Tecnologias de Tratamento de Esgoto. Um Breve Comparativo 44ª Assembleia Nacional da ASSEMAE Uberlândia MG 04 a 09 de maio 2014

ETEs NO MUNICÍPIO DE CAMPINAS/SP Capacidade Instalada de Tratamento de Esgoto 88% 100% (junho 2016)

TANQUE SÉPTICO + FILTRO ANAERÓBIO ETEs Vazões (L/s) Nova Bandeirante 7,0 / 4,1 Bosque das Palmeiras 6,0 / 2,4 Vila Reggio 5,6 / 5,6 Eldorado 5,6 / 3,5 Icaraí 4,0 / 4,0 Operação e manutenção simples; Ausência de equipamentos eletromecânicos; Baixíssima produção de lodo (remoção anual com caminhão esgota-fossa para outra ETE); Não requer operador fixo; Baixo impacto visual. Efluente com aspecto desagradável, presença de sulfeto e fonte de maus odores; Dificuldade para alcançar remoção de DBO ≥ 80%; Remoção nula de N e P; Dificuldades para desativação da ETE; Aplicável para ETEs de pequeno porte. ETE Bosque das Palmeiras ETE Eldorado

CEPT + REATOR BIOLÓGICO COM LEITO MÓVEL/FIXO CEPT - Tratamento Primário Quimicamente Assistido, ou Tratamento Primário Avançado ETEs Vazões (L/s) Porto Seguro 4,6 / 2,9 Campo Florido 2,9 / 2,9 Casas do Parque 2,2 / 2,5 Santa Lúcia 1,4 / 1,7 ETE Casas do Parque ETE MÓVEL: tanques e contêineres removíveis; facilidades para implantação, desativação e aproveitamento da ETE em outro local; Boa eficiência de remoção de DBO; Minimização de maus odores; Não requer operador fixo. Custos elevados de operação; Alta produção de lodo, com remoção semanal através de caminhão esgota-fossa para outra ETE. Tanques de Equalização e Sedimentação (dosagem PAC) Reator Biológico com Leito Móvel/Fixo e Decantador Mídia Livre 13 x 9mm 500m2/m3 Mídia Fixa 56x54x56cm 300m2/m3 Soprador e Painel Elétrico

UASB + FILTRO AERADO SUBMERSO (FAS) ETEs Vazões (L/s) Nova América 70 / (em construção) São José 7,0 / 4,1 São Luís 5,0 / 3,6 ETE São José ETE Nova América ETE COMPACTA: área reduzida devido unidades conjugadas no mesmo tanque; Boa eficiência de remoção de DBO; Baixa produção de lodo, com remoção semanal através de caminhão esgota-fossa; Não requer operador fixo. Maus odores com impacto na vizinhança; Aplicação de neutralizadores químicos; Queima incompleta de biogás; Restrições para adequações no processo. UASB e FAS com meio suporte de 12 x 25mm área<250m2/m3 Decantador Lamelar

LODOS ATIVADOS batelada/aeração prolongada ETEs Vazões (L/s) Alphaville 23 / 19 San Martin 19 / (em construção) Arboreto 12 / 5,5 Terras do Barão 6 / 2 ETE Alphaville: aeradores submersos e desidratação de lodo com centrífuga Elevada eficiência de remoção DBO; Possibilidade de remoção biológica de N e P; Fluxograma simplificado; Flexibilidade operacional; Reduzidas possibilidades de maus odores. Elevada potência instalada e consumo relativamente alto de energia; Alta produção de lodo, exigindo adensamento e difícil desidratação; Impacto de aerossóis (aeradores superficiais); Requer operador fixo no período diurno. ETE Arboreto: aeradores superficiais e leitos de secagem de lodo ETE Terras do Barão: aeradores superficiais e remoção de lodo para desidratação em outra ETE

LODOS ATIVADOS contínuo/aeração prolongada ETEs Vazões (L/s) Samambaia 151 / 54 Mirassol 8 / 2,7 Ouro Verde 1,2 / 1,6 ETE Samambaia: tanques de aeração construídos no solo; aeradores superficiais; decantadores lamelares com remoção hidráulica de lodo; digestão aeróbia de lodo, adensamento e centrífuga DBO entrada/saída: 276 ± 64 / 9 ± 7 (mg/L) Remoção DBO = 97% Elevada eficiência de remoção DBO; Remoção de amônia (nitrificação); Flexibilidade operacional; Resistência a cargas de choque; Reduzidas possibilidades de maus odores. Elevado consumo de energia; Alta produção de lodo, exigindo adensamento e difícil desidratação; Impacto de aerossóis (aeradores superficiais) Decantadores lamelares exigem melhorias; Requer operador fixo. ETE Mirassol: tanque de aeração e decantador ETE Ouro Verde: efluentes hospitalares

BIORREATOR COM MEMBRANAS (MBR) ETE Vazões (L/s) EPAR Capivari II 182 (360) / 40 Boa Vista 180 / (em projeto) EPAR Capivari II Soprador Rotativo 238m3/min 450CV Reator Biológico com câmaras de desoxigenação, anaeróbia, anóxica e aeróbia com sistema de ar difuso (3.456 difusores de bolha fina com membranas em EPDM)

BIORREATOR COM MEMBRANAS (MBR) Trem de Membranas Tanques de Membranas (3 Tq. x 8 cassetes x 48 módulos = 36.400 m2 ) Soprador Rot. 80m3/min150 CV Cassete de Membranas de Ultrafiltração (UF): GE ZeeWeed 500D; submersa; fibra oca; poro nominal 0,04µm; PVDF (Fluoreto de Polivilideno) Efluente Tratado Final Água de Reúso

BIORREATOR COM MEMBRANAS (MBR) Parâmetro (mg/L) Esgoto Bruto Permeado Remoção Média (%) Faixa Média DQO 480 – 750 636 6 – 28 16 97,5 DBO 233 – 476 326 0,11 – 1,2 0,6 99,8 NTK 41 – 111 77,6 0,95 – 2 1,37 98,1 NH3 – N 35 – 77 54,4 0,01 – 0,32 0,11 NO3 – N 0,63 – 5,2 2,4 0,8 – 6,96 4,6 - PO4 – P 4,8 – 8,57 6,67 0,1 – 6,5 2,57 61,6 SST 252 – 428 313 0,2 – 3,0 1,62 99,5 Turbidez(NTU) 0,20 – 0,33 0,26 CF(NMP/100mL) < 2,0

BIORREATOR COM MEMBRANAS (MBR) Efluente de alta qualidade com consistência e confiabilidade, permitindo a remoção de matéria orgânica, sólidos em suspensão, colóides, nutrientes (N e P) com uso de seletores; e organismos patogênicos (bactérias, vírus, cistos de protozoários, ovos e larvas de helmintos) sem adição de produtos químicos, e sem geração de subprodutos tóxicos; Fluxograma simplificado com baixos requisitos de área; Não gera maus odores, nem problemas graves de corrosão; Possibilita o recebimento de grande diversidade de efluentes; Produz água de reúso necessária para a RMC e Bacia PCJ; Promove maiores benefícios e ganhos ambientais. Maiores custos de implantação e operação (custo das membranas está em queda e a vida útil mais extensa); Elevado nível de automação e instrumentação.

DBO ent./saída: 247 ± 34 / 25 ± 5 (mg/L) Rem. DBO = 90% UASB + LODOS ATIVADOS ETEs Vazões (L/s) Piçarrão 556 / 422 Santa Mônica 85 / 69 ETE Santa Mônica (Vó Pureza): UASB, lodos ativados com aeradores superficiais, e decantadores lamelares ETE Piçarrão: UASB, lodos ativados com ar difuso e flotação Recebimento de chorume + lodo: 180+705 = 885m3/dia (2,4% Qmed) DBO ent./saída: 247 ± 34 / 25 ± 5 (mg/L) Rem. DBO = 90% Queimadores de biogás 5.500Nm3/dia (630NL/kgDBOaplicada) UASB: distribuição interna e separadores trifásicos, com câmaras de biogás cobertas em PRFV, e compartimentos de decantação abertos

UASB + REATOR BIOLÓGICO COM LEITO MÓVEL ETE Vazões (L/s) Capivari I 86 / 60 ETE Capivari I: UASB, Reator MBBR/IFAS, e decantador Recebimento de lodo de outras unidades: 170 m3/dia (3,3% Qmed) DBO ent./saída: 337 ± 80 / 14 ± 9 (mg/L) Rem. DBO = 96% UASB com câmaras de biogás e de decantação interligadas e cobertas Reator com câmaras anóxica/aeróbia e peneira para retenção de meio suporte Meio Suporte 25 x 25mm Superfície Específica = 687m2/m3 Decantador Secundário

UASB + (LODOS ATIVADOS OU RBLM) Custos de implantação e operação menores que lodos ativados; Menor consumo de energia; Menor produção de lodo; Efluente de boa qualidade: remoção de DBO e amônia (nitrificação), e de nitrito/nitrato (desnitrificação) no caso de previsão de câmaras anóxicas (seletores). Sensível a cargas de choque, mas possibilita o recebimento de lodos de fossas sépticas domésticas e chorume, com equalização das vazões e cargas; Estabilidade afetada com o descarte de lodo aeróbio para o UASB visando adensamento e digestão; Sistemas de clarificação com flotadores ou decantadores lamelares necessitam de melhorias.

UASB + TRATAMENTO FÍSICO - QUÍMICO ETEs Vazões (L/s) Anhumas 1.200 / 605 Sousas 99 / 23 Google UASB com câmaras de biogás e de decantação interligadas e cobertas, e queimadores de biogás (próximos de área densamente urbanizada) Biogás = 1.700Nm3/dia (165NL/kgDBOaplicada) ETE Anhumas: UASB, floculadores e flotadores DBO entrada/saída: 188 ± 27 / 25 ± 5 (mg/L) Rem. DBO = 87% Pós-tratamento físico-químico: coagulação/floculação Peróxido de Hidrogênio + Cloreto Férrico + Cloreto de Polialumínio (PAC) + Polímero + Antiespumante Flotação com Ar Dissolvido (FAD) para clarificação do efluente Bombas de Recirculação, Compressores e Saturadores

UASB + TRATAMENTO FÍSICO - QUÍMICO Baixo custo de implantação; Baixos requisitos de energia e área; Efluente de qualidade satisfatória para padrões não restritivos: remoção de DBO; remoção de fósforo proporcional a dosagem de coagulantes; incremento de oxigênio dissolvido no efluente (flotação). Remoção nula de amônia e surfactantes; Presença de cor e espuma no efluente tratado; Consumo elevado de produtos químicos; Interferência do sulfeto dissolvido no efluente, com desprendimento de maus odores nos floculadores; Baixa flexibilidade operacional e instabilidade; Elevado nível de monitoramento e manutenção; Sistema de flotação necessita de melhorias.

UASB + FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR (FBP) ETE Vazões (L/s) Barão Geraldo 240 / 78 UASB com câmaras de biogás e de decantação interligadas e cobertas Biogás = 302Nm3/dia (214NL/kgDBOaplicada) ETE Barão Geraldo: UASB, filtros biológicos percoladores e decantadores secundários DBO entrada/saída: 213 ± 37 / 20 ± 3 (mg/L) Remoção DBO = 91% Filtro Biológico Percolador com Distribuidor Rotativo Anéis plásticos 90 x 90mm área = 102m2/m3 índice vazios = 92% Decantador Secundário

UASB + FILTRO BIOLÓGICO PERCOLADOR (FBP) Baixo custo de operação; Baixo consumo de energia; Baixo consumo de produtos químicos; Simplicidade e facilidade operacional; Efluente de boa qualidade para padrões não restritivos: remoção de DBO; remoção parcial de amônia e surfactantes quando operado em baixa carga; Boa adaptação e desempenho para baixas vazões iniciais; Compatibilidade para expansões futuras. Desprendimento de maus odores nos distribuidores rotativos do filtro biológico.

CUSTOS DE OPERAÇÃO - COMPARATIVO

CUSTOS DE OPERAÇÃO - COMPARATIVO

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES (UASB + PÓS-TRATAMENTO) x LODOS ATIVADOS Menor custo de implantação e operação; Menor consumo de energia e produção de lodo; Menor capacitação para remoção de poluentes; Maiores limitações para o recebimento de efluentes; Há necessidade de melhorias nos sistemas de: descarte e tratamento de escuma; proteção contra corrosão das estruturas; tratamento e controle de maus odores; captação total e queima completa do biogás; aproveitamento do biogás nas ETEs de maior porte; segurança das instalações com gases (CH4; H2S). UMA ANÁLISE COMPARATIVA MAIS ABRANGENTE DE TECNOLOGIAS DEVE CONSIDERAR, ALÉM DE ASPECTOS ECONÔMICOS, REQUISITOS AMBIENTAIS LOCAIS E REGIONAIS.

Sérgio Raimundo Grandin Coordenador de Tratamento de Esgoto (19) 3256-3039 – eteanhumas@sanasa.com.br