Quando falamos de Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) logo imaginamos grandes estruturas, mas não é necessário ser uma grande corporação ou ter um grande espaço para ter uma estação de tratamento como essa.
Quando falamos de Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) logo imaginamos grandes estruturas,mas não é necessário ser uma grande corporação ou ter um grande espaço para ter uma estaçãode tratamento como essa. Existem no mercado ótimas soluções de Estações de TratamentoCompactas, ideais para condomínios, estabelecimentos comerciais e locais não atendidos pela redepública.
O conceito de estação compacta de tratamento de esgoto está ligado à ideia de sistema pré-fabricado, com montagem racional dos componentes, afim de ocupar o menor espaço possível.Segundo Joelias do Santos, engenheiro da Ectas Saneamento, de modo geral toda estaçãocompacta possui como pré-requisito ser pré-fabricada, porém vale ressaltar que nem toda unidadepré-fabricada pode ser considerada uma estação compacta.
“Estação de tratamento compacta é uma solução moderna, composta por um conjunto de unidadesque visa proporcionar atendimento integral aos padrões de lançamento preconizados naslegislações. Ademais, estes sistemas são de fácil e rápida instalação (prémontagem de fábrica),exige menor área para instalação, menor obra civil e reduz os custos de implantação” – destacaSantos.
Por se tratar de um sistema modular para tratamento biológico de águas servidas, a grande maioriade ETEs compactas funciona com base em processos biológicos aeróbios, anaeróbios ou acombinação dos dois processos com o objetivo de degradar a matéria orgânica e reduzir o teor decontaminantes, como Nitrogênio e Fósforo.
“As estações compactas realizam tratamento de caráter biológico associando etapas anaeróbias(com a ausência de oxigênio) e aeróbias (com a presença do oxigênio), através das quais ocorre adescontaminação do efluente” – complementa, Thiago Carneiro de Souza, engenheiro químico da
Rotogine Tecnologia Ambiental.
Geralmente, são fornecidas em tanques a serem instalados em locais próximos aosempreendimentos geradores de efluentes, não demandando o uso de coleta pública, afastamentodo esgoto bruto até estações de tratamento ou descarte em corpos receptores. Seu objetivo éfacilitar a operação, trazendo melhor otimização e economia de espaço.
Quando aliada ao conceito de tratamento descentralizado e modular, de acordo com Santos,apresenta significativa vantagem em comparação às estações convencionais, sendo uma dasalternativas para a expansão dos serviços de coleta e tratamento de esgoto, assim como aobtenção da universalização do saneamento.
O seu dimensionamento é feito de acordo com as normas NBR 7229/93 e NBR 13969/97 da ABNT.Para isso, é necessário conhecer o número de usuários e realizar, principalmente, estudo damorfologia do solo, distância da instalação com relação ao lençol freático, distância com relação àcorpos de água, classificação de uso dos corpos de água da região, além de outras solicitações eexigências dos órgãos públicos e ambientais.
O engenheiro da Ecologic, Lucas Gimenes, explica que as caracterisicas dos equipamentosdependem muito da necessidade do cliente, mas podem ser fabricadas em Plástico com Reforço deFibra de Vidro (PRFV), Polipropileno (PP) ou Aço Carbono. Seu dimensionamento está ligadodiretamente proporcional à vazão de entrada do afluente. “As estações de tratamento devem estarsempre em conformidade com as normas específicas de cada sistema de tratamento assim comocom as Normas Brasileiras Regulamentadoras (NBR) ambientais” – enfatiza.
O investimento inicial para esse tipo de sistema depende do tamanho da ETE e do público que seráatendido. “É importante salientar que o custo-benefício e o retorno sobre o investimento são muitosatisfatórios. Como diferenciais, os sistemas compactos são mais adaptáveis às váriasconfigurações de empreendimentos com custos que se adequam às quantidades de usuários eagilidade nas instalações” – afirma Souza.
Ele explica ainda que o sistema não requer manutenção, exceto a limpeza periódica do lododepositado no tanque séptico é feita a cada 1, 3 ou 5 anos, de acordo com o modelo adotado. Aindasim, inspeções periódicas na qualidade do efluente devem ser feitas nas caixas de inspeção.
De forma objetiva, a ETE Compacta é uma solução econômica que viabiliza o tratamento de esgotoem pouco espaço e traz grande economia de recursos, além das vantagens ambientais. LeonardoNolasco, representante da Enviromex explica que são indicas para todo e qualquerempreendimento que não seja atendido pela rede coletora de esgoto da companhia de saneamentolocal, que possua alguma indicação de necessidade de tratamento indicada pela companhia desaneamento local ou que o empreendimento esteja buscando algum tipo de certificação ambiental.
Alguns exemplos desse tipo de aplicação são os empreendimentos logísticos implantados em locaisafastados de áreas urbanas e loteamentos em municípios que ainda não possuem infraestrutura decoleta e/ou tratamento. Também podem ser utilizados em residências, edifícios e condomíniosresidenciais, indústrias (carga orgânica de refeitórios e banheiros), parques, casas de praia,chácaras, sítios, fazendas e todas as situações em que não haja atendimento por uma rede públicade esgoto.
“Além disso, é indicada para quem deseja fazer o reúso da água tratada no próprio ambiente, parafunções que não exigem água potável como: descarga em vasos sanitários, lavagem de piso eveículos, regas de jardim, etc, ou para empreendimentos que necessitam de um tratamento próprioe prévio antes do lançamento em rede pública” – complementa Thiago Carneiro de Souza.
A instalação de uma ETE compacta deve ser a etapa final de um processo que se inicia com aelaboração de um projeto consistente, considerando a vazão, as variações de demanda, ascaracterísticas do efluente a ser tratado e os requisitos de qualidade exigidos para o efluente, apóso tratamento.
De acordo com Sibylle Muller, diretora da Acquabrasilis, neste aspecto, é importante levar em conta o local da instalação, o espaço disponível, e a legislação pertinente. “Devem ser previstas, ainda, atubulação de chegada e possível elevatória antes da ETE, bem como, a tubulação de saída, quedeve levar o efluente tratado para o descarte previsto ou para o sistema de reúso” – completa.
Etapas do processo e principais características
O funcionamento do equipamento pode ocorrer de maneira automática e/ou manual, masatualmente, por causa da economia e do melhor resultado, sistemas com operação automática localou remota, são os mais procurados. O processo de funcionamento é basicamente dividido em trêsetapas: Pré-Tratamento, Tratamento Primário e Tratamento Secundário. Vale ressaltar que aindapode ser realizado o tratamento terciário, de forma opcional e como complemento.
Santos explica que o escoamento entre as unidades se dá de maneira gravitacional, e o nível decontrole/automação pode variar de acordo com as exigências do cliente e/ou necessidadeoperacional. “Nestes sistemas podem ser incorporados dispositivos para propiciar inclusive atelemetria para monitoramento e operação remota, onde todas as informações ficam disponíveisatravés de um celular/computador, proporcionando maior tranquilidade e segurança operacional aocliente” – ressalta.
Pré-tratamento:
A finalidade do pré-tratamento é preparar o efluente para os processossubsequentes, de forma que o efluente não apresente problemas com os equipamentos etubulações. O efluente bruto é destinado ao poço de bombeio que o envia para o gradeamento,nesta etapa há remoção de materiais grosseiros que podem danificar ou obstruir equipamentos,reduzir a confiabilidade e a eficiência de todo o sistema ou contaminar as tubulações.
O esgoto bruto passa por uma caixa de remoção de areia para remoção de sólidos inorgânicossedimentáveis, em seguida é enviado a calha parshall. O efluente segue para armazenamentotemporário no tanque de acúmulo.
Tratamento secundário:
O princípio de funcionamento do sistema é submeter o esgotopreviamente tratado a um reator biológico com partículas microbiológicas pré-formadas que sãodenominadas de massa microbiana ou lodo. A matéria orgânica e nitrogênio presentes no efluentesão fontes de carbono e energia para o crescimento microbiológico e são convertidos em tecidocelular microbiológico e produtos finais oxidados, principalmente COeN.
O tratamento biológico proposto consiste em oxidar amônia e matéria orgânica do esgoto,promovendo a separação entre os sólidos (lodo) e efluente tratado, o qual é destinado aosprocessos subsequentes para garantir qualidade que permita o reúso.
O esgoto armazenado no tanque de acúmulo é enviado ao sistema de tratamento combinado que é 22 composto por: zona anóxica, zona aeróbia, decantador secundário e caixa de recalque. Anitrificação ocorre na zona aeróbia, conduzindo a formação de nitratos que são direcionados a zonaanóxica, por meio de recirculação interna. Na zona anóxica os nitratos são convertidos emnitrogênio gasoso. Esse processo é denominado desnitrificação, que é uma parte integral dosprocessos de nitrificação e desnitrificação para remoção biológica de nitrogênio.
No compartimento aeróbio há injeção de ar por meio de um compressor de palhetas rotativas querealiza a distribuição por meio de discos de ar difuso por microbolhas. Na etapa aeróbia ocorre aoxidação da matéria orgânica. O processo biológico é capaz de remover 90% de DQO, 95% deDBO, 95% de SS e 85% de NTK.
A decantação secundária tem como principal função promover a separação de sólido/líquido, queocorre por meio da força da gravidade que sedimenta os sólidos separando-os do sobrenadante(fase líquida), o qual é denominado efluente tratado. Este é encaminhado a caixa de recalque paraposteriormente ser destinado ao tratamento terciário.
Os sólidos sedimentados são compostos principalmente por lodo, o qual é recirculado para manter aconcentração de microrganismos adequada nos compartimentos anóxico e aeróbio (4 g/L). Oexcedente de lodo é encaminhado para o sistema de desaguamento de lodo através de BAGgeotêxtil, e o efluente tratado proveniente do tanque de decantação é encaminhado para ostratamentos subsequentes.
No sistema de desaguamento de lodo, o objetivo básico do desaguamento é aumentar aconcentração de sólidos, com intuito de viabilizar o seu manuseio, transporte e atendimento àsexigências dos aterros sanitários, local em que normalmente são depositados. Para tanto o lodoexcedente do processo biológico é enviado ao sistema de desaguamento de lodo, que tem afinalidade de remover o máximo de água para torná-lo mais concentrado.
Tratamento terciário (OPCIONAL):
A submissão do efluente ao tratamento terciário permitegarantir excelente qualidade para o efluente final possibilitando o reúso da água tratada paradiversos fins, pois o efluente oriundo do tratamento secundário contém matéria orgânica residual esólidos que são eliminados na filtração multimídia e ultrafiltração. Para garantir o reúso do efluentefinal, o mesmo é destinado ao polimento avançado composto por filtração em filtro multimídia,seguido de ultrafiltração e desinfecção com hipoclorito de sódio.
Na filtração multimídia os filtros são do tipo cilíndrico e vertical, em seu interior há areia e carvãoativado em proporções iguais. Os filtros são dimensionados para um tempo de contato necessário esuficiente para a remoção desejada de matéria orgânica, nitrogênio, ferro, manganês, cloro, odores,mal gosto, turbidez e retenção de sólidos em suspensão. Após sair da filtração o efluente tratado é enviado a unidade de ultrafiltração. A UF atua como barreira para os sólidos suspensos emicrorganismos remanescentes dos processos anteriores.
“De forma resumida, o efluente passa por tratamento preliminar, que compõe gradeamento e caixade areia, para depois entrar na elevatória. Depois disso, passa pela etapa anaeróbia (UASB ouTanque Séptico) e aeróbia (FAS). Seguindo o processo, temos uma etapa de decantaçãosecundária e no final é realizada a desinfecção do efluente, caso necessário, por meio através dadosagem de insumo a base de cloro. Em alguns casos o agente desinfetante pode ser substituído.O retorno de lodo da etapa aeróbia para a etapa anaeróbia ocorre de maneira automática” – explicaNolasco.
A degradação anaeróbia da matéria orgânica ocorre por processos com ausência de oxigênio (meioanaeróbio) onde, em linhas gerais, a parte orgânica presente no esgoto é degradada gerando gases(metano, sulfeto de hidrogênio, dentre outros). A produção de lodo neste processo é extremamentebaixa. Já o processo de tratamento aeróbio ocorre através do fornecimento de oxigênio às bactériaspelo soprador. Em suspensão, as bactérias digerem a matéria orgânica produzindo água e gáscarbônico, além de se reproduzirem. Segundo Sibylle, cada sistema tem seus procedimentos de manutenção e conservação, e é muitoimportante segui-los a fim de assegurar o desempenho de cada ETE. A instalação de uma ETEcompacta junto a um empreendimento apresenta vantagens ambientais e financeiras, além deocupar espaço reduzido em relação a ETEs convencionais.
Do ponto de vista ambiental, promove o tratamento do esgoto em local próximo ao ponto degeração, resolvendo já localmente o problema de contaminação do meio ambiente, semnecessidade de fazer o esgoto transitar por canalizações até uma ETE de maior porte, muitasvezes, passando por travessias e estações elevatórias, com investimentos iniciais e custosoperacionais altos.
Com a implementação de uma ETE compacta, com dimensionamento e tecnologia adequados àvazão e às características do efluente gerado, o empreendedor estará atendendo a legislaçãoambiental pertinente, evitando multas e despesas desnecessárias. Uma ETE compacta pode tratarefluentes a nível de reúso, neste caso, além de evitar a contaminação ambiental, pode ter umaredução de custos importante, considerando que parte da água potável pode ser substituída porágua de reúso, preservando os recursos hídricos naturais.
“Sistemas compactos tem vantagens por não precisarem de grandes áreas e não exporemnecessariamente esgoto ao ar livre, evitando contaminação da fauna local. Além disto, evitam um
gasto de energia elétrica com o transporte do efluente, por tubulações e elevatórias, o que poderiaser considerado uma vantagem ambiental. Em termos de sustentabilidade é sempre importantebuscar sistemas compactos com baixo consumo de energia elétrica” – explica a diretora daAcquabrasilis.
A tecnologia de sistema de tratamento de esgoto do tipo MBBR (Moving Bed Biofilm Reactors) nadamais é que uma otimização do processo de lodos ativados. “Através da adição de peças comelevada área superficial protegida, denominadas de biomídias, é possível obter concentração demicrorganismos de duas a três vezes maior do que em sistemas que operam com os sólidossuspensos no meio” – explica Santos.
Tecnologia MBBR
A tecnologia de sistema de tratamento de esgoto do tipo MBBR (Moving Bed Biofilm Reactors) nadamais é que uma otimização do processo de lodos ativados. “Através da adição de peças comelevada área superficial protegida, denominadas de biomídias, é possível obter concentração demicrorganismos de duas a três vezes maior do que em sistemas que operam com os sólidossuspensos no meio” – explica Santos.
Isto possibilita menor tempo de detenção hidráulica, maior resistência a choques de carga orgânicae hidráulica e proporciona a implantação em áreas reduzidas, com ganhos na ordem de 50% secomparado às soluções em lodos ativados e outros. Para engenheiro da Ectas, o MBBR é uma dasmelhores alternativas para tratamento de efluente sanitário, especialmente quando falamos deestações compactas.
“As Biomídias (MBBR) podem ser consideradas como “acessórios” que virão a complementar ofuncionamento de uma ETE. Assim, elas podem contribuir no aumento da eficiência do tratamento,pois criam uma maior superfície de contato para o desenvolvimento das culturas demicrorganismos, aumentam a capacidade de tratamento; ou ainda, possibilitam uma maior aeraçãodo sistema, com formação de bolhas, melhorando performance da ETE” – completa Souza.
Em geral, a maior parte dessas biomídias são produzidas em plástico, sendo o mais comum oPEAD (polietileno de alta densidade) devido às suas características químicas, físicas/mecânicas eseu custo.
“Para o funcionamento do sistema MBBR ocorre uma combinação entre a atuação de biomassasuspensa e biomassa aderida (biofilme) que são inseridos no interior dos tanques envolvidos nosistema de tratamento.
Estes vão viabilizar a maior superfície de contato e, promover um maior tempo de detenção dosmicrorganismos ativos no processo de tratamento, aumentando a decomposição da matériaorgânica, o que possibilita que os tanques e estações sejam dimensionados com um menor volumequando comparados à sistemas com ausência de MBBR”, explica Souza.
A tecnologia de sistema consiste numa adaptação aos sistemas de lodos ativados obtida por meioda introdução de pequenas peças plásticas de baixa densidade e grande área superficial(biomídias) no interior dos reatores biológicos (aeróbios, anaeróbios ou anóxicos), que atuam comomeio suporte para desenvolvimento do biofilme, o qual, em geral, por apresentar uma estruturacelular mais densa e rica em substâncias exopoliméricas (EPS’s), fornecerá uma barreira protetoramais efetiva contra o estresse ambiental, e quando comparado ao floco biológico, conferindo maiorrobustez ao sistema.
Segundo Fábio Campos, especialista em Saneamento, tal configuração incorpora as melhorescaracterísticas dos processos de crescimento de biomassa em suspensão e de biomassa aderida,conferindo ao processo um aporte considerável de sólidos em suspensão, proporcionando oaumento da população de microrganismos atuantes na depuração do esgoto.
Como vantagens de reatores de biofilme de leito móvel, ele destaca o menor volume dos reatoresbiológicos, se comparado com o sistema de lodo ativado conjugado com clarificadores paraalcançar os mesmos objetivos de tratamento; as taxas de aplicação de sólidos para as unidades declarificação são significantemente reduzidas quando comparadas às de sistemas de lodo ativado; ea não há necessidade de operações de retrolavagem para controle da espessura de biofilme oudesentupimento do meio suporte por se tratar de reatores de mistura completa e fluxo contínuo.
Além disso, apresentam a flexibilidade de sistemas de lodo ativado para manobras no fluxogramade processo para alcance de objetivos específicos de tratamento, sem a necessidade debombeamento de retorno de lodo e são uma alternativa natural para a adequação de plantasexistentes de tratamento de esgotos domésticos.
“Sem dúvidas tecnologia MBBR é uma alternativa para estações compactas, posto que atende,
sobretudo, a demanda de aumento da capacidade de estações já existentes, mas que não possuemárea para ampliação de suas unidades. A introdução das biomídias confere ao processo o aporte debiomassa aderida em sua área superficial protegida, ocupando menos espaço que em processoscom crescimento de biomassa em suspensão” – destaca Fábio Campos.
Mercado e principais novidades do setor
O Brasil ainda é muito deficitário em saneamento, nesse sentido, para Souza, é possível dizer queexiste uma expectativa grande em relação às reformas estruturais, devido à legislação que virá coma aprovação do Novo Marco Regulatório do Saneamento Básico, o aumento com preocupaçãoambiental dos profissionais como engenheiros e arquitetos, além do poder público.
“Observa-se que no mercado atual os temas que envolvem a pauta de ESG estão ganhando cadavez mais destaques e importância, principalmente em questões envolvendo financiamentos degrandes projetos e investimentos em novos empreendimentos. Assim, empresas que não atendemos requisitos básicos de meio ambiente, social e governança, estão cada vez menos suscetíveis aterem destaque no mercado” – afirma.
Segundo ele, um outro ponto que merece destaque é uma tendência de que se tenha cada vezmenos lojas físicas, resultando no aumento do volume de compras online, o que fomenta ainstalação de centros de distribuição, em sua maioria, situados em condomínios logísticos. Comisso, tem surgido algumas propostas destes centros para atender às legislações ambientais eregulamentar a disposição dos efluentes.
Além disso, a ideia de tecnologia vem ganhando espaço exponencialmente em todos os setores daeconomia, e não é diferente no mercado do Saneamento Básico. Desta forma tem-se cada vez maisprojetos com mais qualidade e eficiência, com identificação mais precisa de danos e ameaças combase em simulações e análises de dados, promovendo um maior alcance na distribuição do acessoà água tratada.
Nesse sentido, soluções e novidades de big data (volume de dados), machine learning (aprendizadodas máquinas), IoT (internet das coisas), estarão presentes no dia a dia dos acessórios eequipamentos utilizados para o tratamento de água e efluentes.
Segundo Campos, inovações sempre ocorrem nos processos de tratamento de esgoto, e é inerenteà busca por alternativas que promovam um tratamento de esgoto mais eficiente, de forma cada vezmais compacta, sustentável e economicamente viável. Um exemplo são as biomídias em espumade poliuretano enriquecidas quimicamente. São produtos que chegam a apresentar uma porosidadeinterna de 90%, com área superficial da ordem de 14.000 a 20.000 m²/m³, permitindo compactarainda mais o reator biológico.
“A vantagem no uso de biomídias com essa capacidade de área superficial protegida é basicamentea retenção de biomassa mais elevada no sistema, o que que possibilita taxas de carga maiselevadas, um processo mais estável e menor área de implantação por metro cúbico tratado” –finaliza o especialista.
De acordo com Nolasco, mesmo sendo um mercado com enorme potencial, pelo fato de metadeda população brasileira não ter esgoto tratado, infelizmente possuem poucas empresas realmentequalificadas e muitas outras que se aproveitam do pouco conhecimento do cliente e fornecemequipamentos subdimensionados, componentes de baixa qualidade ou mídias feitas com itens nãoadequados, comprometendo a imagem dos produtos, tanto no que tange a ETE compacta, quanto osistema MBBR, criando uma espécie de contracultura da sua eficiência e tecnologia.
Quando o assunto é inovação, ele destaca que sempre há avanços e novidades. “Atualmente,devido há várias situações em que percebemos que o cliente tinha uma necessidade de melhoria dotratamento, estamos desenvolvendo um sistema MBBR com área superficial protegida acima de1.000m2/m3, bem maior que a nossa maior área atual, que é de 665m /m ”
