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CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS JOSILENE BATISTA DE OLIVEIRA DESCARTE DO LODO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA - ETA Dourados 2024 CENTRO UNIVERSITÁRIO DA GRANDE DOURADOS JOSILENE BATISTA DE OLIVEIRA DESCARTE DO LODO DA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA - ETA Trabalho de Graduação Interdisciplinar apresentado ao curso de Engenharia Ambiental e Sanitária da Faculdade do Centro Universitário da Grande Dourados. Como pré-requisito para a obtenção do título de Engenheiro Ambiental e Sanitário. Orientadora: Profª. Drª. Monyque Palagano da Rocha _________________________________________________________________________ Dourados 2024 RESUMO O crescente aumento da população aumenta a demanda por água potável, e consequentemente aumenta o volume de água tratada, elevando também número de resíduos gerados nesse tratamento, que são denominados de lodo. Sendo assim, objetiva-se com este estudo explanar as diferentes maneiras, ambientalmente adequadas de disposição final dos lodos provenientes das Estações de Tratamento de Água (ETAs). Então, foi realizada uma pesquisa bibliográfica, objetivando obter o conhecimento referente a temática. A contar de informações de autores diferentes, foram feitas comparações sobre o assunto em foco e escolhidos os conteúdos mais significativos que serviram de suporte para o relato. Então, a revisão bibliográfica permitiu verificar que depois do lodo ser tratado, os métodos de descarte do mesmo das ETAs, geralmente são: despejados em aterro sanitário, dispersos no solo ou podem ser matéria prima para cimento entre outras aplicações. Contudo, no Brasil, não há muitas técnicas diferentes utilizadas, o descarte mais usual é o aterro sanitário, contudo, esta alternativa é muito cara, necessitando pesquisar opções mais baratas e ambientalmente corretas no descarte do lodo da ETAs. Palavras-chave: Tratamento de água, Reaproveitamento, Meio Ambiente. ABSTRACT The growing population increases the demand for drinking water, and consequently increases the volume of treated water, also increasing the number of wastes generated in this treatment, which is called sludge. Therefore, the aim of this study is to explain the different, environmentally appropriate ways of final disposal of sludge from Water Treatment Plants (ETAs). Then, bibliographical research was carried out, aiming to obtain knowledge regarding the topic. Using information from different authors, comparisons were made on the subject in focus and the most significant content was chosen to support the report. So, a bibliographical review made it possible to verify that after the sludge is treated, the methods for disposing of it from ETAs, are usually: dumped in landfill, dispersed in the soil or can be raw material for cement among other applications. However, in Brazil, there are not many different techniques used, the most common disposal is landfill, however, this alternative is very expensive, requiring research into cheaper and environmentally correct options for disposing of sludge from ETAs. Keywords: Water treatment, Reuse, Environment . 1. INTRODUÇÃO O acesso ao saneamento básico, em específico a água potável é um direito humano essencial, intrinsecamente ligado aos direitos à vida, saúde, alimentação e habitação, sendo responsabilidade dos Estados assegurarem esses direitos a todos os seus cidadãos (United Nations, 2018) O Relatório Unesco de Recursos Hídricos (2019), mostra que o uso da água tem aumentado globalmente 1% ao ano, desde a década de 1980 e a expectativa é que continue em um ritmo semelhante até 2050 (WWAP, 2019). Esse aumento significativo na demanda dos recursos hídricos pela população acarreta, consequentemente, em um maior volume de água que passa pelas estações de tratamento de águas, conhecidas como ETAs. As ETAs geram um resíduo denominado lodo, este possui alto potencial de contaminação, devido aos componentes químicos que são adicionados durante o processo de tratamento, e pela presença de impurezas removidas da água bruta. Oliveira (2004) relata que essencialmente esses resíduos têm em sua composição os sólidos em suspensão integrados originalmente na fonte de água, somados aos produtos oriundos dos reagentes utilizados durante os procedimentos realizado nas estações de tratamento de água. Sendo assim as características do resíduo pode variar dependendo da natureza da água bruta, dos processos escolhidos por cada estação de tratamento e dos produtos químicos aplicados. O lançamento do lodo diretamente nos cursos d’água, tem se tornado um problema ambiental, e podemos relatar que ainda há muitas estações que realizam essa prática, principalmente em países em desenvolvimento, onde acarreta impactos ambientais significativos e têm levado os órgãos ambientais a exigirem das operadoras a implantação de alternativas de disposição desses resíduos. De acordo com Coelho (2015) o destino final desses resíduos era o despejo nos corpos de água mais próximos. O lançamento sem o devido tratamento deste material pode prejudicar a qualidade da água e também provocar o assoreamento do rio. O indevido lançamento do lodo ETA nos corpos de água também pode levar a deterioração da qualidade ambiental dos corpos recebedores, influenciar nos parâmetros estéticos destes e também descumprir os padrões de emissão da água tratada nos corpos hídricos regulamentados normas estabelecidas (SOARES et al., 2004). As práticas de descarte indevido deste resíduo foram proibidas pela resolução do CONAMA Nº357 (2005) que o classificou como material poluente vetando sua destinação final sem o correto tratamento. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi mostrar o que é o lodo ETA e expor alternativas para destinação adequada deste lodo levando em consideração o menor impacto ao meio ambiente, as restrições legais e a viabilidade econômica do reuso deste material, já que destinação final deste lodo é uma das tarefas mais difíceis e dispendiosas em uma ETA. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Para realização deste estudo foram coletados dados através da pesquisa bibliográfica, leituras de artigos acadêmicos, livros, teses, dissertações, leis e normas sobre os resíduos sólidos, que caracterizam os temas relacionados ao lodo da ETA, como a forma correta do descarte, os impactos ambientais, e as alternativas sustentáveis para destinação final adequada do lodo gerado nas estações de tratamento de água. Após a consulta destas literaturas foram listadas as principais características do lodo, os impactos ambientais que podem ser causados pelo mesmo, formas de tratamento e disposição final, bem como a viabilidade econômica do reuso deste resíduo. O material bibliográfico foi acessado por meio de plataformas especializadas em periódicos científicos (SciELO, Google Scholar, periódicos CAPES e portais de legislações do Governo), buscando os trabalhos publicados nos últimos 5 anos. Para a escolha dos artigos algumas palavras chaves foram utilizadas como: lodo, alternativas sustentáveis, tratamento da água, entre outras. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Definição do lodo De acordo com Oliveira (2016), no Brasil o tratamento de água mais comum é feito através do processo de ciclo completo, que inclui as seguintes fases: floculação, decantação, filtração e cloração. Como resultados desse processo temos um subproduto, um resíduo solido conhecido como lodo, uma substância densa e viscosa, que se torna um problema ambiental caso não seja destinado corretamente e temos a água tratada essencial a vida humana. O lodo é considerado o resultado do aglomerado das substâncias retiradas da água durante o processo de tratamento, que varia de acordo com o tipo de coagulante, e suas diferentes dosagens, utilizado durante o processo de tratamento, em razão dos diferentes locais de retirada de água bruta e suas distintas propriedades.Quanto maior for a deterioração da água, maior será a quantidade de produtos utilizados durante o tratamento (OLIVEIRA e RODON, 2016). De acordo com Grandin et al. (1993), o lodo do ETA é constituído de resíduos sólidos orgânicos e inorgânicos proveniente das águas brutas, tais como; bactérias, vírus, partículas orgânicas em suspensão, coloides, areias, argilas, silte, cálcio, magnésio, ferro, manganês entre outros. As características supracitadas do resíduo da ETA têm sua classificação na NBR 10004 que o define como classe II A- não inerte, ou seja, que não pode ser desaguado nos em corpos de água sem o devido tratamento (ABNT, 2004), o não cumprimento desta norma é considerado crime, segundo a Lei de Crimes Ambientais 9.605/1998. 3.2 Impactos gerados ao meio ambiente O impacto causado pelo descarte in natura de lodo de ETAs em corpos d’água e ou no solo, está estritamente relacionado ao tipo de tratamento realizado, dos produtos químicos utilizados, da quantidade de resíduo produzido durante o processo e, também, do método utilizado na lavagem e remoção desse resíduo (ASSIS, 2014). Segundo Reali (1999) a toxidade potencial dos lodos de ETA, para plantas, seres humanos e organismos aquáticos, depende de fatores tais como: características da água bruta, produtos químicos utilizados no tratamento, possíveis contaminantes contidos nesses produtos, reações químicas ocorridas durante o processo, forma de remoção e tempo de retenção dos resíduos dos decantadores, características hidráulicas, físicas, químicas e biológicas do corpo receptor. O lançamento do lodo em corpos receptores, devido a sua concentração, ao tamanho das partículas dispostas e a baixas velocidades de escoamento do rio a jusante do lançamento, pode levar a sedimentação das partículas sobre a camada bentônica, inibindo o crescimento de várias espécies de peixes e outros organismos aquáticos (CORDEIRO, 2002). O lodo de ETA descartado sem tratamento prévio no corpo d’água que o recebe pode levar ao aumento da turbidez e de sólidos suspensos, aumento da concentração de metais, diminuição do oxigênio dissolvido, assoreamento dos corpos receptores, alteração da cor, entre outros, podendo causar impactos severos no ambiente (REIS et al., 2007). De acordo com Achon et al. (2005) a elevada quantidade de sólidos, a alta turbidez, as altas concentrações de metais, a alta Demanda Química de Oxigênio (DQO) são os principais parâmetros que comprometem o lançamento de lodo nos corpos receptores. Já se o lodo de ETA for disposto sem tratamento no solo, pode contaminar com metais, como cobre, zinco, níquel, chumbo, cádmio, cromo, alumínio entre outros, que possuem ações tóxicas e podem causar efeitos negativos em relação da disposição destes resíduos no solo, sem precaução alguma, podendo ainda, interferir na fauna e flora local, prejudicando o desenvolvimento destes seres. Devido ao impacto ambiental causado pelo descarte do lodo ETA no meio ambiente se faz necessário o estudo e o desenvolvimento de tecnologias de reuso, tratamento e disposição final deste material, descritas a seguir, para que ocorra a diminuição do impacto causado pelo lodo ETA. 3.3 Tratamento e destinação correta do Lodo As intuições que gerenciam as Estações de tratamento de água têm tido dificuldades quanto ao gerenciamento do lodo gerado, como o custo do manuseio, do transporte e as restrições ambientais (RICHTER, 2001). Separar a água do lodo tem como objetivo diminuir seu volume e reduzir os gastos, principalmente com transporte e manuseio, e facilitar a etapa de desidratação final, para isso é aplicada técnica do adensamento (REALI, 1999). As principais técnicas de adensamento são a sedimentação/gravidade e a flotação. O adensamento por gravidade possui como princípio a sedimentação das partículas sólidas por gravidade, sendo normalmente um processo contínuo, porém, em pequenas instalações, pode ser vantajosa a alternativa de batelada, onde uma porção de lodo é conduzida a um tanque e deixada decantar por algumas horas (RICHTER, 2001). Ainda de acordo com Richter (2001) a flotação é o processo pelo qual a fase sólida, com menor densidade menor que o líquido de suspensão, é separada permitindo flutuar para a superfície. No sistema de adensamento por flotação a ar dissolvido, as partículas sólidas são removidas da água fazendo-as flotar, reduzindo assim sua densidade pela adesão das minúsculas bolhas de ar. Os lodos de ETAs apresentam um alto teor de umidade, por isto, é necessária a desidratação, que é uma metodologia de tratamento de lodo, para um melhor gerenciamento do mesmo e por serem desidratados que eles podem ir para aterros e demais formas de disposição final. A desidratação do lodo apresenta importância técnica e econômica significativa em sistemas de tratamento e disposição final de lodos de ETAs, pois a redução do volume de lodo proporcionada pelas unidades de desidratação permite uma grande economia em transporte para a disposição final dos resíduos (RODRIGUES, 2018). Há várias tecnologias para desidratação do lodo ETA, dentre as quais se destacam os naturais (leitos e lagoas de secagem) e as mecânicas (prensas e centrifugas). Leitos de secagem recebem o lodo previamente adensado e sua desidratação é feita pelo processo de drenagem e evaporação da água da massa de lodo. Esses lodos não são adequados para incineração, e normalmente são dispostos no solo ou em aterros sanitários (ABOY, 1999). Segundo BISHOP (1978), construção do leito de secagem é realizada com pouco investimento; no entanto, as atividades de remoção e reposição de lodo nos leitos, exigindo da mão-de-obra e equipamentos específicos, demandam custos elevados. A secagem do lodo depende muito das condições climáticas, que podem prejudicar o processo de desidratação. Os sólidos contidos no lodo podem penetrar no leito de areia, sendo necessária a remoção de uma certa espessura do leito drenante, geralmente de areia, onerando essa técnica de tratamento; o uso de polímeros minimiza esse problema. Os sólidos removidos das lagoas são adequados para desidratação a quente ou incineração, e são dispostos diretamente no solo ou em aterros sanitários (ABOY, 1999), pois de acordo com o autor, eliminaram parte dos resíduos nocivos e podem ser colocados nestes espaços. A utilização de lagoas de lodo é uma técnica que pode ser utilizado quando há disponibilidade de área a baixo custo. Este método geralmente acontece em três etapas a remoção dá água superficial, que pode ocorrer de forma continua ou em determinados espaços de tempo, a evaporação consiste na principal etapa de desidratação deste método, sua duração depende principalmente das condições climáticas, a lagoa de lodo também consiste em tubulações e sistema de bombeamento responsáveis pela entrada de lodo e a saída do mesmo após a decantação (ACHON et al., 2008). Outra maneira desidratação é a utilização de uma centrifuga, este processo apresenta como vantagens um lodo mais concentrado, com elevado teor de sólidos, e a redução da área gasta para este processo. No entanto, apresentam algumas desvantagens, por necessitar de um elevado custo de implantação, operação e manutenção (RICHTER, 2001). O processo de centrifugação é contínuo, sendo a operação limpa, simples que consiste na separação da fase sólido-líquido cujo princípio básico é semelhante à sedimentação de partículas submetidas à ação gravitacional. No entanto, a intensidade das forças atuantes nos equipamentos de centrifugação geralmente supera as forças da gravidade em centenas de vezes (FONTANA, 2004). O filtro prensa também é um sistema de desidratação, porém mais simples e econômico. Formado por uma série de placas dispostas entre uma meia placa fixa e uma meia placa móvel nas extremidades. Cada placa possui uma secção interna, formando um espaço onde será ocupado pela torta final e o meio filtrante encontra-se instalado contra as paredes internas das placas e retém os sólidos, deixando passar o filtrado (RICHTER, 2001). Sendo a torta caracterizada como as partículas se acumulamno exterior do meio filtrante, resultando na sua formação. De acordo com Mendes (2001) a sua utilização produz lodo desaguado com teores de sólidos maiores do que as centrífugas, porém tem se restringido a situações em que o transporte e disposição final do lodo que deve ser seco e com teores de sólidos mais elevados. O desaguamento é um processo semicontínuo, desenvolvido em batelada, isto é, a batelada é o modo de operação em que o sistema é operado de maneira descontínua. em regime não estacionário. A simples incineração do lodo ETA é uma alternativa, que apesar da redução do volume, não é a alternativa mais viável pois além de ser uma operação de alto custo esta alternativa resulta em cinzas, que futuramente também terão que ser dispostas, ou seja, seria apenas uma transferência de problema (REALI, 1999). Os métodos descritos acima são responsáveis apenas pela diminuição do volume do lodo, sobrando ainda resíduos que devem ser descartados de maneira correta ou reutilizados. O despejo em aterro sanitário ainda se apresenta como alternativa para seu destino final, apesar de seu custo elevado e das implicações ambientais decorrentes do mesmo (RICHTER, 2001). Essas implicações podem ser o vazamento de líquidos e gases; contaminação dos lençóis freáticos e aquíferos; limite de quantidade de camadas de lixo; alto custo econômico na implantação e na manutenção entre outros. Para que o lodo seja disposto em aterro sanitário é necessário que ele siga padrões e não ultrapasse alguns valores máximos especificados (ANDRADE, 2005). A Norma Brasileira NBR 10.004 (2004) é que define a regras para a disposição de lodo nos aterros sanitários. Então, os padrões encontram-se estabelecidos na norma, contudo é estabelecido por exemplo, uma rotina de controle do lodo que chega ao aterro para disposição final com registro de dados sobre a quantidade, origem, data e horário. Já os valores máximos referem-se aos agentes patogênicos presentes no lodo, como exemplo temos os fungos, que em excesso podem ser prejudicais aos seres vivos. Com a finalidade de reduzir esses efeitos negativos esperados, os órgãos ambientais brasileiros têm fixado, no momento do licenciamento da codisposição de lodos em aterros sanitários, teores mínimos de sólidos totais nos lodos, que variam entre 25 e 30%. Porém, apesar da adoção de critérios para essa prática, o país carece de normas e regulamentos técnicos específicos sobre o assunto. Richter (2001) também ressalta que a disposição final em aterro deve ser a última alternativa a se considerar devido ao transporte, que depende da distância envolvida. Contudo, como há a opção de reuso do lodo, é importante esgotar todas possibilidade de aplicação do lodo, antes de levar ao aterro. 3.4 Viabilidade econômica do reuso do lodo A crescente preocupação com os impactos ambientais do lodo das estações de tratamento de água levou ao desenvolvimento de várias tecnologias para a redução deste problema. No entanto, a escolha da melhor tecnologia depende das características qualitativa e quantitativa do lodo, e das condições climáticas, sendo que cada estação terá um lodo com características distintas (FONTANA, 2004). Lodo de ETA com alta concentração de argila pode ser usado na indústria de fabricação de cerâmicas vermelhas. Materiais com coloração avermelhada empregados na construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos e argilas expandidas) e também utensílios de uso doméstico e adorno são classificados, segundo a Associação Brasileira de Cerâmicas como cerâmica vermelha (ABC, 2010). De acordo com Oliveira et al. (2004), a indústria de cerâmica vermelha e altamente promissora para absorver resíduos poluentes devido principalmente ao fato que as massas argilosas utilizadas são por natureza heterogêneas, sendo capaz assim de aceitar a presença de materiais residuais de diversos tipos e origem, mesmo quando adicionados em quantidades significantes. A utilização de lodo em concretos também é uma alternativa a ser usada para diminuição de impactos ambientais, pois é possível adicioná-lo na constituição do cimento, que é componente indispensável na construção civil, sendo um dos setores que mais necessitam e utilizam recursos naturais. Os resíduos de lodo de ETAs podem ser adicionados ao processo de fabricação do cimento, reduzindo o custo de produção, pois os resíduos oriundos de ETAs que usam coagulantes durante seu processo de tratamento, normalmente tem em sua composição argila, xisto, minério de ferro e bauxita, elementos que podem ser adicionados ao processo de produção do cimento, na fase antes da homogeneização, para compensar a baixa concentração de sílica, ferro e alumínio devido à grande quantidade de calcário utilizado na mistura do cimento (TSUTYA e HIRATA, 2001). Conforme descrito por Godoy (2013), outra maneira de reuso do lodo é o reaproveitamento agrícola, pois este pode ser utilizado para a fabricação de fertilizantes substituindo os compostos que são utilizados, sendo assim a opção mais viável pois diminui os recursos naturais utilizados. No entanto a utilização do lodo de ETA na agricultura depende das características desse resíduo, como, por exemplo, o coagulante utilizado durante o tratamento da água. No Brasil, o mais comum é o sulfato de alumínio por apresentar baixo custo, ser de fácil transporte e possuir alta eficácia (FRANCO, 2009). A Resolução CONAMA N° 357 de 2005 estabelece critérios, a serem respeitados, e procedimentos para o uso agrícola de lodos gerados em estações de tratamento de água e seus produtos derivados. Especificamente quanto ao seu uso agrícola, o lodo de ETA pode ser utilizado no cultivo de grama e solo comercial, nas plantações de cítricos. A sua aplicação oferece grandes vantagens ao solo, uma vez que possui a capacidade de ajustar o pH, ajudar no aumento da capacidade de retenção de água e nas condições de aeração, melhorando a estrutura do solo, além de conter alguns minerais (TSUTIYA e HIRATA, 2001). A recuperação de coagulantes é uma alternativa que permite minimizar os custos e os problemas associados à disposição final do lodo, pois promove a reciclagem dos produtos químicos dosados no tratamento, o que traz uma redução de custo de até 45% (GONÇALVES et al., 1999). Sendo assim, a recuperação de coagulantes consiste e regenerá-los, por uma das vias existentes e possíveis. E Freitas at al. (2005), esclarece que: a recuperação de coagulante consiste na extração do coagulante utilizado no processo de tratamento de água, por meio de ajustes no pH do lodo, de forma a solubilizar os hidróxidos de ferro e alumínio. Ainda segundo Gonçalves et al. (1999) as opções tecnológicas para a recuperação de coagulantes são a recuperação por via ácida ou por via alcalina, extração com solventes orgânicos ou com quelantes. A recuperação por via ácida é a que alcançou maior desenvolvimento industrial. Ainda em Teixeira et al. (2005), é relatado que o lodo de ETA pode ser disposto em áreas degradadas, pois eleva os teores de macro nutrientes e o valor do pH do solo. Sendo assim, a grande preocupação com a destinação lodo é resultado da preocupação com os impactos ambientais causados pelo mesmo, sendo nada melhor do que usá-lo para recuperar áreas já degradadas, conforme Teixeira et al. (2005), isso é possível com a aplicação do lodo de estação de tratamento de água em solos degradados. A recuperação de áreas degradadas com utilização de lodo de ETA apresenta-se como uma das alternativas mais adequadas do ponto de vista ambiental e econômico, visto que o material é formado por constituintes do solo e por nutrientes essenciais ao desenvolvimento de vegetais (SANEPAR, 2010). Sendo assim, a possibilidade de dispor os lodos em espaços degradados é a maneira que pode ser considerada como a mais conveniente em termos técnicos, econômicos e ambientais, desde que o tratamento do lodo seja corretamente realizado e convenientemente aplicado. 4. CONCLUSÃO Segundo os dados coletados neste trabalho foi possível tomar ciência de que o lodode estação de tratamento de água é um resíduo do processo de que torna a água que consumimos limpa e é constituído de sólidos contidos na água e químicos utilizados neste processo, também se percebeu que esse material tem potencial, se descartado de maneira incorreta, de ocasionar vários tipos de problemas ambientais, sejam esses nos corpos de água onde são descartados como também em toda a vida que o circunda inclusive a humana. O objetivo deste trabalho foi mostrar o que é o lodo ETA e expor alternativas para destinação adequada deste lodo levando em consideração o menor impacto ao meio ambiente, as restrições legais e a viabilidade econômica do reuso deste material. Entre os métodos apresentados, viu-se que o modo mais concernente de dispor o loto é utilizá-lo na recuperação de áreas degradadas, pois é um método considerado mais barato, possibilita a recuperação da vegetação e consequentemente reconstitui o espaço degradado. Ainda, foi possível identificar as dificuldades para realização correta desse descarte e como é necessário um tratamento prévio, principalmente para retirada do excesso de água reduzindo assim seu volume, facilitando assim o seu manuseio e transporte. Essa diminuição de volume pode ocorrer de várias maneiras como sedimentação, filtração, centrifugação entre outros. O reuso deste lodo mostrou-se viáveis, economicamente e ambientalmente, em alguns setores como por exemplo a agricultura, a construção civil e também na recuperação de área degradadas. REFERÊNCIAS ABC, Associação Brasileira de Cerâmica, 2010. Informações Técnicas: Definição e classificação. Disponível em: http://abcram.org.br/asp/abc_0.asp. ABOY, N. 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