Colmatação e desempenho de sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial ao longo de oito anos de operação / Clogging and performance of horizontal subsurface flow constructed wetlands over eight years of operation

RESUMO O presente trabalho objetivou avaliar as condições de funcionamento de dois sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS), um plantado (SACP) com taboa (Typha latifolia) e outro mantido sem plantas (SACNP), ao longo de oito anos de operação, no tratamento de esgoto sanitário. Mediu-se a extensão do escoamento superficial, como indicativo da colmatação do meio poroso ao longo do tempo, além de diversas variáveis que possibilitem inferências sobre as possíveis perdas de eficiência do sistema na remoção de poluentes dessa água residuária. As avaliações indicaram que o meio poroso dos dois SACs se encontra colmatado (mais de 80% do leito apresentando escoamento superficial), estando o SACNP, atualmente, em pior situação, tendo havido prejuízo do seu potencial de remoção de sólidos e nitrogênio em relação ao SACP. Apesar disso, o desempenho em ambos os sistemas permanece satisfatório, não existindo tendência de decréscimo acentuado nas suas capacidades de remoção de poluentes, contrariando a expectativa e corroborando resultados obtidos em trabalhos de monitoramento desses sistemas por longos períodos de tempo. A carga aplicada e o tipo de pré-tratamento a que o esgoto foi submetido parecem ter sido mais decisivos na eficiência dos sistemas em remover nutrientes/poluentes do que o próprio período de operação das unidades, sobretudo no que se refere ao SACP.

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the conditions of operation of two horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CW), one planted (PCW) with cattail (Typha latifolia), and another, maintained without plants (NPCW), along eight years of operation in sewage treatment. The extent of the overland surface flow was measured as an indicative of the clogging of the pore medium over time, besides several variables that allow to infer possible losses of treatment efficiency in the pollutants removal from wastewater. Evaluations indicated that the porous medium of the two CWs is clogged (more than 80% of the bed with overland surface flow), and that the NPCW is currently in a worse condition, with a reduction of its solids and nitrogen removal potential in relation to the PCW. Despite this, the performance in both systems remains satisfactory, and there is no tendency of decrease in the capacity to remove pollutants, contrary to expectations, and corroborating the results obtained in works that monitored these systems for long periods of time. The load applied and the type of pretreatment to which the influent was submitted seem to have been more decisive in the systems' efficiency in removing nutrients/pollutants than the operating period of the unit, especially for the PCW.

Desempenho tecnológico dos serviços de abastecimento de água e esgotamento sanitário em quatro municípios de Minas Gerais: uma análise comparativa / Technological performance of water supply and sanitation services in four municipalities in Minas Gerais, Brazil: a comparative analysis

Indicadores tecnológicos representam uma importante forma de avaliar a quantidade e a qualidade dos serviços de saneamento prestados à população. Com essa perspectiva, o artigo apresenta metodologia quali-quantitativa, visando à comparação do desempenho tecnológico de serviços de água e esgotos. O modelo é constituído por indicadores de desempenho que, combinados por meio de análise multicritério (modelo TOPSIS), propiciam uma hierarquização da qualidade tecnológica dos serviços. Aplica-se a metodologia aos municípios de Itabirito, Ouro Preto, Nova Lima e Vespasiano (Minas Gerais). Buscando explorar as particularidades do desempenho de cada serviço, os resultados permitem identificar diferenças tecnológicas significativas entre eles, reveladas nos aspectos de cobertura por redes, controle de perdas, qualidade da água, estações de tratamento, tarifas, entre outros.

Technological indicators are important tools for the assessment of quantity and quality of the environmental sanitation services provided for the population. From this perspective, this paper presents a quali-quantitative methodology intending to compare technological performance of water supply and sanitation services. The method consists of performance indicators that, combined trough a multicriterion model (TOPSIS), enable the hierarchization of the technological quality of services. The model is applied at the municipalities of Itabirito, Ouro Preto, Nova Lima and Vespasiano (Minas Gerais, Brazil). Exploring particularities of each service performance, the results suggest significant technological differences between the services, based on aspects of coverage, water loss control, water quality, treatment plants, tariffs, etc.

Análise da confiabilidade de estações de tratamento de esgotos / Reliability analysis of wastewater treatment plants

Este artigo apresenta uma análise da confiabilidade de 166 estações de tratamento de esgotos em operação no Brasil, considerando seis processos de tratamento mais usualmente adotados. Foi utilizada uma metodologia desenvolvida por Niku et al (1979) para determinação de coeficientes de confiabilidade (CDC), considerando o alcance a metas de lançamento para concentrações efluentes de DBO, DQO, SST, NT, PT e CF. A partir dos CDC obtidos, foram calculadas as concentrações de projeto necessárias para o cumprimento das metas de lançamento e os percentuais de atendimento esperados. Os resultados mostraram que poucas ETEs, nas condições de operação observadas, conseguiriam apresentar desempenhos confiáveis, em termos de cumprimento dos padrões. Para todos os constituintes e sistemas de tratamento, a variabilidade da qualidade do efluente foi muito grande.

This article presents a reliability analysis of 166 full-scale wastewater treatment plants operating in Brazil, comprising six different treatment processes usually adopted. A methodology developed by Niku et al (1979) is used for the determination of the coefficients of reliability (COR), in terms of the compliance of effluent BOD, COD, TSS, TN, TP and FC to discharge standards. The design concentrations necessary to meet the prevailing discharge standards and the expected compliance percentages have been calculated from the coefficients of reliability obtained. The results showed that few plants, under the observed operating conditions, would be able to present reliable performances in terms of compliance with the analyzed standards. For all constituents and systems, the variability of the effluent quality was very large.

Avaliação das unidades de tratamento do lodo em uma ete de lodos ativados convencional submetida a distintas estratégias operacionais / Evaluation of the sludge treatment units in an activated sludge treatment plant subjected to different operational strategies

A finalidade deste trabalho é apresentar uma avaliação da etapa de tratamento de lodos da Estação de Tratamento de Esgotos do Arrudas (Belo Horizonte), em especial os teores de sólidos ao longo do sistema, as principais variáveis de projeto e operação. O processo de tratamento é o de lodos ativados convencional com adensamento por gravidade, digestão anaeróbia e desidratação mecânica. Desde sua entrada em operação até o momento, a estação passou por três fases operacionais quanto ao adensamento dos lodos. A maior concentração média do lodo primário (4,8 por cento) foi atingida no adensador por gravidade quando esse recebia apenas lodo primário. O lodo misto alcançou uma concentração média de 2,7 por cento enquanto o valor esperado de projeto era 5,0 por cento. O lodo secundário excedente, concentrado no adensador por gravidade não ultrapassou 1,8 por cento. A maior concentração média da torta do lodo desidratado (28,3 por cento) foi obtida quando o lodo digerido era proveniente do tratamento primário.

This paper aims to evaluate the sludge treatment stage at the Arrudas Wastewater Treatment Plant (Belo Horizonte, Brazil), especially the solids contents throughout the sludge treatment line, as well as the main design and operating variables. The conventional activated sludge plant has a typical solids-line flowsheet: gravity thickening, anaerobic digestion and mechanical dewatering. Three main operational phases have been identified, whose implications in the plant behaviour are analysed in the paper. The highest concentration of primary sludge (mean value of 4.8 percent) was reached in the gravitational thickening when it was fed with primary sludge only. The mixed sludge concentrated in the gravitational thickening reached only a mean concentration of 2.7 percent, whereas the expected result was 5.0 percent. The excess secondary sludge concentrated in the gravitational thickener did not reach 1.8 percent. The largest concentration of the dewatered sludge cake (means value of 28.3 percent) was obtained when the digested sludge came from the primary treatment.

Avaliação de 166 ETEs em operação no país, compreendendo diversas tecnologias. Parte 1: análise de desempenho / Evaluation of 166 treatment plants operating in Brazil, comprising several technologies. Part 1: performance analysis

O trabalho apresenta uma análise de desempenho de 166 estações de tratamento de esgotos urbanos em operação nos estados de Minas Gerais e de São Paulo. Foram investigadas seis modalidades de tratamento diferentes, compreendendo os processos: (a) fossa séptica seguida de filtro anaeróbio, (b) lagoas facultativas, (c) lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas, (d) lodos ativados, (e) reatores UASB operando isoladamente e (f) reatores UASB seguidos por pós-tratamento. A avaliação considerou as concentrações efluentes e as eficiências de remoção dos constituintes DBO, DQO, SST, NTK, PT e coliformes (organismos termotolerantes), que foram comparadas com valores típicos reportados na literatura técnica. Em geral, o desempenho na remoção de matéria orgânica esteve dentro do esperado. As eficiências de remoção de SST estiveram abaixo, enquanto a remoção de coliformes foi maior que a descrita na literatura. A remoção de nutrientes foi baixa, já que nenhuma das modalidades analisadas foi projetada com este objetivo.

Avaliação de 166 ETES em operação no país, compreendendo diversas tecnologias. Parte 2: influência de fatores de projeto e operação / Evaluation of 166 treatment plants operating in Brazil, comprising several technologies. Part 2: the influence of design and operational parameters

O estudo avalia a influência de fatores de projeto e de operação no desempenho de estações de tratamento de esgotos, considerando a concentração efluente e eficiência de remoção de DBO. Apenas quatro das seis tecnologias de tratamento estudadas na Parte 1 forneceram dados suficientes para análise: lagoas facultativas, lagoas anaeróbias seguidas por lagoas facultativas, lodos ativados e reatores UASB operando isoladamente. O objetivo da pesquisa foi verificar a influência das condições de carga (sobrecarga, carga adequada e subcarga), do porte da estação e do envolvimento operacional (tendo como indicador a freqüência de monitoramento) no desempenho das estações de tratamento. Os resultados mostraram que não existe uma relação consistente entre a eficiência de remoção e as variáveis operacionais. A contribuição e a influência de cada variável difere de ETE para ETE, e pode ser resultado de projeto, operação ou ambos.