Relatório Visita Técnica ETE Fortaleza Blumenau

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU - FURB
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
Daniele Büttenbender Borba Gehrke
Jessica Gelsleichter Drews
Blumenau, 2019
Daniele Büttenbender Borba Gehrke
Jessica Gelsleichter Drews
RELATÓRIO VISITA TÉCNICA
Estação de Tratamento de Esgoto – ETE Fortaleza 
	
	Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina de Tratamento Biológico de Resíduos, no Curso de Mestrado em Engenharia Ambiental, na Fundação Universidade Regional de Blumenau.
Prof. Dr. Joel Dias da Silva
Blumenau, 2019
RESUMO
Este relatório tem como objetivo apontar aspectos interessantes vistos no decorrer da visita técnica realizada no dia 20 de setembro de 2019 à Estação de Tratamento de Esgoto do Fortaleza (ETE) localizado na cidade de Blumenau – SC. A visita foi guiada por um Engenheiro da empresa, que nos explicou sobre o Programa ETE Portas Abertas que visa receber e apresentar à comunidade as etapas e equipamentos utilizados na operação de uma ETE, especialmente com o porte e tecnologia como o da ETE Fortaleza, com observância dos fatores químicos e biológicos que envolvem este sistema.
Palavras-chave: Tratamento de esgoto. Sistema MBBR. Biomídias. 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Metas para o sistema de tratamento de esgoto em Blumenau__________8
Figura 2 – Vista aérea da ETE Fortaleza___________________________________10
Figura 3 – Tecnologia do processo automatizado____________________________10
Figura 4 – Instalações utilizadas no Pré-tratamento__________________________11
Figura 5 – Fluxograma das etapas de tratamento da ETE Fortaleza______________11
Figura 6 – Biomídias__________________________________________________13
Figura 7 – Reator aeróbio – Lodos ativados________________________________13
Figura 8 – Difusor utilizado na aeração do tanque___________________________14
Figura 9 – Aspecto do reator com o MBBR em operação_____________________14
Figura 10 – Decantador Secundário______________________________________15
Figura 11 – Descarte do lodo após o desaguamento__________________________15
Figura 12 - Reservatório de água de reuso_________________________________16
Figura 13 – Efluente sendo lançado no corpo receptor_______________________16
Figura 14 – Vista aérea da ETE Garcia___________________________________17
Figura 15 – Fluxograma das etapas de tratamento da ETE Garcia______________18
1 INTRODUÇÃO
O sistema de esgotamento sanitário é fundamental para prevenir a proliferação de inúmeras doenças parasitárias e infecciosas além da degradação dos corpos d’água. A disposição adequada dos esgotos é essencial para a proteção da saúde pública. A cidade de Blumenau é o terceiro município mais populoso de Santa Catarina com 336 mil habitantes (IBGE, 2018) e passou décadas convivendo com um alto déficit no saneamento básico, sendo que em 2010 contava com apenas 4,8% de esgoto coletado e tratado. Desde 2010 os serviços foram concedidos à iniciativa privada para que os investimentos fossem feitos de forma técnica e economicamente adequada e, ainda no menor tempo possível. Hoje, após avanços progressivos alcançou os 44% de atendimento em coleta e tratamento de esgoto, valor considerado dentro da média nacional que é de 44,9% (BRK Ambiental, 2019). 
2 DESENVOLVIMENTO
O processo de tratamento de esgoto consiste em uma série de procedimentos físicos e químicos aplicados no efluente líquido tendo como objetivo acelerar o processo de purificação da água antes de ser devolvida ao meio ambiente ou reutilizada em condições adequadas. A escolha do processo ideal baseia-se principalmente no nível de eficiência desejado. Ou seja, a qualidade desejada do efluente final, deverá ser compatível com a necessidade do corpo receptor. 
A Organização Mundial da Saúde (OMS) aponta que para cada R$ 1 investido em saneamento básico R$ 4 são economizados na saúde públ ica. Ressalta também que, os benefícios vão além de dinheiro, estudos indicam o impacto na educação e na economia de cidades com o tratamento de esgoto avançado.
Segundo o Instituto Trata Brasil, Blumenau ocupa atualmente a 60ª posição no Ranking do Saneamento Básico das 100 maiores cidades do país. Em 2017, a cidade estava no 65ª lugar.
Até o ano de 2010, os serviços públicos de saneamento básico na cidade de Blumenau (abastecimento de água potável, esgotamento sanitário e coleta de resíduos sólidos) eram administrados e operados pelo SAMAE (Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto de Blumenau) e, devido a pequena porcentagem da população que era atendida (4,8%), ocorria a contaminação generalizada dos rios e grandes prejuízos à saúde da população (PREFEITURA MUNICIPAL DE BLUMENAU, 2016).
Sendo assim, devido a incapacidade financeira do poder público para realizar os grandes investimentos necessários para aumentar a capacidade de atendimento da rede de esgoto do município, a Prefeitura de Blumenau adotou desde 2010 o sistema de concessões para o tratamento de esgoto na cidade. Inicialmente o sistema era operado pelo Grupo Odebrecht, mas, em 2017 a empresa foi vendida e incorporada ao Grupo Canadense Brookfield possuindo como razão social no Brasil o nome de BRK Ambiental. A empresa atua por meio de parcerias com empresas públicas e privadas, municípios e estados através de concessões plenas de água e esgoto e, está presente em mais de 30 países.
A BRK Ambiental em Blumenau possui a concessão apenas para o tratamento de esgoto, contando com duas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), uma delas situada no bairro Garcia e outra no bairro Fortaleza. Após o término do contrato de concessão, que é de 45 anos (até 2055), as instalações (ETEs) e sistema operacional ficarão sob propriedade da prefeitura. O projeto prevê como meta de universalização (patamar ideal) atingir até o ano de 2027 cerca de 90% do esgoto coletado e tratado na cidade e, após isso apenas realizar os serviços de operação e manutenção.
Figura 1 – Metas para o sistema de tratamento de esgoto em Blumenau
Fonte: Autoras, 2019.
Atualmente, o sistema de esgotamento sanitário de Blumenau conta com 388 km de redes coletoras implantadas, através de tubulações subterrâneas sendo recalcado através de estações elevatórias com o bombeamento 100% automatizado. 
Dados relevantes do sistema de esgotamento sanitário em Blumenau (BRK Ambiental):
- Investimentos desde 2010 → R$243 milhões de reais;
- 19 milhões de litros de esgoto por dia são devolvidos aos corpos hídricos;
- Atende em torno de 160 mil/hab;
- 02 ETEs de grande porte: ETE Fortaleza e ETE Garcia;
- 28 sistemas de loteamento isolados (STI’s), compactas de loteamentos e condomínios (3 sistemas aerados e os demais fossas e filtros coletivos);
- 53 Estações Elevatórias de esgoto construídas (monitorados 24h por dia);
- 27.947 ligações realizadas;
A agência que regula e fiscaliza a prestação dos serviços de esgoto em Blumenau é a AGIR (Agência Intermunicipal de Regulação do Médio Vale do Itajaí) atuando com base em normas e indicadores que balizam a qualidade do serviço prestado pela concessionária e, dessa forma, contribui para o equilíbrio nas relações entre usuários, prestadores de serviço e poder público (BRK Ambiental, 2019).
2.1 OBJETIVOS
Verificar e aplicar o conhecimento adquirido em sala de aula;
Entender o funcionamento do sistema de tratamento de esgoto;
Compreender a importância do tratamento de esgoto e formas de atingir a eficiência pretendida através das tecnologias disponíveis no mercado;
2.2 METODOLOGIA
TECNOLOGIA ADOTADA – ETE Fortaleza
Em operação desde 2013 a ETE Fortaleza recebe a maior parte do esgoto gerado na cidade. Foi projetada utilizando o processo de lodos ativados por aeração prolongada (reduz bastante o odor).
O sistema de tratamento consiste em reatores de lodos ativadosà direita (Figura 3) com guarda-corpos em amarelo. O tanque circular de maior diâmetro é o decantador secundário, responsável pela separação dos sólidos e do efluente final. 
Os sólidos decantados retornam ao tanque de aeração (reator biológico), ou são retirados do processo e enviados para a fase de desaguamento do lodo (edifício na parte inferior central da figura 3). O efluente sobrenadante do decantador passa por uma desinfecção com hipoclorito de sódio antes de ser descartado para o corpo receptor (Ribeirão Fortaleza, afluente do Rio Itajaí).
Figura 2 – Vista aérea da ETE Fortaleza
Fonte: BRK Ambiental, 2019.
O processo de tratamento utilizado é controlado pelo computador (planta automatizada), através da sala de controle se observam todas as partes do sistema, verificando vazões de entrada e saída e parâmetros químicos.
Figura 3 – Tecnologia do processo automatizado
Fonte: Autoras, 2019.
No Pré-tratamento ocorre a remoção de sólidos grossos e areia, com o esgoto passando pelo gradeamento (composto por grades grossas e grades finas).
Figura 4 – Instalações utilizadas no Pré-tratamento
Fonte: Autoras, 2019.
Figura 5 – Fluxograma das etapas de tratamento da ETE Fortaleza
Fonte: BRK Ambiental, 2019.
Nesta configuração, a ETE vinha apresentando dificuldades para manter a sua eficiência na remoção de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio), exigido pela legislação estadual, toda vez que a vazão afluente ultrapassava o valor de 100 L/s e, este era um grande problema, pois a ETE foi projetada para tratar nesta etapa 135 L/s de vazão média. A Secretaria Municipal de Meio Ambiente exigiu, para o projeto na cidade de Blumenau, uma remoção superior a 90%, o que leva a uma concentração de DBO no efluente a ser despejado no corpo receptor inferior a 28 mg/L (o esgoto bruto tem uma DBO em torno de 280 mg/L). A ETE não atendia a eficiência média esperada de 90% na remoção da DBO, então tornou-se necessária a alteração do processo. 
Surgiu então a ideia de adotar uma tecnologia desenvolvida na Noruega conhecida como MBBR (“Moving Bed Bio Reactor”) – ou reator biológico com leito móvel durante o tratamento secundário. Esta tecnologia é de fácil adequação e, vem sendo utilizada na modernização e ampliação das ETEs existentes (OLIVEIRA, 2008). 
Este sistema consiste na inclusão de meios suportes para crescimento aderido das bactérias e através da recirculação combinam o crescimento aderido (biofilme) ao crescimento disperso (biomassa líquida em suspensão). Dentro do tanque digestor as biomídias (carriers) fazem o uso do lodo ativado e favorecem o desenvolvimento dos microorganismos responsáveis pela redução da carga orgânica dos efluentes. Os microrganismos se fixam na superfície do elemento crescem e se multiplicam rapidamente, aumentando a taxa de redução de DBO dos reatores biológicos. A BRK projeta até o ano de 2020 alcançar a vazão de 250 L/s de efluente tratado no município de Blumenau. 
Como existe uma grande área (terreno) disponível na planta da ETE Fortaleza, inicialmente a empresa planejava ampliar sua estrutura física (instalações) para aumentar sua demanda tratada, porém hoje com os bons resultados alcançados com a utilização do sistema MBBR acredita que talvez isto não seja necessário.
Vantagens da Tecnologia MBBR:
- Utilização da infraestrutura existente, reduzindo a necessidade de grandes investimentos e realização de obras civis de grande porte;
- Aperfeiçoar o desempenho e/ou aumentar a capacidade de tratamento das estações de lidos ativados;
- Simplicidade operacional;
- Redução volumétrica do reator biológico;
- Redução do tempo de detenção hidráulica (TDH);
- Resistência a grandes variações de carga afluente;
- Resistência a choques de carga orgânica e hidráulica;
- Biomídias (plástico) possuem vida útil elevada (>20 anos);
- Elevada eficiência do processo. 
Desvantagens da Tecnologia MBBR:
 - Aquisição do material ainda possui um custo elevado, depende da fabricação e comercialização de poucas empresas estrangeiras;
 - Consumo elevado de energia, para manter a aeração adequada;
Figura 6 - Biomídias
Fonte: Memphis, 2018.
Figura 7 – Reator aeróbio – Lodos ativados
-Transformação de matéria orgânica através das biomídias;
- Recirculação do lodo ativado;
-Aeração através de sopradores (ar comprimido);
- TDH = 4 horas;
 
Fonte: Autoras, 2019.
Destaca-se que a aeração deve ser controlada, de forma a propiciar a recirculação adequada do material dentro do tanque aeróbio, pois se muito lenta pode gerar odor pelo processo de decomposição da matéria orgânica e se, muito rápido o choque entre as biomídias pode prejudicar a comunidade de microorganismos aderidos a elas. Também, a quantidade de peças a ser adicionada ao reator deve ser compreendida entre 40 e 70% do seu volume (OLIVEIRA, 2008).
Figura 8 – Difusor utilizado na aeração do tanque
Fonte: Autoras, 2019.
Figura 9 – Aspecto do reator com o MBBR em operação
Fonte: Autoras, 2019.
Após passar pelo reator biológico (biomídias) o efluente vai para o decantador secundário, onde ocorrerá a remoção do restante da matéria orgânica através da decantação. Através o TDH necessário no decantador ocorre o processo de raspagem, onde parte resultará no efluente tratado que é direcionado para o tanque de desinfecção (remoção de agentes patogênicos através da cloração) e parte é direcionada para o tanque de lodo (remoção da umidade, adensamento, desidratação) que visa reduzir custos e quantidade de resíduos destinado para o aterro. A desidratação é realizada por um sistema japonês chamado Voluti (desidrata o lodo em baixa rotação).
 	A ETE Fortaleza trabalha atualmente com a vazão média de 129 L/s e 96% de eficiência na remoção de matéria orgânica (BRK Ambiental, 2019).
A foto seguinte mostra a superfície do decantador secundário onde foi possível observar o aspecto límpido, sendo uma indicação sobre a qualidade do tratamento empregado.
Figura 10 – Decantador Secundário
Fonte: Autoras, 2019.
Figura 11 – Descarte do lodo após o desaguamento
Fonte: Autoras, 2019.
Após a desinfecção e, estando dentro dos valores estipulados pela legislação para lançamento, o efluente tratado é então descartado no corpo receptor (Ribeirão Fortaleza, afluente do Rio Itajaí). 
A Empresa também possui um reservatório de água de reuso que é suficientemente limpa, mas não potável, destinada a limpeza dos equipamentos ao longo do processo, gerando economia para a empresa.
Figura 12 - Reservatório de água de reuso
Fonte: Autoras, 2019.
Figura 13 – Efluente sendo lançado no corpo receptor
Fonte: Autoras, 2019.
2.2.2	TECNOLOGIA ADOTADA – ETE Garcia
A Estação de Tratamento do Garcia não foi visitada, porém, o Engenheiro da empresa BRK Ambiental nos explicou rapidamente o tipo de sistema utilizado. 
E ETE Garcia possui um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manto de lodo (UASB) porém, este tratamento não estava sendo suficiente para atender à legislação federal (mínimo de 80% de remoção de DBO) que é um importante parâmetro utilizado para medir o grau de poluição do efluente. Foi então necessário a implantação de um pós-tratamento para o Reator UASB existente. O processo escolhido foi o MBBR (reator biológico de leito móvel) que se mostrou adequado para este processo devido à pouca área disponível para construção de novas edificações.
Sendo assim, o efluente passa inicialmente pelo pré-tratamento para remover grosseiros e areia, em seguida passa pela Calha Parshall onde são medidas a vazão, pH, temperatura, condutividade e também verifica se o efluente é de característica doméstica (não pode ser industrial), depois passa pelo reator UASB para remoção biológica de sólidos e de matéria orgânica, após passa por um polimento em reator MBBR de mistura completa com filme fixo ou CMFF (Continuous Mix Fixed Film), em seguida pelo decantador secundário para remoção de sólidos e então, o efluente tratado passa por uma desinfecção química (peloprocesso de cloração) e o lodo gerado é direcionado para o desague (desidratação). 
Figura 14 – Vista aérea da ETE Garcia
Fonte: BRK Ambiental, 2019.
Figura 15 – Fluxograma das etapas de tratamento da ETE Garcia
Fonte: BRK Ambiental, 2019.
Antes da implantação do sistema MBBR na ETE Garcia, ela trabalhava com 50% da sua vazão de projeto que é de 88 L/s. Após os primeiros 15 dias corridos de operação do MBBR no pós-tratamento, apresentou valores de DBO inferiores a 22 mg/L (se esperavam valores em torno de 40 mg/L para atender a legislação). O sistema mostrou-se resistente às variações de carga afluente, sem que isto interferisse na qualidade do efluente final, com custo de operação e manutenção baixo, sendo que o oxigênio necessário ao processo biológico é mantido dentro de uma faixa de operação (0,7-1,5 mg/L), através de uma sonda de oxigênio dissolvido instalado na saída do primeiro reator, que comanda um inversor de frequência, que regula a rotação do soprador de ar mantendo a eficiência, economia de energia elétrica. 
Atualmente, a ETE Garcia opera tratando 88 litros de esgoto por segundo e atinge os 96% de remoção de matéria orgânica.
3 CONCLUSÕES 
A saída de campo proporcionou verificar in loco o funcionamento de uma estação de tratamento de esgoto, as etapas envolvidas no processo e suas especificações conforme a tecnologia adotada, dificuldades e soluções no planejamento como no caso da água de reuso que visa a otimização da planta. Verificamos também, que para garantir o sucesso do tratamento é necessário o monitoramento constante pois, diferentes fatores podem vir a interferir na eficiência do sistema e estes, precisam ser rapidamente mitigados.
REFERÊNCIAS
AGIR. Agência Intermunicipal de Regulação do Médio Vale do Itajaí. Disponível em: https:agir.sc.gov.br. Acesso em: 07 out. 2019.
BRK Ambiental. Disponível em: https:www.brkambiental.com.br/blumenau/tratamento-de-esgoto. Acesso em: 07 out. 2019.
INSTITUTO TRATA BRASIL. Disponível em: http:www.tratabrasil.org.br. Acesso em: 07 out. 2019.
OLIVEIRA, D. V. M. Caracterização dos parâmetros de controle e avaliação de desempenho de um reator biológico com leito móvel (MBBR), 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, Rio de Janeiro, 2008, 103p.
OMS. Organização Mundial da Saúde. Disponível em: https:nacoesunidas.org/oms-para-cada-dolar-investido-em-água-e-saneamento-economiza-se-43-dolares-em-saude-global. Acesso em: 07 out. 2019.
PREFEITURA MUNICIPAL DE BLUMENAU. Revisão do plano municipal de saneamento básico de Blumenau. Blumenau, 2016. Disponível em https:pmsbblumenau.files.wordpress.com/2016/02/1-pmsb-blumenaupms_0316_r0.pdf. Acesso em: 06 out. de 2019.
RUBENS, F. Alteração do processo de tratamento em uma ETE (Estação de tratamento de esgoto) devido à sobrecarga e perda de eficiência do tratamento existente. Memphis tratamento de água. Disponível em: http:memphistratamentodeagua.com.br/portal/alteracao-processo-de-tratamento-em-uma-ete-estacao-de-tratamento-de-esgoto-devido-a-sobrecarga-perda-de-eficiencia-tratamento-existente. Acesso em: 06 out. 2019.