Resumo

Quantificar o lodo produzido em estações de tratamento de água (ETAs) é uma etapa fundamental para saber o quanto deste resíduo é lançado indevidamente nos mananciais e para planejar sua disposição final adequada. Este artigo aborda a comparação entre três métodos empíricos para estimativa de quantidade de lodo gerado em duas ETAs com diferente consumo de produtos químicos no tratamento de água para o município aracajuano. A pesquisa foi realizada de modo a verificar se houve diferenças nos resultados entre os anos de 2016 a 2019, comparar as estimativas de produção para cada ETA e analisar a influência das variações dos parâmetros qualitativos da água bruta e da adição de produtos químicos. Verificou-se que equações empíricas que consideram maior quantidade de variáveis são as mais apropriadas para ETAs onde o tratamento é mais complexo, enquanto que equações mais simples podem se adequar a ETAs que utilizam poucos produtos químicos

Introdução

Um dos objetivos do desenvolvimento sustentável, estabelecidos pela Organização das Nações Unidas (ONU), é assegurar a disponibilidade e a gestão sustentável da água e saneamento para todos. Antes de ser distribuída, a água bruta vinda dos mananciais deve passar por diferentes etapas de tratamento na Estação de Tratamento de Água (ETA) para retirada de impurezas/resíduos. No Brasil, a água que sai daETA deve atender aos padrões de potabilidade estabelecidos na Portaria de Consolidação n° 5 do Ministério da Saúde (BRASIL, 2017).

No País, do volume distribuído tratado, 75,1% recebe tratamento convencional (IBGE, 2017), no qual as duas principais fontes de resíduos advêm das unidades de decantação e filtração (LIBÂNIO, 2010). Os resíduos gerados durante o tratamento, além de depender da composição da água bruta, dependem basicamente do tipo de processo para potabilização da água e, comumente, são: a água de lavagem dos filtros; rejeito de limpeza dos tanques de produtos químicos; e o lodo dos decantadores, o qual representa 60 a 95% do total dos resíduos gerados na ETA (REALI, 1999; RICHTER, 2009). Normalmente, este lodo é composto por hidróxidos de alumínio, carbonatos de cálcio e argilas, portanto, não é totalmente biodegradável e não se decompõe no fundo do tanque (VESILIND & MORGAN, 2011).

Para o abastecimento de água, o uso de tecnologias com maior eficiência, como a etapa de coagulação, acarreta o maior consumo de produtos químicos e, consequentemente, a geração de maior volume de resíduos, constituídos por sólidos e precipitados químicos, formando o lodo de ETA (SILVA et al., 2012). Segundo Libânio (2010), as características da água bruta, o tipo ea dosagem de produtos químicos, a execução e eficiência da coagulação, além dos tipos de decantadores, são fatores que interferem nas características qualitativas e quantitativas do lodo gerado. Além disso, a produção de resíduos em decantadores é inversamente proporcional à qualidade da água bruta em termos de cor e turbidez. De acordo com Moreira et al. (2009), o lodo formado nos decantadores de ETAs, além de apresentar a mesma composição química de sedimentos carreados pela água captada, é também acrescido de cátions utilizados no processo de coagulação.

O lodo gerado nas ETAs, apesar de conter mais de 95% em volume de água, é considerado resíduo sólido (MARGUTI et al., 2018). De acordo com a NBR 10.004 (ABNT, 2004), o lodo oriundo dos decantadores de ETA deve ser tratado e disposto de acordo com os parâmetros normatizados. Além disso, deve atender à Política Nacional de Resíduos Sólidos, prevista pela Lei 12.305 (BRASIL, 2010). De acordo com Marguti et al. (2018), por questões ambientais e técnicas, esses tipos de resíduos devem ser tratados antes de serem descartados no meio ambiente. Identificar novos métodos de tratamento e processos de manuseio, bem como destinos finais adequados para esses resíduos, é um desafio para engenheiros e pesquisadores em todo o mundo (SUKSIRIPATTANAPONG et al., 2015; RAMIREZ et al., 2017).

No entanto, para a maioria das ETAs brasileiras, é comum a prática de lançamento de resíduos, sem nenhum tipo de tratamento prévio, nos corpos hídricos ou em terrenos próximos às estações(MOLINA, 2010). A exemplo tem-se o lodo gerado pela ETA Poxim, que segundo Gomes Júnior et al. (2016), é disposto no corpo hídrico abastecedor da ETA, sem qualquer tratamento. Dessa mesma forma, grande parte do lodo gerado ainda é disposta ilegalmente em rios e poucas estações têm se preocupado com o tratamento e adequada disposição do resíduo. Nesse contexto, quantificar o lodo produzido em ETA constitui um dos primeiros passos para se estimar a quantidade de lodo lançado nos mananciais. É, portanto, uma etapa fundamental para o planejamento da sua disposição final, de forma prática e sustentável.

De acordo com Kawamura (1991), a melhor forma para dimensionar sistemas de tratamento de lodo, e sua quantificação, é a execução de testes em estações-piloto ou ensaios de laboratório. Porém, esses procedimentos demandam custos significativos, tornando-os menos utilizados. O balanço de massa é outra alternativa para a quantificação do lodo, na qual a produção é calculada pela relação entre massa molar dos produtos químicos aplicados e dos compostos precipitados, adicionando a concentração de sólidos na água bruta e multiplicando pela vazão (Di BERNARDO & SABOGAL PAZ, 2008).

Existem diversas equações empíricas que estimam a produção de sólidos relacionando parâmetros como vazão afluente, dosagem de coagulante e outros produtos aplicados no tratamento, além da concentração de sólidos em suspensão na água bruta. Segundo Motta Sobrinho et al. (2019), a variabilidade de equações está associada ao tratamento que cada autor atribuiu à relação sólidos suspensos e turbidez, além da inclusão ou não do parâmetro cor.

De acordo com a pesquisa realizada por Katayama et al. (2015), o cálculo de balanço de massa oferece precisão e representatividade na estimativa superiores às das fórmulas empíricas. Apesar disso, as equações são muito empregadas nos estudos devido à praticidade e principalmente por conta da falta de dados oferecidos pelas companhias operantes das estações.

Outro fator importante é a influência da sazonalidade na produção de lodo. As equações, muitas vezes, não levam esse fator em consideração, aumentando as chances de erro na quantificação do resíduo. Variação sazonal tem maior impacto na qualidade das águas superficiais, que é a principal fonte de água bruta para ETAs (AHMAD et al., 2017). Esta variação sazonal na produção do lodo, além de depender da qualidade da água dos mananciais superficiais, sofre alteração em função da presença da chuva.

Em estudo desenvolvido por Prado et al. (2021) constataram que a variação da qualidade de águas superficiais é consequência da complexa interação entre a sazonalidade chuvosa e ações antrópicas, o que resulta no comprometimento da qualidade das águas supracitadas. Isso porque, a precipitação (chuva) favorece o aporte de metais e bactérias aos mananciais superficiais. Pesquisas desenvolvidas por Oliveira et al. (2011) apontam que partículas de solo são carreadas pelas águas de chuva, ocasionando a degradação das margens do manancial e consequentemente atuando como aporte ao manancial superficial. Para Libânio (2010) os períodos sazonais regidos por precipitação, comprometem as características das águas naturais, por meio do favorecimento de lançamento de efluentes domésticos e industriais em corpos hídricos.

Portanto, quanto maior for o grau de poluição/contaminação nas águas de mananciais superficiais destinadas ao abastecimento, maior será a produção do lodo de ETA, seja por causa de maior número de impurezas que devem ser removidas da água, seja por necessitar de maior quantidade de produtos químicos para favorecer a remoção dessas impurezas da água em tratamento.

Assim, diante dos diversos caminhos existentes e viáveis para se estimar a quantificação do lodo gerado em ETA em operação, o objetivo deste trabalho foi explorar e comparar alguns dos métodos empíricos de estimativa da quantidade de lodo gerado em duas ETAs que abastecem o município de Aracaju: ETA Poxim e ETA João Ednaldo, de modo a verificar estatisticamente se estas estimativas são semelhantes, se houve variação de produção entre os anos, bem como correlação da influência da precipitação na produção do lodo.

Autores: Lucas Avelino Reis dos Santos, Denise Conceição de G. Santos Michelan e Taynar Mota de Jesus.