicações. 2. ed. Fortaleza: CPRM/REFO, LABHID-UFPE, 2000. 391 p il.
FERNANDES, F. Estabilização e Higienização de Biossólidos. In: BETIOL, W; CAMARGO, O. A. (Ed.). Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna: Embrapa, 2000. p. 45-68.
FOSTER, S; HIRATA. R; GOMES. D; D’ELIA. M; PARIS. M. Groundwater Quality Protection: A Guide for Water Service Companies, Municipal Authorities, and Environment Agencies. 2006.
GONÇALVES, R. F.; LUDUVICE, C. A. L.; ANDRADE NETO, C.O. et. al. Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios por reatores com biofilme. In: CHERNICHARO, C. A. L. (Org.). Pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios. Rio de Janeiro. Cap. 4.
JORDÃO, E. P. e PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. Rio de Janeiro: ABES, 3. ed. 1995.
MANOEL FILHO, J. Contaminação da água subterrânea. In: FEITOSA, F. A. C. & MANOEL FILHO, J. Hidrologia: conceitos e aplicações. Fortaleza: CPRM, UFPE, 2000. p. 109-114.
MONTEIRO JUNIOR, Adriano Pires; RENDEIRO NETO, Henrique Fernandes. Sistema individual de tratamento de esgoto fossa séptica, filtro anaeróbico e sumidouro uma alternativa para o tratamento sanitário em comunidades de baixa renda do município de Belém. Trabalho de Conclusão do Curso. Engenheiro Civil. Universidade da Amazônia. Belém – PA, 2011.
PEREIRA, C. M. Cultivo de peixes em efluentes domésticos provenientes de lagoas de estabilização. Anais do 22o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 1, p.10–18, 2003.
ROSS, J. L. S. Geomorfologia ambiental. In: CUNHA, S. B. da C; GUERRA, A. J. (org.). Geomorfologia do Brasil. 4. ed. Rio de Janeiro: Bertrande Brasil, 2006. p. 351-388.
______, Geomorfologia aplicada aos EIA-RIMASl. In: CUNHA, S. B. da C.; GUERRA, A. J. (org.). Geomorfologia e meio ambiente. 4. ed. Rio de Janeiro: Bertrande Brasil, 2003. p. 291-336.
SILVA, R. W. C.; MALAGUTTI FILHO, W. Cemitérios: fontes potenciais de contaminação. Revista Ciência Hoje. São Paulo, v.44, n. 263, p. 24-29, set. 2009.
COELHO, Beatriz. Introdução:: aprenda como fazer para seu trabalho acadêmico. Blog Mettzer. Florianópolis, 2021. Disponível em: https://blog.mettzer.com/introducao-tcc/. Acesso em: 10 mai. 2021.
DMITRUK, Hilda Beatriz (Org.). Cadernos metodológicos: diretrizes da metodologia científica. 5 ed. Chapecó: Argos, 2001. 123 p.
MARTINS, Everton. Artigo acadêmico: importância, como escrever e formatação na ABNT. Blog Mettzer. Florianópolis. Disponível em: https://blog.mettzer.com/artigo-academico/. Acesso em: 5 fev. 2023.
1Considerado o índice aplicado para ETE´s com a tecnologia de lodos ativados, aeração prolongada