Análise de desempenho dos sistemas de esgotamento sanitário do Sul do Brasil

Camelo, Luana; Brito, Daniel Oliveira de; Almeida, Maria Cristina de

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Engenharia Sanitaria e Ambiental

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Sumário

Scientific Paper • Eng. Sanit. Ambient. 29 • 2024 • https://doi.org/10.1590/S1413-415220230060 copiar

Análise de desempenho dos sistemas de esgotamento sanitário do Sul do Brasil

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

O presente estudo caracteriza o afluente, o efluente e a eficiência de remoção de 56 estações de tratamento de esgoto (ETEs) em operação no Rio Grande do Sul, Brasil. A análise abrange os principais processos de tratamento de esgoto utilizados no país: fossa séptica e filtro anaeróbio, lodo ativado com reator sequencial em batelada e com aeração estendida, reator UASB e filtro biológico, lagoas anaeróbias e facultativas, e a combinação de lagoas anaeróbias, facultativas e de maturação. Os parâmetros avaliados foram demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio amoniacal (NNH₃), fósforo, sólidos suspensos totais (SST) e Escherichia coli. As concentrações afluentes de DBO, DQO e SST (intervalos médios respectivos de 38–189, 203–416 e 75–242 mg∙L⁻¹) foram inferiores às reportadas em outros estudos no Brasil, indicando que as ETEs analisadas operam com um afluente mais diluído. O efluente também apresentou concentrações abaixo dos valores de referência, embora essas diferenças não tenham sido tão acentuadas quanto no afluente. Em geral, não foram observadas discrepâncias significativas entre as eficiências de remoção obtidas e outras estimativas da literatura, exceto para SST, com valores inferiores de remoção. Fossas sépticas obtiveram menor eficiência na remoção de DBO, DQO e SST, enquanto sistemas de lodo ativado foram melhores na remoção de fósforo. Este estudo representa o primeiro conjunto de dados abrangente sobre o desempenho de ETEs na região Sul do Brasil, identificando áreas potenciais para aprimoramento e contribuindo para uma melhor gestão desses sistemas.

Palavras-chave:
avaliação de desempenho; eficiência de remoção; estações de tratamento de esgoto; estatística; tecnologias de tratamento de esgoto

Variable	Factor	ST+AF	SBR	EA	UASB+TF	AFP	AFMP
BOD₅	No. of WWTPs	16	6	6	15	3	10
	influent (mg∙L⁻¹)	188.5 ± 139.9	129.5 ± 80.9	102.3 ± 49.4	77.3 ± 67.3	38.4 ± 41.1	81.4 ± 31.6
	Effluent (mg∙L⁻¹)	79.2 ± 52.2	8.5 ± 12.8	7.2 ± 6.2	11.6 ± 11.2	10.6 ± 7.3	19.6 ± 19.9
	Removal efficiency (%)	49.7 ± 35.7	93.3 ± 5	94.6 ± 3.7	80.2 ± 10.7	61.3 ± 29.8	77.9 ± 13.3
COD	No. of WWTPs	16	6	6	15	3	10
	influent (mg∙L⁻¹)	415.9 ± 233.4	396.9 ± 203.4	298.8 ± 116.9	203.8 ± 141.5	208.5 ± 206.3	202.5 ± 69.1
	Effluent (mg∙L⁻¹)	230.9 ± 135.9	36.2 ± 12.1	53.6 ± 18.2	57.3 ± 35.1	80.5 ± 18.3	118.7 ± 46.5
	Removal efficiency (%)	47.7 ± 29.5	87.1 ± 11	81 ± 7.2	66.2 ± 16.1	33.1 ± 40	35.5 ± 22.1
NNH3	No. of WWTPs	10	4	5	14	3	7
	influent (mg∙L⁻¹)	60.6 ± 21.9	33 ± 9.4	39.3 ± 12.3	36 ± 22.2	27.7 ± 11.9	27.2 ± 7.3
	Effluent (mg∙L⁻¹)	52.5 ± 25.3	9.1 ± 8.3	16.3 ± 14.3	18.1 ± 16.2	5.8 ± 6.2	6.3 ± 8.6
	Removal efficiency (%)	14 ± 23	65.2 ± 35.7	50.9 ± 39.9	50 ± 33.4	81.7 ± 13	78.5 ± 27
TP	No. of WWTPs	5	3	2	10	3	7
	influent (mg∙L⁻¹)	9.6 ± 5.2	4.9 ± 1.9	5.1 ± 1.2	4.8 ± 2.9	3.3 ± 1.2	3.2 ± 0.5
	Effluent (mg∙L⁻¹)	6.4 ± 5.1	1.8 ± 1.8	1.4 ± 0.2	2.7 ± 1.9	2 ± 0.9	1.8 ± 1.4
	Removal efficiency (%)	40.8 ± 30.8	66.2 ± 22.4	72.7 ± 9.8	35.8 ± 32.2	37.8± 12.5	37.2 ± 37
TSS	No. of WWTPs	16	6	6	15	3	9
	influent (mg∙L⁻¹)	241.9 ± 295.4	133.8 ± 58.7	93.7 ± 41.1	75.3 ± 47.4	81.2 ± 76.9	69.7 ± 28.2
	Effluent (mg∙L⁻¹)	50.9 ± 30.5	8.5 ± 5.9	19.2 ± 8.2	19.3 ± 15.1	44 ± 11.5	60.1 ± 20.9
	Removal efficiency (%)	54.3 ± 34.1	94.1 ± 6.3	74 ± 21.1	68.1 ± 22.6	18 ± 44.1	11.2 ± 30.3
E. coli	No. of WWTPs	7	6	4	11	3	9
	influent (10⁶∙ MPN∙100 mL⁻¹)	5.1 ± 5.9	10.5 ± 8.5	7.4 ± 0.9	6.5 ± 6.0	4.3 ± 5.1	3.6 ± 1.4
	Effluent (10³∙ MPN∙100 mL⁻¹)	2440.0 ± 3020.0	128.0 ± 153.0	270.0 ± 324.0	608.0 ± 871.0	21.2 ± 34.7	0.4 ± 0.6
	Removal efficiency (log. units)	0.4 ± 0.3	2.3 ± 0.8	1.9 ± 0.9	1.6 ± 1.3	3.1 ± 0.8	4.3 ± 0.8

Variable	Factor	ST+AF	SBR	EA	UASB+TF	AFP	AFMP
BOD₅ (%)	Median	57.76	95.37	95.59	81.04	75.8	79.91
	95% CI¹ 1Obtained by the resampling bootstrap method with 10,000 iterations;	39–72	87–97	91–97	72–83	27–76	65–88
	Typical values² 2based on von Sperling (2014).	80–85	90–97	90–97	80–93	75–85	80–85
	WWTPs below the typical range	88%	33%	17%	50%	47%	33%
COD (%)	Median	49.24	92.18	83.06	70.40	29.88	27.32
	95% CI¹ 1Obtained by the resampling bootstrap method with 10,000 iterations;	28–70	74–94	70–86	50–76	(−5)–75	16–51
	Typical values² 2based on von Sperling (2014).	70–80	83–93	83–93	73–88	65–80	70–83
	WWTPs below the typical range	69%	33%	50%	90%	60%	67%
NNH3 (%)	Median	12.87	75.15	30.77	42.55	88.39	93.75
	95% CI¹ 1Obtained by the resampling bootstrap method with 10,000 iterations;	(−6)–28	16–92	14–91	27–78	67–88	25–95
	Typical values² 2based on von Sperling (2014).	<45	>80	>80	<50	<50	50–65
	WWTPs below the typical range	0%	50%	60%	14%	0%	0%
TP (%)	Median	30.91	77.80	72.65	32.02	35.03	46.40
	95% CI¹ 1Obtained by the resampling bootstrap method with 10,000 iterations;	21–33	40–78	66–73	15–47	27–51	(−6)–65
	Typical values² 2based on von Sperling (2014).	<35	<35	<35	<35	<35	>50
	WWTPs below the typical range	0%	0%	0%	57%	0%	0%
TSS (%)	Median	64.53	95.76	81.56	72.69	20.59	7.41
	95% CI¹ 1Obtained by the resampling bootstrap method with 10,000 iterations;	31–78	87–99	31–83	58–82	(−27)–21	(−6)–29
	Typical values² 2based on von Sperling (2014).	80–90	87–93	87–93	87–93	70–80	73–83
	WWTPs below the typical range	75%	17%	100%	100%	80%	100%

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[1] * Corresponding author: mariacristinaas@gmail.com