Teli 5

TRATAMENTO EFLUENTES
LÍQUIDOS INDUSTRIAIS
Aula 5 – Disposição de efluentes sobre o solo e
sistemas de Wetlands construídas

Introdução
A aplicação de águas residuárias no solo é
mencionado desde tempos antes de Cristo, sendo
praticamente em Atenas, na Grécia. O uso de
efluentes com o propósitos de beneficiar a
agricultura, foi aplicado na Alemanha já no século
XVI. Desde esta época até hoje, a aplicação de
efluentes no solo foi praticada em diversos países
como Inglaterra, Austrália, México, França, EUA,
Argentina etc.

MÉTODOS DE TRATAMENTO NO
TERRENO
O tratamento no terreno é, normalmente, feito por um
dos seguintes métodos:
 Irrigação;
 Escoamento;
 Infiltração e percolação.
A seleção do método de tratamento é feita em
função da permeabilidade do solo que, em ultima
análise, irá fornecer a carga hidráulica de
aplicação.

Tratamento – Irrigação
É o sistema de tratamento no qual os despejos são
aplicados no terreno por aspersão ou outras
técnicas. Ás taxas hidráulicas normalmente vária de
0,3 a 1,5 cm/d, compreendendo áreas de 64 a
395 m2 /m3 /d.
Um terreno argiloso, com boa drenagem, adapta-se
melhor ao sistema de irrigação, particularmente nos
locais em que a produção de vegetais é o objetivo
principal.

Tratamento – Irrigação
Com tudo terrenos de vários tipos dão resultados
favoráveis a tratamento de despejos. Devem-se
escolher terrenos em que as águas subterrâneas
estejam a mais de 1,5m de profundidade, a fim de
prevenir a saturação da região das raízes.
A remoção das substancias orgânicas dos despejos é,
obtida pelos microorganismos existentes no solo.
Nos sistemas de irrigação, a maior parte dos
despejos é consumida pela evapotranspiração ou
percolação pelo solo.

Tratamento – Escoamento sobre o
terreno
É uma maneira controlada de descarga, através do
sistema de aspersão sobre o solo, em que uma
grande quantidade de efluente escoará como
excesso. Os solos indicados para este tipo de
disposição são os de baixa permeabilidade, tais
como os argilosos. Além de moderadamente
inclinados. Geralmente planta-se grama para
promover um “habitat” para a biota e para evitar
erosões.

Tratamento – Escoamento sobre o
terreno
A medida que o efluente percola, uma grande
quantidade evapora, uma porção infiltra no solo e
o restante coletado em canais. A matéria orgânica
é oxidada pelas bactérias que vivem na cobertura
vegetal. Estudos mostram que a uma eficiência de
95% de DBO.

Tratamento – Infiltração e percolação
Este sistema é caracterizado pela percolação da
maior parte dos despejos que eventualmente
chegam ao subsolo. O método só é aplicável onde
existe terreno altamente permeável, como areia.
A taxa de aplicação varia entorno de 15cm/d a
30cm/d.

SISTEMA DE APLICAÇÃO
NO
TERRENO

Dados comparativos das características dos
sistemas de tratamento

CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DE
EFLUENTES APLICADOS SOBRE O SOLO
Características físicas
No esgoto doméstico a característica principal é a
quantidade de sólidos totais presentes. Os sólidos
incluem materiais flutuantes, suspensos, coloidais e
dissolvidos. Pois podem obstruir os poros dos solos e
cobrir a superfície do terreno.
Outras característica temperatura, cor, odor. A cor
indica o estado do esgoto ou se contém outros
despejos.


Parâmetros sanitários
DQO e DBO – o tratamento em terrenos geralmente
são eficientes e os dados são baseados em cargas
hidráulicas.
A taxa é de 250kg DBO/hab.d podem ser colocados
no terreno. (Industria de papel e celulose). Taxas
mais altas (750kg DBO/hab.d) quando se trata de
industria alimentícia.


Sólidos em Suspensão – Normalmente constituem a
principal causa de problemas operacionais, como
entupimento dos aspersores e colmatação da superfície
do solo. O pré-tratamento remove os sólidos e minimiza
esses problemas.
Nitrogênio – Normalmente não constitui preocupação
para o tratamento, pois é quase que completamente
eliminado pela vegetação do solo e pela assimilação
das bactérias. Excetuando se os despejos de laticínios,
da industrialização da batata e de frigoríferos.

pH – os despejos que possuem pH entre 6 e 9,5
geralmente têm boa aceitação para aplicação no
terreno, que possui qualidades excepcionais de
tamponamento.
Temperatura – despejos com alta temperatura,
podem esterilizar o solo e dificultar o crescimento
da vegetação de coberturas.

Metais pesados – O solo possui uma grande
capacidade de adsorção de metais pesados.
Porém, se a capacidade de recepção do solo for
ultrapassada, os metais poderão ser lixiviados
para o subsolo, inibindo o crescimento das plantas.
Despejos
industriais
contendo
quantidades
significativas de metais pesados não são
aceitáveis, pois podem se acumular no solo, sendo
posteriormente absorvidos pelas plantas entrando
assim na cadeia alimentar.

Detergentes – As águas residuárias contendo
detergentes não-biodegradáveis, podem ser
prejudiciais para o desenvolvimento das
plantações. Além disso pode modificar o balanço
da umidade no solo, com uma drenagem muito
rápida do líquido.

Salinidade – Nos projetos de irrigação, os problemas de
salinidade da água e do solo devem ser investigados
em conjunto, sendo essencial a manutenção de um
equilíbrio. Nas regiões áridas, com intensa evaporação,
a perda de água para a atmosfera produz maior
concentração salina.
Exemplo boro; Traços de boro podem ser considerados
essenciais para o desenvolvimento das plantas. Em
concentrações além de 0,5 mg/l esse elemento passa
ser nocivo para diversas culturas. Teores acima de
2,5mg/l devem ser considerados perigosos.

Exemplos de Tolerância
de plantas a salinidade

Frutas

•

Verduras

•

Forrageiras

•

A qualidade de uma água de irrigação não pode
ser julgada com base em um ou dois parâmetros.
Somente pode ser bem definida através de várias
determinações, que se completam com dados
relativos ao solo, condições de drenagem, tipo de
cultura, clima etc.

Comparação dos métodos de tratamento
no terreno para esgotos municipais

FATORES QUE AGEM NA ESCOLHA
DE UM SISTEMA DE APLICAÇÃO
Clima
O clima é um importante fator para a decisão da
escolha do sistema de aplicação no solo.
Parâmetros como variação de temperatura,
precipitação anual, umidade e velocidade dos
ventos, tem um efeito direto na quantidade de
água que pode ser disposta em uma certa
localidade. Estes fatores afetam também o tipo de
plantação que pode se desenvolver com sucesso em
uma determinada área.


Tipo de despejo
A aplicação no solo pode ser usada para maioria dos
despejos orgânicos, incluindo despejos de estações
de tratamento de esgotos, despejos industriais como
a maioria das alimentícias, laticínios, papel e
celulose e algumas industrias químicas.
Despejos com grandes concentrações orgânicas
necessitaram de grandes extensões de área ou
baixas taxas de aplicação.


Taxa de aplicação orgânica no solo

Despejos

Carga Orgânica
(kg DBO/ha.dia)

Papel e celulose
Laticínios

225
12 – 125

Industria de Conservas
Curtume (Canadá)

100 – 2000
93

Tipo de solo e condições do lençol d’água
subterrânea
A natureza da camada de cobertura do solo e a
posição do lençol subterrâneo, são importantes
fatores na aplicabilidade do processo para a
irrigação.
Solos leves, granulares como arenosos, oferecem boas
condições de drenagem e infiltração. Solos pesados
como argilosos são mais indicados para
escoamento superficial.


Taxa de aplicação
A taxa de aplicação tem uma influência direta na
determinação da necessidade de área.
Com relação a taxa de aplicação orgânica, valores
médios situam-se em torno de 40.000kg DBO/ha/ano.
Para diversos sistemas.
Para cada local devem soe adotar taxas de aplicação
que sejam função do tipo de solo, tipo de águas
residuárias, tipo de aplicação, declividade do local,
precipitação pluviométrica e outras condições climáticas
além da freqüência da aplicação.


Métodos de aplicação
A escolha deve-se ser feita com base nas
necessidades do solo e das plantações, com base
na natureza dos solo e na sua inclinação natural e
outras condições locais tais como odor. O custo
operacional deve ser previsto.


Facilidades de aplicação e manutenção
No caso de sistemas para esgotos municipais, a água
residuária é produzida durante 24h/d todo ano,
porém vazões de pico são verificadas. No caso de
industrias, a água residuária pode ser produzida
sazonalmente.
Em períodos de secas pode haver a necessidade de
maiores aplicações e em períodos de chuvas pode
ocorrer a necessidade de se reduzir ou até
suspende a aplicação.


Pré tratamento das águas residuárias
A necessidade de pré-tratamento depende das
exigências das autoridades ambientais.
Para irrigação agrícola de alimentos que podem ser
consumidos crus pelo homem ou animais não é
recomendado o uso de águas residuárias sem um
prévio tratamento.


Custos e investimentos e operação
Os custos devem ser considerados dependendo do
sistema de tratamento necessário. Deve ser
incluindo custo para transportar os efluentes,
sistemas de aspersores, reservatórios etc.


Considerações sobre saúde pública
Os aspectos de saúde pública são relacionados como:
- Bactérias patogênicas e vírus presentes em águas
residuárias municipais e as possibilidades de
transmissão para homens e animais;
- Substancias químicas que podem ser perigosas
para a saúde;
- Propagação de insetos que podem ser vetores na
transmissão de doenças.


APLICAÇÃO DE ÁGUA RESIDUÁRIA
INDUSTRIAL NO SOLO
O principal fator responsável por este crescimento
acelerado na aplicação de efluentes industriais no
solo, é o controle da utilização dos recursos hídricos.
A aplicação no solo de águas residuárias é um
meio de se evitar descargas nas águas superficiais
e uma alternativa econômica em alguns casos,
quando comparada com os métodos convencionais
de tratamento.

APLICAÇÃO DE ÁGUA RESIDUÁRIA
INDUSTRIAL NO SOLO
Nos países em que a aplicação de resíduos industriais
no solo se dá com maior intensidade, verificou-se
que as industrias que mais se utilizam desse método
são as de processamento alimentar, de papel e
celulose e laticínios. O fato se deve a localização
em áreas rurais e a natureza da água.

Exemplo de recomendações para
irrigação com águas residuárias
adotadas em diversos países

Características para várias águas
residuárias industriais aplicadas
no solo

Brasil
No Brasil a aplicação de despejos industriais no solo, esta
praticamente resumida aos despejos de usinas de
cana-de-açúcar.
Porém além das usinas de açúcar e álcool, a experiência
brasileira com despejos industriais aplicados no solo,
com finalidade de irrigação ou com outras finalidades
específicas, é praticamente nula. Devido as exigências
das legislações vigentes, já existe uma tendência no
sentido de se aplicar os despejos no solo como uma
medida de tratamento e disposição final dos efluentes
industriais.

Caso – Estudo da Embrapa
Dois resíduos agroindustriais empregados como
fertilizantes na produção de cana-de-açúcar são a
vinhaça e a torta de filtro. Apesar de seus valores
nutricionais serem conhecidos desde a década de
1950, sua utilização teve início apenas na década
de 1970 e se intensificou em 1999, quando a
mudança cambial e a elevação dos preços dos
fertilizantes químicos encareceram a adubação e a
questão ambiental ganhou mais espaço.

Vinhaça
A vinhaça é um resíduo gerado na produção do
álcool. Para cada litro de álcool são produzidos
cerca de dez a 13 litros de vinhaça, com diferentes
concentrações de potássio, de acordo com o
material de origem. A vinhaça originária da
fermentação do melaço, resíduo da fabricação do
açúcar, possui uma maior concentração em relação
à vinhaça gerada na fermentação do caldo de
cana

Sulcos de infiltração: através de uma adutora
principal a vinhaça - associada aos demais
efluentes líquidos como água de condensação,
água de lavagem da cana etc - é retirada de
tanques de contenção e lançada em canais
principais que margeiam os talhões. Desses canais,
o material atinge os sulcos de irrigação abertos nas
entrelinhas do canavial. Este método é o de menor
custo, já que não há consumo de energia. Porém, o
sistema é pouco preciso em sua distribuição e pode
estabelecer pontos de encharcamento no campo

Caminhões-tanque: o caminhão percorre o campo
lançando a vinhaça por meio de bombas
acopladas à tomada de força ou acionadas por
motores independentes, ou por gravidade através
de um sistema de vazão na parte posterior do
caminhão. Este sistema é de rápida implantação e
de fácil operação. Entretanto, apresenta elevado
consumo de combustível, além de promover a
compactação do solo e causar danos aos rizomas.

Aspersão convencional (moto-bombas): a vinhaça é tomada
dos canais principais por meio de moto-bombas, que
alimentam tubulações principais e laterais, onde se encontram
os aspersores. As tubulações laterais são movimentadas ao
longo dos canais principais a fim de cobrir toda a área. A
principal vantagem deste sistema é permitir um melhor
controle da quantidade de resíduo, bem como sua distribuição
mais homogênea, em relação aos sulcos de infiltração.
Aspersão com canhão hidráulico: a vinhaça é lançada por
meio de um aspersor setorial tipo canhão, montado sobre uma
carreta (ou carretel autopropelido), acionado por uma motobomba que succiona a vinhaça diretamente do canal principal.
Este sistema necessita de menos manutenção e consome menor
volume do material devido à melhor distribuição.


Tanque de vinhaça impermeabilizado.
Foto: União dos Produtores de Bioenergia.
Canal de vinhaça.
Foto: Raffaella Rossetto.

Tubulação para condução de vinhaça.
Foto: Daniel Nassif.


Aspersão com canhão hidráulico.

Aplicação de vinhaça por caminhão-tanque.

A dose de vinhaça a ser aplicada no canavial é definida com
base no seu teor de potássio e na análise química do solo.
Para o Estado de São Paulo, Cetesb definiu, por meio da
Portaria P. 4231.
A aplicação de vinhaça em doses adequadas oferece uma
série de benefícios, como:
 melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do
solo;
 aumento da matéria orgânica e microflora do solo;
 facilita a mineralização do nitrogênio;
 melhoria nas condições gerais de fertilidade do solo;
 aumento do poder de retenção de água;
 aumento da produtividade da cana.

CASO - INDÚSTRIA DE CHAPA
DURA DE FIBRA DE MADEIRA
As empresas que atuam nesse segmento fazem o
tratamento de seus efluentes de diversas maneiras,
sendo, uma delas, a disposição por irrigação em
solos cultivados, a qual se baseia na melhoria da
qualidade da água pela infiltração e pela
evapotranspiração das plantas. Porém o
lançamento em solos tem seus inconvenientes,
principalmente no que se refere a colmatação do
solo e também à possível contaminação do lençol
freático.

Os campos de irrigação, considerados “corpos receptores
de efluentes” possuem seus solos plantados com
gramíneas num total de 240 ha.
As vantagens que esse sistema apresenta se referem ao
baixo custo operacional, descarga considerada “zero”
nos cursos de água e a possível utilização da biomassa
produzida nos campos, para fins energéticos. Como
desvantagens tem-se a utilização de uma área
significativa de 240 ha, destinada ao despejo, que
poderia ser utilizada para a produção de matéria
prima, de fácil escoamento em razão de sua
localização próxima da fábrica.

Além desse aspecto, utilizando-se sempre da mesma
área para lançamento dos efluentes, é de se
esperar, com o tempo, algumas conseqüências
diretas ou indiretas ao ambiente que poderiam
envolver a poluição do lençol freático e o
escorrimento superficial direto dos efluentes para
os cursos de água, devido a formação de uma
crosta de polpa de madeira na superfície do solo
(colmatação), que dificulta ou impede a infiltração.

Bibliografia






Braile, Pedro Marcio. Manual de Tratamento de Águas
Residuárias Industriais. São Paulo. CETESB,1993
XXVII Congresso Interamericano De Engenharia Sanitária
E Ambiental - I-047 - Uso De Peneiramento Rotativo No
Tratamento De Efluentes De Indústria De Chapa Dura De
Fibra De Madeira. Carlos Cesar Breda Paulo Rodolfo
Leopoldo Maria de Lourdes Conte ABES - Associação
Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
Adubação - resíduos alternativos Autor(es): Rossetto,
Raffaella,
Santiago,
Antonio
Dias.
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-deacucar/arvore/CONTAG01_39_711200516717.html

Sugestão de leitura






NBR 13969/1997 - Tanques sépticos - Unidades de
tratamento complementar e disposição final dos
efluentes líquidos - Projeto, construção e operação
CETESB P 4231 Disposição de Vinhaça Norma Técnica
CETESB
P4.231
(Versão
Janeiro/2005)
http://www.laborsolo.com.br/divisao.ambiental.asp?ex
=2&id=1&menu=55
Saad, Joao Carlos Cury; Ribeiro, Ronaldo Carlos
Salvador. Disposição de efluentes líquido no solo: a
experiência da DURATEX S.A. - fábrica Paula Souza.
São Paulo; DURATEX; 1991. 7 p.

Wetlands
Recuperação dos recursos hídricos

INTRODUÇÃO
Os sistemas de “wetlands” construídos tem sido utilizado
em diversos países para a recuperação dos recursos
hídricos. No Brasil, as principais utilizações e
recomendações tem sido:
- Para
pré-tratamento de água para diversas
finalidades;
- Para tratamento secundário e terciário de esgotos
urbanos;
- Para abastecimento de água industrial e urbana;
- Para purificação de grandes volumes de águas para o
enquadramento de rios na Classe 2, a partir de rios
com qualidade Classe 3 ou 4.

WETLANDS
Várias técnicas de wetlands construídas foram
desenvolvidas nestes últimos anos, as quais são
utilizadas de acordo as características do efluente
a ser tratado, da eficiência final desejada na
remoção de nutrientes, contaminantes e outros
poluentes, do interesse da utilização da biomassa
produzida e do interesse paisagístico.

Wetlands com Plantas Flutuantes
As macrófitas flutuantes formam um grande grupo de
plantas abrangendo diversas espécies, e normalmente,
são utilizadas em projetos com canais relativamente
rasos. Esses canais podem conter apenas uma espécie
de plantas ou uma combinação de espécies. A espécie
mais estudada é a Eichornia crassipes da família das
pontederiáceas, pelas suas características de robustez
associada à uma grande capacidade de crescimento
vegetativo. Esta planta recebe diferentes nomes
populares no Brasil, sendo conhecido como aguapé,
baroneza, mururé, pavoá, rainha do lago, uapé e
uapê.

Desenho esquemático de um canal com plantas aquáticas
flutuantes. São construídos normalmente canais longos e
estreitos com aproximadamente 0,70 m de
profundidade.

A utilização desta planta é devida a sua capacidade de
resistir a águas altamente poluídas com grandes
variações de nutrientes, pH, substâncias tóxicas, metais
pesados e variações de temperatura.

As principais vantagens desses sistemas são:
 Baixo custo de implantação;
 Alta eficiência de melhoria dos parâmetros que
caracterizam os recursos hídricos;
 Alta produção de biomassa que pode ser utilizada
na produção de ração animal, energia e
biofertilizantes.

Wetlands com Plantas Emergentes
Estes sistemas de purificação hídrica utilizam plantas
que se desenvolvem tendo o sistema radicular preso
ao sedimento e o caule e as folhas parcialmente
submersas. A profunda penetração do sistema
radicular permite a exploração de um grande
volume de sedimentos, dependendo da espécie
considerada. As espécies típicas de macrófitas
aquáticas emergentes são conhecidas de forma
genérica pelo nome de juncos, que são plantas
herbáceas de diversas famílias.

Sistemas com Macrófitas Emergentes
com Fluxo Superficial
Desenho esquemático de um sistema com macrófitas
emergentes com fluxo superficial. A água a ser
tratada escorre pela superfície do solo cultivado
com plantas emergentes. Geralmente são
construídos canais longos, sendo a lâmina de água
variável.

com Fluxo Horizontal Sub-Superficial
emergentes com fluxo subsuperficial. A água a ser
tratada é mantida com fluxo horizontal em
substrato formado por pedras, sendo cultivadas
plantas emergentes. Em geral são construídos
canais longos, sendo a expessura da camada das
pedras variável, porém da ordem de 0,50 cm.

com Fluxo Horizontal Sub-Superficial
As experiências obtidas com este tipo de sistema
demonstram boa eficiência na remoção de
sólidos suspensos e DBO. Dependendo do projeto
e das condições da água a ser purificada
observa-se também boa remoção de
nitrogênio e fósforo.

Sistema com Macrófitas Emergentes
com Fluxo Vertical
emergentes com fluxo vertical. A água a ser
tratada dever ter um fluxo vertical em uma
camada de solos sobre brita, no qual são
cultivadas plantas emergentes. O desenho é
variável, porém predominam os sistemas de canal
longo com pouca profundidade.

Sistema com Macrófitas Emergentes
com Fluxo Vertical

As informações dos sistemas que utilizam esta
tecnologia indicam boa remoção de sólidos
suspensos, Demanda Bioquímica de Oxigênio,
Amônia e Fósforo.

Sistemas com Macrófitas Fixas
Submersas
fixas submersas. As macrófitas são cultivadas em
um substrato com solo especial. A lâmina de água
varia em torno de 1 m. A forma geométrica é
normalmente de um canal longo.

Sistemas de Wetlands Com Solos
Filtrantes
As wetlands com solos filtrantes são sistemas
constituídos por camadas superpostas de brita,
pedrisco e solo cultivado com arroz. As dimensões
dos módulos de solos filtrantes, bem como a
espessura da camada do solo, variam de acordo
com o efluente a ser tratado e da eficiência que se
deseja atingir.
A água a ser
tratada é lançada sobre solo
cultivado com arroz ou outra
macrófita emergente

Principais projetos de Sistemas de Tratamento de Efluentes Industriais,
realizados pelo Instituto de Ecologia Aplicada, utilizando Sistemas de
Wetlands Construídas
Sistemas de
Tratamento de
Efluentes Industriais
Localização

Vazão

Tratamento
Primário

Solo
Filtrante

Curtume
Santo 5 l.s-1
Antônio Ltda., São
Sebastião do Paraíso
–
MG
Estação
Experimental

Canal
de 2.160 m2
estabilização
fluxo
Caixa de brita descendente

Ripasa S.A. Celulose e 10 l.s-1
Papel, Limeira - SP

Canal
de 3.240 m2
estabilização
fluxo
descendente

Usina Costa Pinto S.A., 200l.s-1
Açúcar e Álcool ,
Piracicaba - SP

Canal de
fermentação

10.000 m2
fluxo
descendente

Canal com
Plantas
Aquáticas
520 m2

Wetlands

ETE Ponte do Leites, em Araruama RJ

domescobar.blogspot.com

http://www.youtube.com/watch?v=6xMpuvwGJY4&feature=related

vozdasaguas.com

Bibliografia


Filho, Eneas Salati. Utilização De Sistemas De
Wetlands Construídas Para Tratamento De Águas.
Instituto Terramax - Consultoria E Projetos
Ambientais. Piracicaba, 2004

Sugestão de Leitura




Design for human ecosystems: landscape, land use,
and natural resources / 1999 - ( Livros ) - LYLE,
John Tillman. Washington: Island Press, c1999.
Regenerative design for sustainable development /
1994 - ( Livros ) - LYLE, John Tillman. New York:
John Wiley, 1994.

Objetivo da aula
Ao final dessa aula, você deverá conhecer:
 Conhecer alguns métodos de disposição final de
efluentes e tratamentos alternativos;
 Critérios para adoção dos métodos.

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