Impacto do lançamento de efluentes no corpo receptor (CÓrrego tim) Fonte



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IMPACTO DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NO CORPO RECEPTOR (CÓRREGO TIM)

Fonte: Texto simplificado. Foram extraídos trechos principais de:

VON SPERLING, M. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. Vol. 1. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG. 3a ed, 2005. 452 p.


Para se ter acesso a toda a descrição, gráficos e tabelas, consultar a fonte citada.

Nota: no presente texto, o nome do Córrego e da Bacia são genericamente intitulados “TIM”


1. INTRODUÇÃO
O presente item aborda um dos principais problemas de poluição dos cursos d'água, já solucionado nos países mais desenvolvidos, mas ainda de grande vulto em nosso país, a saber, o consumo do oxigênio dissolvido após o lançamento de esgotos. A importância da compreensão deste fenômeno no contexto da área de tratamento de esgotos relaciona-se à determinação da qualidade permitida para o efluente a ser lançado, incluindo o nível de tratamento necessário e a eficiência a ser atingida na remoção de DBO.
A introdução de matéria orgânica em um corpo d'agua resulta, indiretamente, no consumo de oxigênio dissolvido. Tal se deve aos processos de estabilização da matéria orgânica realizados pelas bactérias decompositoras, as quais utilizam o oxigênio disponível no meio líquido para a sua respiração. O decréscimo da concentração de oxigênio dissolvido tem diversas implicações do ponto de vista ambiental, constituindo-se, como já dito, em um dos principais problemas de poluição das águas em nosso meio.
Após o lançamento dos esgotos, o curso d’água poderá se recuperar por mecanismos puramente naturais, constituindo o fenômeno da autodepuração. É de grande importância o conhecimento do fenômeno de autodepuração e da sua quantificação, tendo em vista os seguintes objetivos:
· Utilizar a capacidade de assimilação dos rios. Dentro de uma visão prática, pode-se considerar que a capacidade que um corpo d'água tem de assimilar os despejos, sem apresentar problemas do ponto de vista ambiental, é um recurso natural que pode ser explorado. Esta visão realística é de grande importância em nossas condições, em que a carência de recursos justifica que se utilize os cursos d'água como complementação dos processos que ocorrem no tratamento de esgotos (desde que feito com parsimônia e dentro de critérios técnicos seguros e bem definidos).
· Impedir o lançamento de despejos acima do que possa suportar o corpo d'água. Desta forma, a capacidade de assimilação do corpo d'água pode ser utilizada até um ponto aceitável e não prejudicial, não sendo admitido o lançamento de cargas poluidoras acima deste limite.
A abordagem proposta para o TIM é de um simples estudo de diluição dos esgotos com o corpo receptor. Neste ponto em que os esgotos serão misturados com o corpo d´água, serão calculadas as seguintes concentrações:


  • Concentração de OD (oxigênio dissolvido)

  • Concentração de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio).



2. EQUAÇÕES DA MISTURA ESGOTO - RIO
Não será utilizado nenhum modelo matemático de qualidade das águas, mas tão somente as equações de diluição, dadas a seguir.
a) Concentração de oxigênio no rio após a mistura com o despejo
(2.1)
onde:
Co = concentração inicial de oxigênio, no ponto de mistura (mg/l)

Qr = vazão do rio a montante do lançamento dos despejos (m3/s)

Qe = vazão de esgotos (m3/s)

ODr = concentração de oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento dos despejos (mg/l)

ODe = concentração de oxigênio dissolvido no esgoto (mg/l)
Observa-se que o valor de Co é obtido através de média ponderada entre as vazões e teores de OD do rio e dos esgotos.

b) Cálculo da DBO5 após a mistura com o despejo
DBO5 da mistura:
(2.2)

onde:


DBO5o = concentração de DBO5, no ponto de mistura (mg/l)

DBOr = concentração de DBO5 do rio (mg/l)

DBOe = concentração de DBO5 do esgoto (mg/l)

O valor de DBO é também obtido através de média ponderada entre as vazões e as demandas bioquímicas de oxigênio do rio e dos esgotos.



3. OBTENÇÃO DOS DADOS DE ENTRADA
São os seguintes os dados de entrada necessários para a utilização das equações de diluição:
· vazão do rio, a montante do lançamento (Qr)

· vazão de esgotos (Qe)

· oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (ODr)

· oxigênio dissolvido no esgoto (ODe)

· DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBOr)

· DBO5 do esgoto (DBOe)


a) Vazão do curso d'água (Qr)
A vazão mínima é utilizada para o planejamento da bacia hidrográfica, para a avaliação do cumprimento aos padrões ambientais do corpo receptor e para a alocação de cargas poluidoras. Assim, a determinação das eficiências requeridas para os tratamentos dos diversos lançamentos deve ser determinada nas condições críticas. Estas condições críticas no corpo receptor ocorrem exatamente no período de vazão mínima, em que a capacidade de diluição é menor.
A vazão crítica deve ser calculada a partir de dados fluviométricos históricos do curso d'água. Foge ao escopo do presente texto a análise dos métodos para a estimativa das vazões mínimas, tema bem detalhado em livros de hidrologia. Usualmente adota-se uma vazão mínima com um tempo de recorrência de 10 anos e período de mínima de 7 dias (Q7,10). Tal pode ser entendida como o valor que pode se repetir, probabilisticamente, a cada 10 anos, compreendendo a menor média obtida em 7 dias consecutivos. Assim, em cada ano da série histórica, procede-se à análise das 365 médias diárias de vazão. Seleciona-se, em cada ano, o período de 7 dias consecutivos que resultou na menor média de vazão (média de 7 valores). Com os valores da menor média de 7 dias de cada ano procede-se a uma análise estatística, que permite interpolar ou extrapolar o valor para o tempo de recorrência de 10 anos.
Uma outra abordagem que pode ser adotada é a da utilização do conceito de descarga específica (l/s.km2). Existem valores tabulados para grande parte do território nacional, função de estudos hidrológicos realizados por diversos órgãos. Desta forma, conhecida a área de drenagem no ponto de lançamento, e adotando-se um valor da descarga específica, o produto de ambos conduz à vazão do curso d'água. Os valores da descarga específica variam grandemente de região para região, em função do clima, topografia, solo etc.
No presente trabalho, utilizar os dados de Q7,10, expressos em l/s.km2, calculados para o item de abastecimento d’água.
b) Vazão de esgotos (Qe)
A vazão de esgotos considerada em estudos de autodepuração é usualmente a vazão média, sem coeficientes para a hora e o dia de menor consumo. A vazão de esgotos é obtida através dos procedimentos convencionais, utilizando-se dados de população, contribuição per capita, infiltração, contribuição específica (no caso de despejos industriais) etc. Tais procedimentos encontram-se abordados no Capítulo "Características das Águas Residuárias" da referência citada.
No presente trabalho, a vazão de esgotos deverá ser calculada em função da população prevista no planejamento. Sugestão: considerar a população de 20 anos após o início da ocupação da área de planejamento.

c) Oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (ODr)
O teor de oxigênio dissolvido em um curso d'água, a montante do lançamento dos despejos, é um produto das atividades na bacia hidrográfica a montante.
Caso não seja possível coletar amostras de água neste ponto, pode-se estimar a concentração de OD em função do grau de poluição aproximado do curso d'água. Se este apresentar poucos indícios de poluição, ODr pode ser adotado como entre 7,5 e 8,0 mg/l.
Caso o curso d'água já se apresente bem poluído a montante, justifica-se uma campanha de amostragem, ou mesmo que os estudos de autodepuração se estendam para montante, de forma a incluir os principais focos poluidores. Em tal situação, o valor de ODr será bem inferior ao teor de saturação.
No presente trabalho, por simplicidade, considerar que o corpo receptor esteja limpo a montante do lançamento dos esgotos.

d) Oxigênio dissolvido no esgoto (ODe)
Nos esgotos, os teores de oxigênio dissolvido são normalmente nulos ou próximos a zero. Isto se deve à grande quantidade de matéria orgânica presente, implicando em um elevado consumo de oxigênio pelos microrganismos decompositores. Assim, adota-se usualmente, nos cálculos de autodepuração, o OD do esgoto bruto como zero.
Caso o esgoto seja tratado, as seguintes considerações podem ser efetuadas:
- Tratamento primário. Efluentes de tratamento primário podem ser admitidos como tendo OD igual a zero.

- Tratamento anaeróbio. Efluentes de processos anaeróbios de tratamento possuem também um OD igual a zero.

- Lodos ativados e filtros biológicos. Efluentes desses sistemas sofrem uma certa aeração nos vertedores de saída dos decantadores secundários, podendo o OD subir a 2 mg/l ou mais. Se o emissário de lançamento final for longo, este oxigênio poderá vir a ser consumido, face à DBO remanescente do tratamento.

- Lagoas facultativas. Efluentes de lagoas facultativas podem apresentar teores médios de OD elevados, em torno de 5 a 6 mg/l., face à produção de oxigênio puro pelas algas.


No presente trabalho, considerar que os esgotos brutos terão OD = 0 mg/l e os esgotos tratados OD=2 mg/l.
e) DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBOr)
A DBO5 no rio, a montante do lançamento, é função dos despejos lançados ao longo do percurso até o ponto em questão. São aqui também válidas as considerações sobre campanhas de amostragem e a inclusão dos focos poluidores de montante, abordadas no item c.
Klein (1962) propõe a classificação apresentada no Quadro 3.1, na ausência de dados específicos.
Quadro 3.1. Valores de DBO5 em função das características do curso d'água

Condição do rio

DBO5 do rio (mg/l)

Bastante limpo

Limpo


Razoavelmente limpo

Duvidoso


Ruim

1

2

3



5

>10

No presente trabalho, considerar que o corpo receptor está limpo a montante da confluência, e que não há lançamentos a montante deste local.

f) DBO5 do esgoto (DBOe)
A concentração da DBO5 dos esgotos domésticos brutos tem um valor médio da ordem de 250-350 mg/l (mg/l = g/m3). Pode-se estimar também a DBO dos esgotos domésticos através da divisão entre a carga de DBO (kgDBO/d) e a vazão de esgotos (m3/d). A carga de DBO é estimada pelo produto da população (hab) com a carga per capita de DBO (da ordem de 0,045 a 0,060 kgDBO5/hab.d, usualmente adotada como 0,054 gDBO5/hab.d) (ver Capítulo "Características das Águas Residuárias", da citada referência).
Caso haja despejos industriais significativos, estes devem ser incluídos no cálculo, principalmente aqueles oriundos de indústrias com elevada carga orgânica no efluente, como as do ramo alimentício. Tais valores podem ser obtidos por meio de amostragem ou através de dados de literatura (ver também o Capítulo "Características das Águas Residuárias").
Na situação em que se estiver investigando o lançamento de um efluente tratado, deve-se considerar a redução da DBO proporcionada pela eficiência do tratamento. Em tais condições, a DBO5 efluente será:
(3.1)
onde:
DBOefl = DBO5 do esgoto efluente do tratamento (mg/l)

DBOe = DBO5 do esgoto afluente (mg/l)

E = eficiência do tratamento na remoção da DBO5 (%)
O Quadro 3.2 apresenta faixas típicas de remoção da DBO de diversos sistemas de tratamento de esgotos predominantemente domésticos. A descrição dos diversos sistemas de tratamento encontra-se no Capítulo “Níveis, processos e sistemas de tratamento”, da citada referência
Quadro 3.2. Eficiências típicas de diversos sistemas na remoção da DBO

Sistema de tratamento

Eficiência na remoção de DBO (%)

Tratamento primário

35 – 40

Lagoa facultativa

Lagoa anaeróbia-lagoa facultativa

Lagoa aerada facultativa

Lagoa aerada de mistura completa-lagoa de decantação



70 – 85

70 – 90


70 – 90

70 – 90


Lodos ativados convencional

Aeração prolongada



85 – 93

93 – 98


Filtro biológico (baixa carga)

Filtro biológico (alta carga)

Biodisco


85 – 93

80 – 90


85 – 93

Reator anaeróbio de manta de lodo

Fossa séptica-filtro anaeróbio



60 – 80

70 – 90


Infiltração lenta no solo

Infiltração rápida no solo

Infiltração subsuperficial no solo

Escoamento superficial no solo



94 – 99

86 – 98


90 – 98

85 – 95


Obs: reator anaeróbio + pós-tratamento: a eficiência global do sistema de tratamento é equivalente à de uma ETE, em que o processo utilizado para o pós-tratamento estivesse tratando esgotos brutos (valores da tabela)
No presente trabalho, para o esgoto tratado, considerar a eficiência acima, em função do sistema de tratamento a ser analisado.

4. LEGISLAÇÃO AMBIENTAL
As bacias dos Ribeirões Arrudas e Onça estão classificadas como Classe 3, definida segundo a Resolução CONAMA 357/2005 (legislação federal) e Deliberação Normativa COPAM 10/86 (legislação estadual). Consultar a referência citada para maiores detalhes.
Nestas condições, tem-se os seguintes padrões a serem satisfeitos:


  • Padrão de lançamento (padrão de emissão, ou seja, a qualidade que os esgotos devem possuir ao serem lançados no corpo receptor)

  • Padrão do corpo receptor (qualidade da água a ser mantida no corpo receptor, em função de sua classe)

Para os parâmetros analisados no presente estudo, tem-se:


Padrão de lançamento:

DBO:

  • concentração  60 mg/l ou

  • eficiência de remoção no tratamento:  60% (no caso de esgotos domésticos) ou  85% (situação geral)


Padrão do corpo d’água (Classe 3):

DBO:

  • concentração  10 mg/l

OD:

  • concentração  4 mg/l


O atendimento a estes valores deve ser verificado, com base nas equações de diluição.



Impacto do lançamento de efluentes nos corpos receptores


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