DOI: 10.1590/S1413-41522019175810 Artigo Técnico Geração, tratamento e disposição final dos resíduos das estações de tratamento de água do estado de Pernambuco Generation, treatment and final disposal of the waste of water treatment stations in the state of Pernambuco, Brazil Maurício Alves da Motta Sobrinho¹* , Rosângela Gomes Tavares¹ , Valmir Cristiano Marques de Arruda¹ , Marcus Metri Correa¹ , Luciana José Ribeiro Pereira2 RESUMO ABSTRACT Este artigo aborda a geração, a quantificação e a disposição final de lodos This article deals with the generation, quantification and final disposal gerados nas estações de tratamento de água (ETAs) existentes e em of the sludge generated at existing Water Treatment Plants (WTPs), operação no estado de Pernambuco. A pesquisa foi realizada no período operating in the state of Pernambuco. The research was carried out in de janeiro de 2015 a dezembro de 2016, a partir da coleta, sistematização the period between January 2015 and December 2016 by the collection, e interpretação de dados que mostraram a existência de 246 ETAs que systematization and interpretation of data that showed 246 WTPs that geram resíduos, sendo 69 em decantadores e filtros, 176 apenas em filtros e generate residues, of which 69 in decanters and filters, 176 only in the filters 1 no sistema de dessalinização. O maior número de ETAs convencionais está and one in the desalination system. The largest number of conventional localizado na região metropolitana do Recife; e a maior produção de lodo WTPs is in the metropolitan region of Recife and the highest production of foi observada na bacia do Rio Capibaribe, que recebe uma carga entre 50 e sludge was observed in the Capibaribe river basin, which receives a load 50 mil kg/(m3.dia). Verificou-se que aproximadamente 75% das ETAs do estado of between 50 and 50,000 kg / (m3day). It was verified that approximately descartam seus resíduos nos corpos hídricos e 22% no solo, sem qualquer 75% of the state’s WTPs discard their residues in water bodies and 22% in tipo de tratamento. Apenas 3% realizam o processo de deságue, ainda assim the soil, without any kind of treatment. Only 3% perform the degassing descartam a massa sólida no solo, sem nenhum controle na disposição final. process, yet discarding the solid mass in the soil, without any control at the Palavras-chave: estação de tratamento de água; lodo; disposição final; final disposal of the same. Keywords: water treatment plant; sludge; final disposal; Pernambuco. Pernambuco. INTRODUÇÃO Do ponto de vista do abastecimento de água, o uso de tecnologias Para Gheyi et al. (2012), a crise na disponibilidade de água, em termos mais específicas e com maior eficiência no tratamento, como a coagula- quantitativos e qualitativos, é consequência do mundo em mudança, ção, geralmente está associado ao maior consumo de produtos quími- no qual o crescimento populacional e a poluição ambiental têm andado cos, gerando um maior volume de resíduos, constituídos por sólidos e juntos. A quantidade e a qualidade da água são influenciadas por diver- precipitados químicos, que compõem uma massa de partículas orgâni- sos fatores, tais como: clima, geografia, topografia, geologia e, principal- cas e inorgânicas, densa e viscosa, denominada lodo de estação de tra- mente, pelas atividades humanas. Os efeitos adversos que as atividades tamento de água (ETA) (SILVA et al., 2012). Esse resíduo é classificado, antrópicas têm exercido sobre os mananciais de abastecimento impõem de acordo com a Norma Brasileira (NBR) 10004 (ABNT, 2004), como ameaças à saúde humana, exigindo o uso de tecnologias de tratamento um resíduo sólido não perigoso e não inerte. Na Lei Federal nº 11.445, de água e dos resíduos líquidos e sólidos oriundos desse tratamento. de 5 de janeiro de 2007, estão estabelecidas as diretrizes nacionais para ¹Universidade Federal de Pernambuco – Recife (PE), Brasil. 2 Bioresources, Bioremediation and Biorefinery Group, Centre of Biological Engineering – Braga, Portugal. *Autor correspondente: mottas@ufpe.br Recebido: 16/03/2017 – Aceito: 28/05/2018 – Reg. ABES: 175810 Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 761 Sobrinho, M.A.M. et al. o manejo adequado desse lodo, com vistas à proteção da saúde pública esse material pode ser utilizado para a recuperação de áreas degra- e do meio ambiente (BRASIL, 2007). Nesse contexto, destacam-se a dadas. Já Takada et al. (2013) indicam a sua incorporação em mate- produção, o tratamento e a disposição adequada dos lodos gerados riais de construção civil; e Padilha (2007) sugere a aplicação para cor- nas ETAs, problemática que afeta todo o Brasil e, principalmente, as reção de solos agriculturáveis. regiões norte e nordeste. Segundo Achon, Barroso e Cordeiro (2013), De acordo com Moreira et al. (2009), o lodo formado nos decan- a disposição inadequada desses resíduos contraria a legislação vigente, tadores das ETAs tem a mesma composição química dos sedimen- pois provoca impactos ambientais negativos. tos carreados pelas águas dos mananciais de captação, acrescido dos Segundo Molina (2010), no Brasil, a prática comum da maio- cátions utilizados no processo de floculação. As características do ria das ETAs em operação é o lançamento de seus resíduos sem lodo, que variam em função da vazão e da turbidez da água bruta, nenhum tipo de tratamento prévio, nos corpos hídricos ou terrenos representam a matéria em suspensão e coloidal dessa água. A con- próximos às estações. Essa conduta é responsável por impactos tais centração total de Al no lodo de ETA varia em função da dosagem como: aumento da concentração de metais, principalmente alumí- do coagulante que, por sua vez, segue a proporcionalidade das vazões nio (Al) e ferro (Fe) e da concentração de sólidos em suspensão; e turbidez da água bruta. alteração no ciclo de nutrientes, principalmente fósforo (P); desen- A quantificação do lodo gerado na ETA é fundamental para o pla- volvimento de condições anaeróbias em águas estacionárias ou de nejamento da sua destinação final. Essa quantificação pode ser efetuada baixa velocidade; aumento da turbidez e cor, mudança na compo- através de ensaios, como teste de jarro, fornecendo informações como sição química; assoreamento dos corpos receptores, pelo aumento quantidades de coagulantes e de lodos gerados, assim como tempos de de sólidos sedimentáveis; possibilidade de contaminação do lençol coagulação, floculação e decantação para o dimensionamento da ETA. freático, dentre outros. No que diz respeito às ETAs existentes, além de fórmulas empíricas, Achon, Barroso e Cordeiro (2013) citam que a sedimentação do lodo pode-se também usar o balanço de massa. Esse método é o mais ade- de ETA sobre a camada bentônica pode inibir o crescimento de várias quado, pois relaciona a vazão e a concentração de sólidos, na entrada espécies de peixes e outros organismos aquáticos. Nessa mesma linha, e saída das ETAs existentes (CORNWELL, 2006). Mert et al. (2014) explicam que os peixes absorvem metais durante a Segundo Katayama et al. (2015), todas as equações empíricas pos- ingestão de alimentos, os quais ficam retidos em suas vísceras e tecido suem dois componentes: primeiro, a fração dos sólidos da água muscular, passando para o homem pela cadeia alimentar. bruta, que é removida no tratamento e quantificada pela concen- Quando o lodo é disposto diretamente no solo, a principal preo- tração de sólidos em suspensão totais (SST); segundo, os produtos cupação é quanto à toxicidade do Al disponível, pois afeta diretamente químicos adicionados à água bruta (coagulantes, polímeros, carvão a produtividade das culturas agrícolas. Segundo Batista et al. (2013), ativado em pó e outros). as raízes das plantas são mais sensíveis à toxicidade do Al disponível, Os modelos empíricos para quantificação do lodo gerado em ETA, devido não apenas à acumulação preferencial nas raízes, mas também citados por Dillon (1996), American Water Works Association (AWWA, pelo fato de as raízes apresentarem elevada área superficial e baixa den- 1999), Kawamura (1991), Association Francaise Pour L’étude Des Eaux sidade e ficarem em contato direto com o solo contaminado, estando (AFEE, 1993) e Cornwell (2006), consideram a turbidez, a vazão da assim mais sujeitas aos efeitos do Al. água bruta e a dosagem de coagulante e inserem, também, o parâme- Em ambientes hídricos, o lodo pode tornar disponíveis íons de Al, tro cor, ligado à particularidade dos períodos chuvosos. Nos períodos que podem vir a comprometer a saúde humana. Pesquisas apontam que chuvosos há aumento significativo na cor e turbidez da água bruta, portadores da doença de Alzheimer apresentam elevada quantidade implicando no aumento da dosagem a ser usada de produtos quími- de Al no cérebro, corroborando a ideia de que níveis elevados de Al cos. Apesar de não tão precisos, existem modelos empíricos para pre- podem estar associados a doenças neurológicas, por interferir em ver a geração de lodos em ETAs, como o modelo AFEE (1993), o qual diversos processos degenerativos neurofisiológicos (BONDY, 2016). considera o fenômeno de hidratação, que ocorre na floculação/coa- O primeiro problema, na operação de descarte do lodo, está no seu grande volume, decorrente do elevado teor de água presente. Por essa 762 gulação, impondo um valor para a molécula de água ligada ao lodo, após o desaguamento. razão, torna-se necessário que, antes de se definir qualquer forma de Dessa forma, a presente pesquisa se propôs a analisar dados exis- disposição, o lodo passe por um tratamento de desidratação ou desá- tentes relativos à produção e à disposição de lodos de ETAs do estado gue. Após o devido deságue dos lodos, torna-se necessário definir a de Pernambuco, no período de 2009 a 2015, estudando também a dis- melhor alternativa de destino final, cuja forma de disposição tradi- tribuição geográfica e a tipologia das ETAs, assim como as destina- cional legal é feita em aterros sanitários. Porém, várias pesquisas vêm ções finais adotadas, gerenciadas pela Companhia Pernambucana de mostrando o uso benéfico desses resíduos. Para Moreira et al. (2011), Saneamento (COMPESA). Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 Geração, tratamento e disposição final dos lodos de etas METODOLOGIA de AFEE (1993), modelo 3, que avalia a produção de lodo em fun- A base de dados utilizada na pesquisa documental teve como fontes a ção do coagulante usado, remoção da turbidez e cor da água bruta. COMPESA, a Secretaria de Recursos Hídricos e Energéticos (SRHE/PE), Esse padrão apresentou o menor coeficiente de variação, tendo sido, a Agência de Regulação de Pernambuco (ARPE), o Instituto Brasileiro como consequência, o modelo no qual os resultados apresentaram o de Geografia e Estatística (IBGE), a Empresa Brasileira de Pesquisa menor grau de dispersão. Agropecuária (EMBRAPA) e o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS). A área de estudo foi o estado de Pernambuco, localizado geografica- RESULTADOS E DISCUSSÃO mente na Região Nordeste do Brasil, coordenadas 08º04’ S e 37º15’ W. O estado engloba o arquipélago de Fernando de Noronha, com população Características físico-químicas dos lodos total de 9.208.550 habitantes (IBGE, 2014) em uma área de 98.937,84 km2, A Tabela 1 apresenta as faixas de valores para os lodos estudados, que corresponde a 1,2% do território brasileiro. É representado, geologi- com os valores máximos e mínimos para cada parâmetro. Pode-se camente, por uma predominância de rochas cristalinas, em 84% da sua observar que a demanda química de oxigênio (DQO) para as ETAs área, sendo 4,4% na bacia sedimentar. É composto de 13 bacias hidro- convencionais variaram cerca de 23%, enquanto o seu valor médio gráficas, seis grupos de bacias de pequenos rios litorâneos, nove grupos em relação às compactas apresentaram uma diferença superior a 90%. de bacias de pequenos rios interiores e uma bacia de pequenos rios que A turbidez foi o parâmetro que apresentou maior amplitude de valores compõem a rede de drenagem de Fernando de Noronha — todos ver- em relação às ETAs convencionais, sendo o valor máximo 66 vezes tentes das bacias do Rio São Francisco e do Oceano Atlântico Oriental o valor mínimo. A umidade não flutuou muito, com uma amplitude (PERNAMBUCO, 2014). de apenas 2,8% para as convencionais e valores um pouco maiores Para caracterizar e quantificar as ETAs existentes no estado, no que para as compactas (2,54% acima). Os valores obtidos estão acima da diz respeito a fontes geradoras e formas de disposição final do lodo faixa verificada por Ritcher (2011), cuja DQO dos lodos variou de 30 gerado, foram coletados dados de monitoramento na COMPESA e na a 5.000 mg/L. Todavia o autor citado trabalhou apenas com dados de ARPE, referentes ao período de 2009 a 2015, conforme citado ante- ETAs do estado de São Paulo. riormente. As Figuras 1 e 2 apresentam a localização das ETAS con- Os sólidos são predominantemente inorgânicos (fixos), fato espe- vencionais e compactas estudadas. A quantificação dos lodos gerados rado uma vez que os principais componentes removidos são argilas, nos decantadores das ETAs convencionais do estado de Pernambuco siltes, areia e outros componentes inorgânicos. Todavia foi observado, foi estimada por meio de equações descritas em AWWA (1999), Dillon para a faixa alta de sólidos totais, um incremento significativo da fração (1996), AFEE (1993), Kawamura (1991) e Cornwell (2006). A escolha orgânica, podendo ser oriunda de microrganismos, algas ou fitoplânc- desses modelos empíricos teve como base a facilidade de obtenção dos tons, entre outros, além da poluição carbonácea oriunda do descarte de dados de entradas, vazão, dosagem de coagulantes, turbidez e cor da efluentes e rejeitos não tratados adequadamente nos corpos hídricos. água bruta, que fazem parte do monitoramento diário da água bruta em todas as ETAs operadas pela COMPESA. Em relação aos metais, percebe-se a elevada concentração de Al, oriunda dos agentes coagulantes, seguida do Fe, que tem sua origem O tratamento estatístico dos dados obtidos nos seis modelos foi a estatística descritiva, com a verificação do intervalo de confiança. principalmente do solo, uma vez que no estado não são usados coagulantes a base de ferro. Foram determinados: média, desvio padrão, mediana e variância. Geográficas (SIG), estruturado com informações relevantes e pri- Disposição das estações de tratamento de água: tecnologias de tratamento de água que produzem resíduos mordiais para o desenvolvimento do trabalho. As coordenadas geo- De acordo com o estudo realizado, existem no estado de Pernambuco gráficas das ETAs foram obtidas na COMPESA e na ARPE e através 246 ETAs, sendo 69 do tipo convencional, que geram resíduos nos do Google Earth, juntamente com as respectivas características: tipo, decantadores e filtros, e 177 do tipo não convencional, denomina- nome, município, origem, disposição do resíduo, média anual de tur- das compactas. Destas, 176 geram lodo apenas durante as lavagens bidez, média anual de cor, dosagem de coagulante, vazão e carga de dos filtros, enquanto uma utiliza a tecnologia de dessalinização, por resíduo. Ao final, foram organizadas em planilhas eletrônicas e, pos- se tratar de um sistema que tem como fonte de abastecimento a água teriormente, adicionadas ao SIG. do mar. Por se tratar de um lodo altamente salino, o resíduo gerado Os dados fora do intervalo de confiança de 95% foram descartados. A pesquisa contou com o apoio de um Sistema de Informações A elaboração do mapa de carga de lodo produzido pelas ETAs foi nessa estação é disposto no oceano. Essa prática, de acordo com Porto realizada com base nos valores empíricos encontrados com o modelo et al. (2004), é usada nos países desenvolvidos, onde os detritos são Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 763 Sobrinho, M.A.M. et al. Legenda Universidade Federal de Pernambuco Elaborado pela Enga Química Rosangela Gomes Tavares N W E S 0 0,45 0,9 1,35 1,8 km ETAs tipo convencional Mesorregiões de Pernambuco Agreste Pernambucano Mata Pernambucana Metropolitana de Recife São Francisco Pernambucano Sertão Pernambucano Limite territorial Fonte: Tavares (2016). Figura 1 – Localização regional das estações de tratamento de água (ETAs) convencionais no estado de Pernambuco. Legenda Universidade Federal de Pernambuco Elaborado pela Enga Química Rosangela Gomes Tavares ETAs tipo compactas N W E S 0 0,45 0,9 1,35 1,8 km Mesorregiões de Pernambuco Agreste Pernambucano Mata Pernambucana Metropolitana de Recife São Francisco Pernambucano Sertão Pernambucano Limite territorial Fonte: Tavares (2016). Figura 2 – Localização regional das estações de tratamento de água (ETAs) compactas no estado de Pernambuco. 764 Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 Geração, tratamento e disposição final dos lodos de etas lançados no oceano, ou injetados em poços profundos. Para Lattemann As 177 ETAs compactas existentes no estado possuem vazões e Höpner (2008), o processo de descarte dos resíduos no mar, como é inferiores a 100 L/s, sendo a menor encontrada com 3,6 e a maior realizado na ETA de Fernando de Noronha, apresenta a desvantagem com 66,8 L/s. Enquanto as ETAs convencionais, existentes no estado de impactar os organismos marinhos que habitam o local de descarga, de Pernambuco, apresentam vazões que variam de 100 até 5 mil L/s. por conta da frequência e intensidade de exposição à solução com sali- As ETAs com vazão superior a mil L/s estão localizadas na região nidade mais elevada, quando não é observada a adequação das descar- metropolitana, onde se encontra a maior concentração populacional gas em função das correntes oceânicas. e também a maior disponibilidade hídrica. De acordo com o Atlas Existem, ainda, as ETAs que tratam a água de fonte subterrânea, Brasil (ANA, 2010), o Nordeste Oriental possuía disponibilidade utilizando apenas a desinfecção. Nessas, não há geração de resíduo, hídrica (Q95) de 91 m3/s. Enquanto o Relatório de Conjuntura dos por isso, não foram incluídas nesta pesquisa. A Tabela 2 mostra a Recursos Hídricos no Brasil (ANA, 2017) apontou um aumento para distribuição das ETAs, por região de desenvolvimento, no estado de 218 m3/s. Pernambuco (1998) indicou que o estado possuía a menor Pernambuco, onde a maioria é do tipo compacta. Segundo Libâneo disponibilidade, com apenas 62,8 m3/s superficial e 4,7 m3/s subter- (2010), essa é uma alternativa para tratar água com turbidez baixa, no rânea. Desses recursos, 80% são distribuídos na região metropolitana máximo 100 uT, em locais onde não há área disponível e por ser de e Zona da Mata, enquanto os 20% restantes atendem ao agreste e ao menor custo (até 50% de uma ETA convencional). Durante o período de observação e coleta de dados, os valores máximo, mínimo e médio de turbidez da água afluente a essas estações foram 92,96; 1,4 e 20,34 uT, Tabela 2 – Número e distribuição geográfica das estações de tratamento de água em operação no estado de Pernambuco, 2015. respectivamente, sendo a vazão máxima encontrada para as ETAs Estações de tratamento Região de desenvolvimento compactas de 70 L/s. Das ETAs compactas, foi identificada a predominância do tipo dupla Convencional Compacta Sistema com dessalinizador 15 12 - Zona da Mata 13 27 - Agreste 25 74 - Sertão 12 46 - Sertões do São Francisco 4 16 - - 1 1 69 176 1 Região Metropolitana filtração. Essa tecnologia é uma das mais usadas, principalmente por garantir eficiência no tratamento, mesmo para água com turbidez elevada (até 300 uT), sendo capaz de produzir água filtrada com turbidez menor do que 0,5 uT. A Tabela 3 apresenta o índice de quantitativo de ETAs, por tipo de tratamento adotado no estado, mostrando que o modelo mais Fernando de Noronha comum é a dupla filtração, que corresponde a 32% do total de ETAs, Total índice superior ao de estações convencionais, correspondendo a 28%. Tabela 1 – Características físico-químicas dos lodos das estações de tratamento de água (ETAs) estudadas. Parâmetros ETAs convencionais ETAs compactas Valor mínimo Valor máximo Valor mínimo Valor máximo Q (L/s) 100 5.000 3,7 66,8 CE (μS/cm) 46,5 155,1 97,7 118,1 Turbidez (uT) 80 5.332 25 142 DQO (mg/L) 11.627 15.120 138 403 Teor de umidade (%) 95,0 97,7 97,8 99,7 ST (mg/L) 10.699 31.932 362 1411 STF (mg/L) 24.367 5.733 249 897 STV (mg/L) 8.204 4.966 102 514 Cu (mg/L) 0,0 0,2 0,0 0,0 Fe (mg/L) 104 749 21 25 Mn (mg/L) 0,5 9,7 0,1 0,9 Zn (mg/L) 0,0 0,92 0,0 0,1 Pb (mg/L) 0,0 0,2 0,0 0,0 Al (mg/L) 733 2.405 18 35 Fonte: adaptado de Araújo (2006) e Tavares (2003). Q: vazão; CE: condutividade elétrica; DQO: demanda química de oxigênio; ST: sólidos totais; STF: sólidos totais fixos; STV: sólidos totais voláteis. Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 765 Sobrinho, M.A.M. et al. sertão pernambucanos. Segundo o IBGE (2010), 43% da população O autor escolheu o modelo 3, com base na precisão e menor variação do estado vive na região metropolitana, 14% na Zona da Mata, 24% dos resultados. Para Saron e Leite (2001), o modelo 1 enquadra-se no Agreste, 13% no Sertão e 5% no Sertão do São Francisco, onde para ETAs que não realizam a coagulação, apenas fazem a filtração, há o menor número de ETAs: quatro convencionais e 16 compactas. não sendo o caso das ETAs aqui estudadas. A variabilidade dos demais modelos está associada ao tratamento que cada autor atribuiu à relação Quantificação dos resíduos de estações de tratamento de água sólido suspenso e turbidez, além da inclusão ou não do parâmetro cor. A quantificação do lodo gerado, em kg de lodo/(m3.dia), nos decanta- estado de Pernambuco, foram consideradas as 13 bacias hidrográficas, dores das 69 ETAs convencionais e nos filtros das 176 ETAs compactas, seis bacias de pequenos rios litorâneos e nove bacias de pequenos rios foi realizada com a utilização do modelo 1 (AWWA, 1999), modelo 2 interiores, conforme mostram a Figura 3 e a Tabela 6. Para se avaliar a produção de lodo por bacias hidrográficas do (DILLON, 1996), modelo 3 (AFEE, 1993), modelo 4 (KAWAMURA, Na Figura 3 é possível verificar que as maiores cargas de lodo estão 1991) e modelo 5 (CORNWELL, 2006). Os valores de produção de na Região Metropolitana de Recife, onde há elevada densidade popu- lodo em ambos os tipos de tratamento da água (convencional e com- lacional e onde estão os municípios com maior produto interno bruto pacta), estimados utilizando esses modelos, apresentaram resultados (PIB), necessitando assim de uma boa gestão desses resíduos. Pode-se ainda observar (Figura 3) que na região do Moxotó e do semelhantes quando analisado o grau de dispersão, avaliando-se o Pajeú há uma redução na carga de lodo, em razão da densidade popu- coeficiente de variação (Tabela 4). A Tabela 5 mostra a produção média de lodo, segundo os modelos lacional mais baixa aliada ao fornecimento de água subterrânea de origem fissural. Em relação às compactas, vê-se uma região com carga por região demográfica do estado de Pernambuco. A diferença significativa de lodo gerado, em kg/(m .dia), conforme mais elevada no meio da região do Moxotó, no município de Betânia. os resultados mencionados anteriormente, entre os resultados estima- Esse cenário vem do fato de cerca de 90% da água subterrânea desse dos utilizando-se o modelo 1 e os modelos 2, 3, 4 e 5 pode ser causada município ser salobra/salina, aliada à má qualidade da água superficial. 3 pelo fato de, com a utilização do modelo 1, se admitir uma produção Observa-se, na Tabela 6, que a bacia do Rio Capibaribe possui o de lodo diretamente relacionada com a turbidez da água bruta e a sua maior número de ETAs, totalizando 40, entre convencionais e com- vazão, sem considerar outros fatores, como dosagem de produtos quí- pactas, com produção diária entre 50 e 100 kg/m3 para as compactas, micos (coagulante e polímero) e cor da água bruta. Katayama (2015), e entre 5 mil e 50 mil kg/m3, para as convencionais. A bacia do grupo que também utilizou esses modelos empíricos para estimar a produ- de pequenos rios litorâneos, GL 2, apesar de ter apenas 10 estações, ção de lodo em ETAs convencionais, operadas pela Companhia de está entre essas: a ETA Pirapama, cuja produção diária é superior a Saneamento Básico do estado de São Paulo (SABESP), encontrou, da mesma forma, menor valor ao utilizar o modelo 1. Esse modelo subestima a produção de lodo por considerar poucos parâmetros/variáveis Tabela 4 – Grau de dispersão em função do valor do coeficiente de variação. do processo de coagulação e de qualidade da água. Da mesma forma, Valor do coeficiente de variação Grau de dispersão <0,50 Baixo 0,50–1,00 Médio >1,00 Alto Ribeiro (2007) determinou a quantidade de lodo gerado em uma estação convencional, ETA Itabirito, em Minas Gerais, pelos mesmos modelos empíricos, comparando com o valor encontrado pelo balanço de massa. Tabela 3 – Tipos de tratamento, características e índice de adoção* no estado de Pernambuco. Tipo de tratamento Características Índice (it) em Pernambuco (%) Total Coagulação, floculação, decantação, filtração e desinfecção 28,5 28,5 Compacta tipo filtração direta ascendente Coagulação por adsorção-neutralização de cargas e filtração de fluxo ascendente 17,2 Compacta tipo filtração direta descendente Coagulação por adsorção-neutralização de cargas e filtração de fluxo descendente 21,7 Compacta tipo dupla filtração Coagulação por adsorção-neutralização de cargas e dupla filtração, fluxo ascendente e descendente 32,1 Compacta tipo separação por membrana (MF, UF, NF, OR, D, ED e PV) Processo físico-químico de retirada de sais da água por meio de membranas osmóticas sintéticas 0,5 Convencional *Índice de adoção é a porcentagem do tipo de tratamento em relação ao total; MF: microfiltração; UF: ultrafiltração; NF: nanofiltração; OR: osmose reversa; D: diálise; ED: eletrodiálise; PV: pervaporação. 766 Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 71,0 0,5 Geração, tratamento e disposição final dos lodos de etas 150 mil kg/m3 dia; as bacias do grupo de pequenos rios litorâneos, do solo e contaminá-lo, afetar a flora e até mesmo o lençol freático. GL 6; e dos pequenos rios interiores, GI 2 e GI 6, não possuem ETA Reis et al. (2007) alertam que o lançamento do lodo diretamente em em suas áreas, não recebendo esse tipo de resíduo. corpos hídricos pode levar ao aumento da concentração de alguns elementos, tais como Al, Ca, Fe, K, Mn, Mg e Na, além das alterações Disposição final nas características dos sedimentos, redução do pH da água, liberação A prática de descarte do lodo de ETA no meio ambiente, quer seja de odores, redução da quantidade de oxigênio dissolvido no corpo no corpo hídrico, quer no solo, precisa ser modificada em função da hídrico, toxidade crônica aos organismos aquáticos e impacto visual. poluição e degradação que acarreta no local do destino final. Entre as Quanto à disposição no solo, 22% das ETAs do estado realizam práticas adotadas, exploradas vastamente pela literatura, destacam-se: ater- essa prática. Para Tsutiya e Hirata (2001), a aplicação de lodos de ros sanitários, aterros exclusivos, gerenciamento em conjunto com o ETAs no campo apresenta alguns benefícios em solos agrícolas, tais lodo de estação de tratamento de esgoto (ETE), codisposição com como: melhoria estrutural; ajuste de pH; adição de traços de minerais; biossólido, aplicação controlada no solo destinada à recuperação de aumento da capacidade de retenção de água; e melhoria das condições áreas degradadas e, por fim, o aproveitamento em diversas indús- de aeração do terreno. Contrariamente, para Basso et al. (2003), em trias, com destaque no ramo da construção civil. Porém, no estado solos agricultáveis pode ocorrer a indisponibilização do P, presente no de Pernambuco, essas propostas ainda são muito discretas e a prática solo, à planta. Para o autor, a toxicidade do Al no solo está associada diária contraria duramente a legislação, como a Política Nacional de ao pH, uma vez que em solos com pH inferior a 5,5 o Al se apresenta Recursos Hídricos (Brasil, 1997), que veda o lançamento dos lodos das na forma trocável, potencialmente tóxico; e em solos com pH acima ETAs nos corpos hídricos, ao processo de outorga, e a Lei de Crimes de 5,5 o Al se encontra em formas precipitadas. Os solos do estado de Pernambuco possuem altas parcelas de Ambientais (BRASIL, 1998), que possibilita a punição nas esferas civil, argilas e, portanto, geralmente são ácidos. Com isso, a disposição do administrativa e penal. A Tabela 7 apresenta o número de ETAs no estado de Pernambuco lodo com altas concentrações de Al no terreno favorece o seu aprisio- que descartam seus resíduos nos corpos hídricos e no solo, como namento, assim como a diminuição da disponibilidade de nutrientes, também o número de estações que realizam algum tipo de trata- principalmente o P. Para Gonçalves et al. (2017), é necessária a redu- mento de deságue. ção no teor de água dos lodos de ETA, quando a finalidade for a dis- A Tabela 7 mostra que 75% dos resíduos de ETAs são dispostos dire- posição no solo. O excesso de água no lodo, que usa coagulante a base tamente em corpos hídricos, valor muito superior ao que encontramos de Al, pode acarretar a produção de ácidos graxos voláteis, reduzindo na literatura referente à gestão adotada por países desenvolvidos como o pH do meio e favorecendo a lixiviação do Al, como espécie iônica. Estados Unidos, que descartam 11% em corpos hídricos; Reino Unido, As ETAs que possuem tratamento de deságue, sendo do tipo fil- apenas 2%; e outros países como Alemanha, França e Japão, que não tro prensa (1 ETA), lagoa de decantação (6) e dispositivos tubulares realizam nenhum descarte nos corpos hídricos (ALAMINO, 2010). de geotêxtil (bags) (2), recirculam a água lixiviada. Porém os resíduos Os valores da concentração de Al no lodo estudado variaram sólidos continuam sem o destino adequado. Com exceção das duas de 18 a 2.405 g/L. Esses valores podem comprometer a fertilidade estações que usam bags como forma de deságue, as demais dispõem Tabela 5 – Produção média de lodo por região demográfica do estado de Pernambuco. Tipo de ETA Convencional Compacta Modelo 1 Região demográfica N. de ETAs Faixa de vazão (L/s) Região Metropolitana 15 46–5130 7.585,13 Modelo 2 Modelo 3 Modelo 4 Modelo 5 --------------------------kg/(m3.dia)-------------------------- 21.800,07 16.986,07 18.832,27 20.050,27 Zona da Mata 13 21–199 296,24 948,22 550,48 603,85 704,49 Agreste 25 20–880 658,92 2.054,12 1.368,36 1.488,32 1.661,84 Sertão 12 17–183 234,50 677,17 390,75 435,25 507,75 Sertão do São Francisco 4 54–687 2.417,00 6.031,25 5.153,25 5.749,00 5.971,25 Região Metropolitana 14 8–28 60,34 132,61 96,50 106,65 115,79 Zona da Mata 25 6–67 86,02 37,18 92,78 53,70 54,14 Agreste 80 4–48 78,03 29,74 75,90 44,43 46,66 Sertão 48 4–59 79,18 31,40 85,48 46,74 50,31 Sertão do São Francisco 14 13–54 58,59 39,36 86,71 52,66 56,74 ETA: estação de tratamento de água. Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 767 Sobrinho, M.A.M. et al. A -41 -40 -39 -38 -37 -36 -35 Legenda N W ETAs convencionais E Limite territorial Carga de lodo (kg/(m3.dia) <500 S 0 0,45 0,9 1,35 1,8 km Universidade Federal de Pernambuco Elaborado pela Enga Química Rosangela Gomes Tavares >50.000 B -41 -40 -39 -38 -37 -36 -35 -7 -9 -9 -9 -9 Legenda N W ETAs compactas E S 0 0,45 0,9 1,35 1,8 km Universidade Federal de Pernambuco Elaborado pela Enga Química Rosangela Gomes Tavares Limite territorial Carga de lodo (kg/(m3.dia) <50 >150 Figura 3 – Disposição das estações de tratamento de água (ETAs) convencionais (A) e compactas (B) no estado de Pernambuco em função da carga de lodo por bacia hidrográfica, 2015. 768 Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 Geração, tratamento e disposição final dos lodos de etas o resíduo sólido no terreno próximo à estação. As ETAs Gurjaú e O maior número de ETAs convencionais está localizado na região Botafogo, ambas localizadas na Região Metropolitana de Recife, retêm metropolitana, onde ocorre a maior disponibilidade hídrica e população seus lodos nos bags. atendida: 80 e 43%, respectivamente. A região de desenvolvimento do Agreste e Sertão concentra as ETAs com menores vazões, predominando CONSIDERAÇÕES FINAIS De acordo com a análise dos dados de distribuição geográfica das ETAs no estado de Pernambuco, foram identificadas 246 ETAs geradoras de resíduos, sendo 69 em decantadores e filtros, 176 apenas nos filtros e Tabela 7 – Formas de disposição final dos resíduos de estações de tratamento de água no estado de Pernambuco. Estações de tratamento de água Descarte no corpo hídrico Descarte no solo Processo de deságue 1 no sistema de dessalinização. O tipo de ETA mais comum no estado Convencionais 49 15 5 é a compacta com dupla filtração, que corresponde a 32% do total de Não convencionais 135 38 4 ETAs existentes, seguido das convencionais, com 28%. Total 184 (75%) 53 (22%) 9 (3%) Tabela 6 – Distribuição das estações de tratamento de água (ETAs) por bacias hidrográficas no estado de Pernambuco, 2016. Estação de tratamento de água Bacia hidrográfica Área superficial do estado (%) Compacta Convencional N. de ETA Carga de lodo (kg/(m3.dia)) N. de ETA Carga de lodo (kg/(m3.dia)) Brígida 13,73 15 ≤50 5 500–5.000 Capibaribe 7,58 29 50–100 11 500–5.000 Garças 4,16 2 ≤50 0 0 GI 1 1,39 2 50–100 2 ≤500 GI 2 0,16 0 0 0 0 GI 3 2,32 2 50–100 2 ≤500 GI 4 1,33 2 ≤50 0 0 GI 5 0,72 1 ≤500 0 0 GI 6 0,85 0 0 0 0 GI 7 1,23 2 ≤50 0 0 GI 8 1,32 3 ≤50 2 500–5.000 GI 9 0,55 0 0 0 0 GL 1 1,21 4 50–100 3 500–5.000 GL 2 1,29 2 100–150 8 5.000–50.000 GL 3 0,13 0 0 1 5.000–50.000 GL 4 0,30 2 50–100 1 500–5.000 GL 5 0,07 1 50–100 0 0 GL 6 0,09 0 0 0 0 Goiana 2,90 12 50–100 11 500–5.000 Ipanema 6,32 8 50–100 4 ≤500 Ipojuca 3,49 11 50–100 7 500–5.000 Moxotó 8,92 3 50–100 2 ≤500 Mundaú 2,19 7 50–100 2 500–5.000 Pajeú 16,97 23 50–100 5 ≤500 Pontal 6,12 2 ≤50 0 0 Sirinhaém 2,13 9 50–100 0 0 Terra Nova 4,97 5 50–100 1 ≤500 Una 6,37 28 ≤50 2 500–5.000 Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 769 Sobrinho, M.A.M. et al. as do tipo compacta, que tratam menor volume de água, com turbidez tratamento. Apesar de 9% realizarem o processo de deságue, ainda des- relativamente baixa e, portanto, geram menor carga de lodo. cartam, na terra, a massa sólida, sem nenhuma gestão. Quanto à produção do lodo, foi observado que a bacia do Rio Capibaribe recebe a maior carga diária, entre 50 e 50 mil kg/m3, de ETAs compactas e convencionais. Todavia a bacia GL 2 (grupo dos FONTE DE FINANCIAMENTO pequenos rios litorâneos) possui a maior ETA, a ETA Pirapama, que Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), chega a tratar 5.130 L/s, gerando mais de 150 mil kg/m3 de lodo por dia. Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco No que diz respeito à disposição final dos resíduos das ETAs do (FACEPE), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível estado pernambucano, verificamos que 75% descartam seus resíduos Superior (CAPES), Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), nos corpos hídricos e 22% no solo, esse último, sem qualquer tipo de Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), COMPESA, ARPE REFERÊNCIAS ACHON, C.L.; BARROSO, M.M.; CORDEIRO, J.S. (2013) Resíduos de estações de tratamento de água e a ISO 24512: desafio do saneamento brasileiro. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 18, n. 2, p. 115-122. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522013000200003 AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). (2010) Atlas Brasil: abastecimento urbano de água – panorama nacional. Engecorps / Cobrape - Brasília: Agência Nacional de Águas/ Engecorps/Cobrape. AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). (2017) Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil 2017: relatório pleno. Brasília: Agência Nacional de Águas. 169 p. BATISTA, M.F.; MOSCHETA, I.S.; BONATO, C.M.; BATISTA, M.A.; ALMEIDA, O.J.G. de; INOUE, T.T. (2013) Aluminum in corn plants: influence on growth and morpho-anatomy of root and leaf. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 37, n. 1, p. 177-187. http://dx.doi. org/10.1590/S0100-06832013000100018 BONDY, S.C. (2016) Low levels of aluminum can lead to behavioral and morphological changes associated with Alzheimer’s disease and age-related neurodegeneration. Neurotoxicology, v. 52, p. 222-229. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2015.12.002 BRASIL. (1997) Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Brasília. BRASIL. (1998) Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998. Brasília. ALAMINO, R.C.J. (2010) A utilização de lodo de esgoto como alternativa sustentável na recuperação de solos degradados: Viabilidade, avaliação e biodisponibilidade de metais. 221f. Tese (Doutorado em Geologia) – Programa de Pós-Graduação em Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION (AWWA). (1999) Water quality and treatment: a handbook of community water supplies. 5. ed. Nova York: McGraw-Hill. ARAÚJO, A.M. de. (2006) Avaliação operacional e características do lodo gerado na indústria da água do litoral sul de Pernambuco. 136f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, Universidade Federal de Pernambuco, Recife. 770 BRASIL. (2007) Lei Federal de nº 11.445, de 5 de janeiro de 2007. Diretrizes nacionais para o saneamento básico. Brasília. CORNWELL, D.A. (2006) Water treatment residuals engineering. Denver: AWWA Research Foundation and American Water Works Association. DILLON, G. (1996) Application Guide to Waterworks Sludge Treatment and Disposal. Blagrove: Water Research Center. GHEYI, H.R.; PAZ, V.P.; MEDEIROS, S.S.; GALVÃO, C.O. (2012) Recursos hídricos em regiões semiáridas. Cruz das Almas: Instituto Nacional do Semiárido, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia. 258 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). (2004) NBR-10004: Resíduos sólidos – Classificação. 2. ed. Rio de Janeiro: ABNT. GONÇALVES, F.; SOUZA, C.H.U.; TAHIRA, F.S.; FERNANDES, F.; TEIXEIRA, R.S. (2017) Incremento de lodo de ETA em barreiras impermeabilizantes de aterro sanitário. Revista DAE. https://doi. org/10.4322/dae.2016.018 ASSOCIATION FRANCAISE POUR L’ÉTUDE DES EAUX (AFEE). (1993) Traitement des boues de stations de production d’eau potable. França: AFEE. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). (2010) Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB). Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. BASSO, L.H.M.; GONÇALVES, A.N.; SILVEIRA, L.V.A.; LIMA, G.P.P. (2003) Aluminum effect on Eucalyptus grandis x E. urophylla shoots growth in vitro. Scientia Forestalis, n. 63, p. 167-177. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). (2014) Perfil dos Municípios Brasileiros 2013. Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 Geração, tratamento e disposição final dos lodos de etas KATAYAMA, V.T.; MONTES, C.P.; FERRAZ, T.H.; MORITA, D.M. (2015) Quantificação da produção de lodo de estações de tratamento de água de ciclo completo: uma análise crítica. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 20, n. 4. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522015020040105046 PORTO, E.R.; AMORIM, M.C.C.; PAULINO, R.V.; MATOS, A.N.B. (2004) Sistema de produção usando o rejeito da dessalinização de água salobra no semi-árido Brasileiro. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS, 13., 2004. Anais... São Paulo. KAWAMURA, S. (1991) Integrated Design and Operation of Water Treatment Facilities. Nova York: John Wiley & Sons. 720 p. REIS, E.L.T.; COTRIM, M.E.B.; RODRIGUES, C.; PIRES, M.A.F.; BELTRAME FILHO, O.; ROCHA, S.M.; CUTOLO, S.A. (2007) Identificação da influência do descarte de lodo de estações de tratamento de água. Química Nova, v. 30, n. 4, p. 865-872. http://dx.doi.org/10.1590/S010040422007000400020 LATTEMANN, S.; HÖPNER, T. (2008) Environmental impact and impact assessment of seawater desalination. Desalination, v. 220, n. 1-3, p. 1-15. https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.03.009 LIBÂNEO, M. (2010) Fundamentos de qualidade e tratamento de água. 3. ed. Campinas: Átomo. 421 p. MERT, R.; ALAS, A.; BULUT, S.; ÖZCAN, M.M. (2014) Determination of heavy metal contents in some freshwater Fishes. Environmental Monitoring and Assessment, v. 186, n. 11, p. 8017-8022. https://doi. org/10.1007/s10661-014-3984-2 MOLINA, T. (2010) Caracterização e tratamento de água de lavagem de filtros de ETA com o uso de polímeros sintéticos e amido de batata. Revista de Engenharia e Tecnologia, v. 2, n. 3, p. 28-44. MOREIRA, R.C.A.; BOAVENTURA, G.R.; NUNES, S.A.; PINHEIRO, L.A.; NASCIMENTO, C.T.C.; SILVA, D.R.; LIRA,C.P. (2011) Geochemical and Geophysical Study in a Degraded Area Used for Disposal of Sludge from a Water Treatment Plant. Applied and Environmental Soil Science, v. 2011, Article ID 489182, http://dx.doi.org/10.1155/2011/489182 MOREIRA, R.C.A.; GUIMARÃES, E.M.; BOAVENTURA, G.R.A; MOMESSO, A.M.; LIMA, G.L. (2009) Estudo geoquímico da disposição de lodo de estação de tratamento de água em área degradada. Química Nova, v. 32, n. 8, p. 2085-2093. http://dx.doi. org/10.1590/S0100-40422009000800019 PADILHA, J.C. (2007) Aplicação de lodos de tratamentos de água e esgoto em latossolos cultivados com milho e soja. 345f. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba. PERNAMBUCO. (1998) Secretaria de Recursos Hídricos. Plano Estadual de Recursos Hidricos e Saneamento de Pernambuco. Pernambuco: Secretaria de Recursos Hídricos. Disponível em: <http://www.srhe. pe.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=458:perhplano-estadual-de-recursos-hidricos-1998&catid=42:documentos&Ite mid=75>. Acesso em: 5 ago. 2014. PERNAMBUCO. (2014) Secretaria de Recursos Hídricos. Projeto de Sustentabilidade Hídrica – PSHPE, Manual de Operações. Pernambuco: Secretaria de Recursos Hídricos. v. 1. Disponível em: <http://www.sirh.srh.pe.gov.br/site/index.php?option=com_content &view=article&id=309&Itemid=106>. Acesso em: 15 jan. 2016. RIBEIRO, F.L.M. (2007) Quantificação e caracterização química dos resíduos da ETA de Itabirito – MG. 133f. Dissertação (Mestrado) – Universidade de Ouro Preto, Ouro Preto. RITCHER, C.A. (2011) Tratamento de lodos de estações de tratamento de água. São Paulo: Edgard Blucher. 112 p. SARON, A.; LEITE, V.M.B. (2001) Quantificação de lodo em estação de tratamento de água. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 21., 2001. Anais... João Pessoa. SILVA, C.A.; SILVEIRA, C.; SILVA, F.A.; KLEN, M.R.F.; BERGAMASCO, R. (2012) Classificação dos lodos formados durante o processo de coagulação/floculação da água com os coagulantes PAC e Moringa Oleifera. Engevista, v. 14, n. 3. p. 302-309. https://doi. org/10.22409/engevista.v14i3.380 TAVARES, R.G. (2003) Problemas operacionais da indústria da água: consumo excessivo de cloro na linha tronco de distribuição do sistema Gurjaú e lodos gerados pelas 6 maiores estações de tratamento de água da Região Metropolitana do Recife. 145f. Dissertação (Mestrado) – Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco, Recife. TAVARES, R.G. (2016) A atenuação do aluminio do resíduo de estações de tratamento de água por vermicompostagem e adsorção. Tese (Doutorado em Geotecnia Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Pernambuco, Recife. TAKADA, C.R.S.; SERRA, J.C.V.; MAFRA, W.A.; BORBA, K.C.A. (2013) Aproveitamento e disposição final de lodos de estações de tratamento de água no município de Palmas – TO. Engenharia Ambiental, v. 10, n. 2, p. 157-165. TSUTIYA, M.T.; HIRATA, A.Y. (2001) Aproveitamento e disposição final de lodos de Estação de Tratamento de Água do estado de São Paulo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, 2001. Anais... João Pessoa: ABES. © 2019 Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental Este é um artigo de acesso aberto distribuído nos termos de licença Creative Commons. Eng Sanit Ambient | v.24 n.4 | jul/ago 2019 | 761-771 771