Monitorização da qualidade e quantidade dos efluentes industriais afluentes à ETAR X

UMinho | 2021 Cristiana Sofia Rodrigues Gonçalves Monitorização da qualidade e quantidade dos efluentes industriais afluentes à ETAR X Universidade do Minho Escola de Engenharia Cristiana Sofia Rodrigues Gonçalves Monitorização da qualidade e quantidade dos efluentes industriais afluentes à ETAR X dezembro de 2021 i Universidade do Minho Escola de Engenharia Cristiana Sofia Rodrigues Gonçalves Monitorização da qualidade e quantidade dos efluentes industriais afluentes à ETAR X Dissertação de Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia Biológica Trabalho efetuado sob orientação do Professora Doutora Maria Alcina Pereira e da Engenheira Lara Castro dezembro de 2021 ii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Atribuição-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ iii AGRADECIMENTOS Aos meus pais que me permitiram continuar os estudos, sem nunca imporem as suas preferências. Aos meus amigos que me apoiaram nos momentos de fraqueza e motivaram para concluir esta etapa. Aos meus colegas de turma que se mostraram verdadeiros companheiros. À Professora Doutora Maria Alcina Pereira, orientadora, pela forma simples e direta que me abordava e conduzia ao sucesso deste trabalho. Agradeço a disponibilidade e rigor com que desempenhou esta função. Por fim, à Engenheira Lara Castro que superou todas as expectativas, por ser um exemplo a nível pessoal e profissional. Guardarei na memória todas as conversas e desabafos espontâneos que surgiram. iv DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho. v Monitorização da qualidade e quantidade dos efluentes industriais afluentes à ETAR X RESUMO As questões ambientais são temas atuais que suscitam uma atenção especial, dado que é uma problemática que afeta todos os seres vivos e não vivos. Problemas como o consumo exagerado de água, poluição do ar, extinção de espécies, entre outros, são consequências da industrialização e crescimento populacional. As Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR’s) assumem um papel preponderante no tratamento de efluentes, cuja finalidade é garantir a qualidade da água aquando do seu retorno, cumprindo os requisitos legais de descarga. Neste contexto, é necessário realizar um controlo interno dos parâmetros, mas também externo aos efluentes resultantes das indústrias ligadas ao sistema de saneamento. As empresas em estudo inseremse no setor têxtil, caracterizado por consumir elevados volumes de água e excluir águas com coloração escura, cheiro intenso, pH alcalino, temperaturas elevadas e alta condutividade. O objetivo principal do desenvolvimento deste projeto assenta na caracterização das propriedades dos afluentes, de modo a garantir o funcionamento regular da ETAR. Assume-se importante a comparação dos resultados obtidos com a regulamentação relativa aos valores limites de emissão permitidos. Assim, efetuam-se análises periódicas, sem aviso prévio, às instituições, para que não haja possibilidade de manipulação dos efluentes. Na discussão de resultados, para a maioria dos indicadores avaliados, constata-se que as empresas atendem aos limites regulamentados e se demonstram atentas aos possíveis impactos que provocam no meio ambiente. Alguns parâmetros são difíceis de controlar, excedendo os valores máximos, como é o caso da condutividade, contudo, há preocupação das empresas para normalizarem os seus valores, adotando estratégias como alterações no processo de fabrico. Assume-se, desta forma, que a elaboração deste trabalho, teve consequências positivas para a Estação de Tratamento de Águas Residuais, dado que possibilitou uma monitorização constante dos seus afluentes e, ainda, permitiu consciencializar e alertar as empresas. Palavras-chave: qualidade da água, ETAR, efluentes, têxtil, monitorização vi Monitoring the quality and quantity of industrial effluents flowing into the X WWTP ABSTRACT Environmental issues are current topics that attract special attention, as it is a problem affecting all living and non-living beings. Problems such as excessive water consumption, air pollution, species extinction, among others, are consequences of industrialization and population growth. The Wastewater Treatment Plants (WWTP’s) assume a major role in the treatment of effluents, the purpose of which is to ensure the quality of the water at the time of its return, complying with the legal discharge requirements. In this context, it is necessary to carry out an internal control of the parameters, but also external in the effluents resulting from industries connected to the sanitation system. The companies under study are part of the textile sector, characterized by consuming high volumes of water and eliminating dark-coloured waters, with intense smell, alkaline pH, high temperatures and high conductivity. The main objective of the development of this project is to characterize the properties of affluents in order to ensure the regular functioning of the WWTP. It is important to compare the results obtained with the regulation on allowed emission limit values. Thus, periodic analyses are carried out, without prior notice, to the institutions, so that there is no possibility of manipulation of effluents. In the discussion of the results, for most of the indicators evaluated, it is observed that the companies meet the regulated limits and are attentive to the possible impacts they cause on the environment. Some parameters are difficult to control, exceeding the maximum values, as is the case of conductivity, however, there is concern from companies to normalize their values by adopting strategies such as changes in the manufacturing process. It is therefore assumed, that the preparation of this work had positive consequences for the Wastewater Treatment Plant, since it allowed a constant monitoring of its affluent and made it possible to raise awareness and alert the companies. Keywords: Water quality, WWTP, effluents, textile, monitoring vii ÍNDICE AGRADECIMENTOS .............................................................................................................. iii DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE ..................................................................................... iv RESUMO ................................................................................................................................... v ABSTRACT .............................................................................................................................. vi LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÓNIMOS ..................................................... ix ÍNDICE FIGURAS .................................................................................................................... x ÍNDICE TABELAS .................................................................................................................. xi 1. Introdução ........................................................................................................................... 1 1.1. Enquadramento ao tema .............................................................................................. 1 1.2. Âmbito e Objetivos ...................................................................................................... 2 1.3. Águas do Norte, S.A. ................................................................................................... 2 1.4. Estrutura da Dissertação .............................................................................................. 4 2. Descrição da Estação de Tratamento de Águas Residuais ................................................. 5 2.1. Obra de entrada e tratamento preliminar ..................................................................... 6 2.1.1. Elevação inicial .................................................................................................... 6 2.1.2. Sistema de gradagem ............................................................................................ 7 2.1.3. Sistema de desengorduramento/desarenamento ................................................... 7 2.1.4. Correção de pH ..................................................................................................... 8 2.1.5. Bacia retenção ...................................................................................................... 8 2.2. Tratamento secundário ................................................................................................ 8 2.2.1. Reatores biológicos .............................................................................................. 9 2.2.2. Extração de lamas em excesso ............................................................................. 9 2.2.3. Decantação secundária ......................................................................................... 9 2.3. Tratamento de lamas em excesso .............................................................................. 10 2.3.1. Espessamento mecânico de lamas ...................................................................... 10 2.3.2. Desidratação mecânica e transporte de lamas .................................................... 10 2.3.3. Preparação e doseamento de polielectrólito ....................................................... 11 2.4. Tratamento terciário .................................................................................................. 11 2.5. Reutilização do efluente tratado ................................................................................ 12 3. Caracterização da indústria têxtil ..................................................................................... 13 3.1. Descrição do setor têxtil ............................................................................................ 13 3.1.1. Branqueamento ................................................................................................... 13 3 representados na figura 1, dos quais 54 registados para o abastecimento de água e 61 para o tratamento de águas residuais. Em 2019, para o grupo em alta a empresa distribuiu 72,8 milhões de m3 de água e 77,8 milhões de m3 de águas residuais, enquanto que para em baixa contabilizam-se 3 milhões de m3 de água e 4,7 milhões de m3 de águas residuais [8]. Em síntese, a Águas do Norte, S.A. é a entidade gestora máxima responsável pela captação, tratamento e abastecimento de água para o consumo público, pela recolha, tratamento e rejeição de efluentes domésticos, urbanos, industriais e derivado de fossas séticas [7]. Abrange diferentes operações como a projeção, construção, conservação, reparação, manutenção das infraestruturas, aquisição de equipamentos, entre outros. As convicções desta empresa passam pela satisfação do cliente, mantendo a proximidade com este, pela motivação dos colaboradores, por políticas de igualdade de género, pela transparência e comunicação, com o intuito de melhorar continuamente a qualidade dos serviços, cumprindo as necessidades e expectativas exigidas [7]. Figura 1Mapa dos municípios abrangidos pela Águas do Norte,S.A.[8]. 4 1.4. Estrutura da Dissertação A dissertação expõe uma estrutura organizada em 6 capítulos. No capítulo 1, intitulado “Introdução”, é realizado um enquadramento geral do tema, pelo que se apontam os motivos da sua realização, os respetivos objetivos de trabalho e, ainda, uma sucinta apresentação da empresa escolhida para o estágio curricular. No capítulo 2, efetua-se a descrição do tratamento de águas residuais na ETAR X, com explicação detalhada sobre todos os processos envolvidos na mesma. O capítulo 3 é relativo à indústria têxtil, onde se caracteriza este setor aos níveis dos dois processos, o tingimento/acabamento e a estampagem, do efluente típico e identifica-se a localização das empresas em estudo. O capítulo 4 refere-se à metodologia adotada para a realização deste projeto, onde estão descritas as etapas de preparação e concretização do mesmo. No capítulo 5 são demonstrados e discutidos todos os resultados recolhidos durante o estágio para os parâmetros considerados relevantes, conforme o enquadramento legal em vigor para o tratamento de águas residuais. O capítulo 6 retrata a avaliação do impacto da ETAR no meio hídrico, com identificação dos pontos de amostragem escolhidos. Por fim, no capítulo 7, apresentam-se as principais conclusões da dissertação e recomendações para trabalhos futuros. Seguidamente aparecem as referências bibliográficas e anexos mais relevantes. 5 2. Descrição da Estação de Tratamento de Águas Residuais A ETAR X está dimensionada para servir aproximadamente 100 000 habitantes equivalentes e tratar cerca de 14 000 m3/dia de águas residuais, maioritariamente provenientes de indústrias [9]. A ETAR é provida de processos e operações unitárias que possibilitam o tratamento de efluentes, doméstico e industrial, tendo em vista o cumprimento de todos os parâmetros legislativos para descarregar no recetor final, o rio. No anexo I é possível apreciar as condições e o programa de monitorização a que se encontra sujeito. Na tabela 1 encontram-se descriminados os valores limite para a descarga na época normal e estiagem (1 de junho a 30 de setembro) [10]. Tabela 1Valores limite de descarga no rio para a ETAR X [adaptado do Decreto-Lei 152/97, de 19 de junho] O sistema de tratamento contempla tanto compostos líquidos como sólidos. O processo para os líquidos é constituído pelo tratamento preliminar, secundário e terciário, enquanto que o sólido integra o processamento das lamas resultantes. A existência de duas linhas (linha 1 e linha 2) possibilita a permuta do processo consoante a quantidade de caudal recebido ou intervenções de limpeza necessárias. Desta forma, a instalação pode operar em três modos distintos, isto é, apenas com linha 1, apenas com a linha 2 ou ambas em simultâneo [11]. Parâmetros Unidade Época Normal Época Estiagem pH 6 a 9 6 a 9 CQO mg/L 125 100 CBO mg/L 25 15 SST mg/L 35 30 Cor Não visível na diluição 1:20 Não visível na diluição 1:10 N total mg/L 15 15 P total mg/L 10 10 6 2.1. Obra de entrada e tratamento preliminar O tratamento preliminar engloba um conjunto de operações que permitem a remoção de determinados constituintes que interferem no decorrer do processo de tratamento de água. O pré-tratamento inclui métodos físicos como a remoção de detritos que podem obstruir e danificar os equipamentos e métodos químicos através da adição de compostos, que permitem corrigir parâmetros que perturbem as etapas seguintes [12]. Na figura 2 encontra-se representado o esquema para esta fase de tratamento de águas residuais da ETAR X. 2.1.1. Elevação inicial A elevação do afluente é realizada através de três parafusos de Arquimedes que permitem a ascensão das águas residuais para uma cota que possibilita o escoamento gravítico do caudal. Esta estação de bombagem inicial evita a necessidade de uma outra adicional a montante do tratamento biológico, diminuindo assim os custos [11]. A água residual bruta entra no sistema através de uma câmara comum aos três canais independentes, que por sua vez cada canal é constituído por uma comporta. A câmara recebe as escorrências do tratamento de lamas, as escumas produzidas dos decantadores secundários, as escorrências do classificador de areias e a descarga de fundo e de superfície da bacia de emergência. A monitorização é realizada através de medidores de caudais, pelo que se encontra um medidor de nível, um medidor de caudal do bypass e um medidor de gás sulfídrico [11]. Figura 2Esquema representativo da obra de entrada e tratamento preliminar da ETAR X. Fonte: ETAR X 7 2.1.2. Sistema de gradagem A gradagem tem como finalidade a retenção de material flutuante ou em suspensão que pode obstruir os processos subsequentes, reduzindo a eficácia do tratamento [13]. A gradagem é constituída por dois canais, sendo efetuada em duas fases. Inicialmente, uma grade de limpeza manual grosseira com barras de espaçamento de 40 mm e, de seguida, um tamisador de tambor rotativo com malha de 10 mm para diminuir a perda de carga e evitar bypass, pelo que o sistema garante uma elevada eficiência na remoção dos materiais contidos nas águas residuais [11]. Este último equipamento, permite a combinação das funções de gradagem (fina), compactação, lavagem dos gradados e o transporte para dois contentores com 1 100 L de capacidade, sendo o destino final a deposição em aterro. Durante o funcionamento desta etapa, pode-se originar uma perda de carga, por causa da acumulação de sólidos, o que origina uma subida lenta do nível, acionando o parafuso raspador que recolhe os resíduos e descarrega-os por gravidade no recetor. Durante a deslocação, estes são comprimidos e desidratados até um teor de 40 % [11]. As escorrências resultantes da compactação e lavagem dos gradados são conduzidas graviticamente para o canal de gradagem. Existe um canal análogo e paralelo aos anteriores, formado por uma grade manual grossa, caso seja necessário efetuar bypass aos tamisadores ou permitir a receção de caudais elevados, sem criar perdas de carga. Por último, de forma a automatizar a entrada em serviço dos canais de gradagem foram consideradas duas comportas monitorizadas que evitam a deposição de areias, devido à baixa velocidade do caudal afluente [11]. 2.1.3. Sistema de desengorduramento/desarenamento O desarenador/desengordurador possui uma ponte raspadora que contém rasparadores fixos à superfície para remover óleos e gorduras e um raspador de fundo para recolher as areias. Este instrumento permite evitar problemas operacionais no tratamento secundário, para além de proteger os equipamentos, evitando o desgaste dos mesmos, provocado pela possível deposição de areias [13]. O arejamento é efetuado por arejadores submersíveis do tipo Aeroflot, que evitam a extração de matéria orgânica necessária no tratamento biológico. As areias removidas são encaminhadas por duas bombas centrífugas submersíveis até ao classificador de areias, enquanto que os óleos e gorduras são conduzidos graviticamente para um poço de bombagem com agitação mecânica e, posteriormente, encaminhadas para um concentrador de gorduras. Estes compostos residuais têm como destino final a codigestão numa 8 ETAR próxima, pertencente ao grupo Águas do Norte, S.A., enquanto que as águas resultantes são reintroduzidas no processo. O funcionamento do sistema é temporizado em função do caudal de água bruta [11]. 2.1.4. Correção de pH O efluente recebido pela ETAR X é ligeiramente alcalino, variando entre 7 e 8, em consequência do contributo das empresas têxteis. Contudo, não existe necessidade de correção. 2.1.5. Bacia retenção A bacia de retenção foi idealizada para situações de sobrecarga hidráulica que podem afetar o tratamento biológico e evitar descargas de águas não tratadas no meio hídrico recetor. A receção do efluente é realizada a partir do tanque de neutralização, através de um descarregador de emergência manual quando se avaliam os parâmetros do processo ou se verificam problemas no tratamento secundário. As águas residuais decorrentes são homogeneizadas, doseadas e devolvidas ao sistema de tratamento [11]. 2.2. Tratamento secundário O tratamento secundário é referente ao tratamento biológico do efluente que é constituído por algumas etapas demonstradas na figura 3 e as restantes explicadas nos subcapítulos sequentes. Figura 3Esquema representativo do tratamento secundário da ETAR X. Fonte: ETAR X 9 2.2.1. Reatores biológicos O tratamento biológico é realizado por um sistema de lamas ativadas com dois reatores tipo vala de oxidação configurados em carrossel. Cada um deles possui um sistema de difusão de bolha fina, agitadores submersíveis do tipo Banana Blade e válvulas manuais de descarga de fundo com ligação à elevação inicial. O sistema de arejamento é composto por dois pares de grelhas com os difusores, no qual está associada uma central de produção de ar regulada em função do set-point de oxigénio dissolvido [11]. As vantagens desta estrutura incidem na obtenção de uma purificação eficaz das águas residuais, simultaneidade dos processos de nitrificação/desnitrificação, remoção de substâncias azotadas e estabilização das lamas nos reatores [14]. Nas valas de oxidação, a diluição dos efluentes é instantânea, devido ao elevado caudal de recirculação interna do sistema. O arejamento prolongado permite a absorção de poluentes, o que torna o efluente mais estável, obtendo-se duas zonas com diferentes concentrações de oxigénio, uma mais concentrada e outra menos rica. A zona anóxica, com menos oxigénio, possibilita o crescimento de biomassa facultativa responsável pela desnitrificação do efluente e a reposição da alcalinidade. Permite, ainda, a redução do consumo energético, através da libertação de oxigénio aquando do processo de desnitrificação e pelo consumo de uma parte da matéria orgânica como fonte de carbono pelos microrganismos. Na zona arejada, sucede-se a redução da quantidade de matéria orgânica e a nitrificação. Os microrganismos presentes neste último processo são produzidos de forma contínua no reator, pelo que, posteriormente, seguem para os decantadores secundários, onde existe a separação das fases líquida e sólida [11]. 2.2.2. Extração de lamas em excesso As lamas biológicas em excesso são extraídas dos decantadores secundários. Estas caixas contêm medidores de sólidos em suspensão para monitorizar a concentração de lamas. Nos circuitos de compressão de lamas em excesso estão instalados medidores de caudais eletromagnéticos, de modo a controlar a idade ideal das lamas e determinar a quantidade destas [11]. 2.2.3. Decantação secundária A decantação secundária propicia a separação da biomassa proveniente do sistema de lamas ativadas e facilita a manutenção da concentração de lamas [13]. 10 Os decantadores secundários são constituídos por raspadores de fundo, de funcionamento contínuo, e pontes que possuem raspadores de superfície para a remoção de escumas [11]. A entrada de água residual é realizada através de defletores centrais de distribuição e a saída é efetuada pela caleira de descarga até à caixa de distribuição de caudais para as duas linhas de tratamento terciário. As lamas depositadas são encaminhadas para um poço de lamas localizado no centro dos decantadores, sendo direcionadas graviticamente para a respetiva estação elevatória e, de seguida, elevadas para o tanque de contacto. As escumas removidas são orientadas pelo raspador para a caixa de escumas, enquanto que a mistura de água e escumas segue para o circuito de escorrências do tratamento de lamas [11]. 2.3. Tratamento de lamas em excesso O tratamento de lamas em excesso é composto pela extração das lamas, o espessamento mecânico, a desidratação, a preparação e doseamento do polieletrólito, transporte e armazenamento. 2.3.1. Espessamento mecânico de lamas O espessamento mecânico ocorre através de uma filtração para extrair a água presente nas lamas, de modo a aumentar o teor de matéria seca. As lamas em excesso são elevadas através de bombas centrífugas para o equipamento de espessamento. O processo é realizado em duas linhas cada uma com dois tambores de espessamento isolados, medidores de caudais e de concentração de sólidos [11]. Nesta etapa adiciona-se um polímero antes da entrada para o tambor de espessamento, com o objetivo de agrupar as partículas sólidas [11]. 2.3.2. Desidratação mecânica e transporte de lamas Cada tambor de espessamento tem uma centrífuga de desidratação correspondente, pelo que no meio destes existe uma tremonha que alimenta as lamas espessadas à centrífuga. Por forma a aumentar a capacidade de alimentação à centrífuga e, por outro lado, permitir o funcionamento com os dois equipamentos em alternância, instalou-se um reservatório de 25 m3 entre os dois órgãos. A seguir, encontra-se uma bomba volumétrica de parafuso excêntrico e abaixo das centrífugas um parafuso transportador que alimenta as bombas de elevação das lamas ao silo. 11 Neste último equipamento, está instalado um medidor de nível que determina a entrada das lamas e os níveis de descarga [11]. Nos misturadores estáticos, antes da entrada nas centrífugas, acontece a mistura do polímero. Tanto as escorrências das centrífugas como as águas de lavagem têm como destino o circuito de escorrências conectado à elevação inicial [11]. Tal como o espessador mecânico, o objetivo da desidratação é aumentar a concentração de matéria seca procedente da etapa anterior. As centrífugas permitem obter lamas desidratadas entre 20 a 22 % (p/v), sendo a eficiência esperada de 95 % [15]. O armazenamento das lamas desidratadas é consumado num silo com capacidade de 100 m3 com um raspador exterior [11]. 2.3.3. Preparação e doseamento de polielectrólito O polieletrólito é utilizado para melhorar a eficiência do tratamento das lamas. A preparação deste químico tem um enorme interesse a nível prático, dado que é decisiva no grau de espessamento e desidratação e a nível económico, visto que é um composto dispendioso [11]. O volume necessário para as operações unitárias anteriormente descritas é diferente, pelo que a preparação para o espessamento é efetuada numa unidade cuja capacidade é 1 000 L, enquanto que para a desidratação a unidade de preparação automática possui 1 500 L. O reagente é diluído em linha, numa concentração de 0,3 a 0,6 %, nos respetivos painéis de diluição, sendo parametrizados através de medidores de caudal [11]. 2.4. Tratamento terciário O tratamento terciário tem como finalidade a eliminação de partículas sólidas, tensioativos presentes e cor persistente [13]. É concebido por duas linhas de tratamento, cada uma com um tanque de ozonização e flotação equipado com um módulo cilíndrico interno. O efluente introduz-se tangencialmente no flotador, pelo que abaixo da entrada situa-se uma rede de hidroinjetores de efluente tratado saturado com ar. No módulo interno entra o efluente com sólidos, resultantes da decantação secundária, onde estes são arrastados até à superfície, devido ao contacto com a corrente de efluente recirculado e saturado com ar. As partículas flotadas são conduzidas para um poço de lamas através de uma ponte raspadora, sendo introduzidos nos reatores biológicos [11]. 12 Posteriormente, o efluente não tratado chega à parte inferior, onde se localiza o ozono e inicia-se a decoloração. O ozono incide nas moléculas complexas que conferem cor ao efluente, rompendo as ligações químicas e formando moléculas mais pequenas sem características de corante [11]. Por fim, a saída do efluente é, também, tangencial pelo fundo do equipamento, sendo o fluxo hidráulico gravítico até à descarga para o meio hídrico [11]. A operação de tratamento com ozono engloba benefícios como a facilidade e flexibilidade de intervenção, a redução de SST e CQO, bem como a isenção de formação de lamas finais, desodorização do efluente e elevada qualidade do mesmo, possibilitando um menor custo de exploração [16]. 2.5. Reutilização do efluente tratado O reaproveitamento da água tratada é essencial para tornar a ETAR sustentável. Esta água de serviço é utilizada para lavar tambores de espessamento, centrifugas e pavimentos, nas diluições das soluções de polímero, entre outros [11]. A água tratada é filtrada num filtro mecânico, de limpeza automática, instalado na tubagem de compressão das bombas. De seguida, é encaminhada para um reservatório, situado perto do tratamento de lamas, por uma bomba centrifuga submersível. No interior do tanque encontramse um grupo hidropressor que garante o caudal e pressão fundamentais para a serventia da água em toda a ETAR [11]. 19 e as restantes relativamente próximas entre si. Algumas entidades estão posicionadas junto ao rio, de forma a facilitar o abastecimento de água utilizada no processo industrial, contudo outras estão mais afastadas e optam, normalmente, por captações próprias como furos. A ETAR X situa-se um pouco distante das empresas, mas próxima das habitações domésticas e numa cota inferior, de maneira a que o efluente chegue pelas tubagens, sobretudo através da força gravítica. 20 4. Metodologia Nesta secção são exibidas as metodologias usadas no controlo dos parâmetros previamente estabelecidos, de forma a cumprir os objetivos propostos. O controlo de uma ETAR necessita de uma caracterização dos efluentes de entrada e saída, nomeadamente a quantificação da carga poluente (CQO e CBO), os sólidos suspensos totais, azoto total, fósforo total, temperatura e pH. Para conseguir efetuar a especificação dos afluentes industriais é necessário um conhecimento das características tanto dos processos, como dos resíduos das atividades das unidades industriais, obtido através de pesquisa sobre o tema. Assim, este trabalho contemplou várias fases e atividades distintas. Numa primeira etapa, realizou-se a recolha de informações sobre as empresas têxteis. Estas empresas estão ligadas há vários anos ao sistema de saneamento, pelo que existiam análises internas aos seus próprios efluentes que requeriam a organização global, para que todos tivessem acesso às mesmas. Assim, esta informação foi compilada num Excel e arquivada numa pasta alusiva a clientes industrias na intranet das Águas do Norte, S.A.. Seguidamente, foram planeadas as visitas mensais às indústrias sem aviso prévio das mesmas, com o intuito de avaliar em concreto o efluente daquele dia. Por motivos económicos, as amostras foram realizadas pontualmente e simples, ou seja, sem amostras em duplicado. Desta forma, não é possível realizar uma análise estatística a estas. Após se realizarem as análises, os resultados eram avaliados e comparados com a regulamentação em vigor, de maneira a descobrir as irregularidades cometidas. Nos dias em que não realizava as visitas à empresa, contribuía no controlo interno da ETAR, bem como no estudo de outras amostras provenientes de outras ETAR’s. Por último, efetuava a comunicação dos resultados à chefia, para que fossem discutidas medidas e adotadas abordagens importantes com as empresas têxteis intervenientes. No anexo II, intitulado por Protocolos de análise laboratorial, encontram-se os protocolos experimentais para os parâmetros de interesse analisados no laboratório da ETAR X, baseados nas instruções impostas pela empresa. Realço que para alguns dos componentes são utilizados apenas os kits disponibilizados no laboratório e que todas as soluções referidas pertencem ao próprio kit. 21 5. Avaliação do impacto dos efluentes têxteis no desempenho da ETAR No laboratório da ETAR X foram executadas análises físico-químicas a alguns parâmetros relativos ao afluente bruto, efluente tratado e ao recolhido nas empresas têxteis, de acordo com os protocolos implementados na Águas do Norte,S.A. O período de amostragem decorreu entre o mês de março e julho, pelo que para além das atividades laboratoriais impostas, foram realizadas tarefas adicionais de rotina relacionadas com o controlo analítico interno da ETAR, designadamente o registo diário dos valores dos parâmetros. Nas secções seguintes são apresentados e discutidos os resultados obtidos para os vários pontos de amostragem considerados relevantes para análise. 5.1. Caudal de afluência da ETAR O controlo do caudal de entrada é um parâmetro importante a monitorizar, dado que influencia todo o processo de tratamento das águas residuais. Na figura 4 encontram-se representados os caudais médios diários de afluência à ETAR X durante o período de amostragem e o caudal projetado para o funcionamento da mesma. 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Março Abril Maio Junho Julho ______ m3/dia Mês Média mensal Estimado Figura 4Variação do caudal afluente da ETAR X ao longo do período de amostragem. Q 22 O caudal médio diário na ETAR X foi aproximadamente 10 229 m3dia ⁄, pelo que este valor se encontra relativamente próximo do caudal médio diário proposto no ano de projeção da ETAR. Por observação gráfica verifica-se que existem oscilações ao longo dos meses, sendo o caudal mínimo 8 345 m3dia ⁄ e o máximo 13 757 m3dia ⁄. Estas variações verificam-se, sobretudo, nos meses de inverno, devido às chuvas intensas e consequentes infiltrações que acarretam o aumento do caudal afluente. No mês de julho constata-se o menor valor de caudal recebido não só por ser época de verão, mas também por causa das interrupções de descanso das indústrias. O caudal recebido na ETAR é maioritariamente um efluente industrial, pelo que está dependente das descargas incertas das entidades, o que implica variações no caudal. 5.2. Caudal faturado às empresas Para perceber a influência que os efluentes industriais causam no processo de tratamento da ETAR, é necessário realizar um controlo dos mesmos. Deste modo, na figura 5 está retratado o gráfico correspondente à variação do caudal de cada empresa durante o período de estágio. Os dados expostos na figura foram medidos diretamente nos caudalímetros, instalados em cada uma das empresas, no último dia útil do mês. Por análise gráfica observa-se que a empresa D é a principal cliente da ETAR, sendo que a média de volume de efluente enviado é de 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 A B C D E F G H I ___ m3 Empresas Março Abril Maio Junho Julho Figura 5Caudal faturado às empresas durante o período de estágio. Q 23 47 749 m3mês ⁄. Esta organização tem uma elevada produção diária, portanto utiliza enormes quantidades de água no seu processo industrial, pelo que descarrega uma maior fração de efluente. À vista disso, as águas residuais, cujas características específicas não respeitam os limites para os parâmetros legislados, causam consequências menos benéficas no caudal afluente da ETAR. Seguidamente, denota-se que a empresa H envia em média um caudal de 14 920 m3mês ⁄ e, em terceiro lugar, a empresa I, cuja média é 13 221 m3mês ⁄. Existe uma grande discrepância entre estas empresas e outras como B, C, F e G que descarregam quantidades muito reduzidas. Esta variabilidade pode ser explicada pela menor capacidade produtiva, pela atividade industrial da empresa e pelos equipamentos utilizados que podem ou não gerir de forma eficaz o reaproveitamento de água. 5.3. pH Um dos parâmetros analisados neste trabalho é o pH, medido no momento de recolha da amostra, de modo a evitar a alteração deste valor ao longo do tempo. A mudança de pH é um indicador simples que fornece informações úteis para verificar o correto funcionamento do tratamento. O pH afeta as reações químicas no reator, mais concretamente as reações de nitrificação, o que promove o crescimento de bactérias filamentosas [36]. Assim, é importante confirmar os seus valores, ajustando-os sempre que necessário. Na figura 6, encontra-se representado o gráfico referente aos valores de pH dos efluentes industriais recolhidos ao longo do período de amostragem, com os respetivos valores limite de emissão. 0 2 4 6 8 10 12 A B C D E F G H I pH Empresas Março Abril Maio Junho Julho VLE VLE Figura 6Valores de pH para as diferentes empresas ao longo do período de amostragem. 24 A maioria das organizações, pelo menos num mês, não cumpriu o valor limite de emissão quer superior ou inferior. Tratam-se de indústrias têxteis que, devido à quantidade de químicos que utilizam, o pH tende a ser alcalino, ultrapassando o VLE permitido. Ressaltam-se valores extremamente baixos como é o caso da empresa G que no mês de junho registou um valor de pH de 2,90. Este facto foi explicado pela entidade, que referiu que, no presente dia, estariam apenas a ser realizadas lavagens através do uso de hidrossulfito de sódio e ácido acético que, pelas suas propriedades, baixam drasticamente o pH. Estes compostos dissolvem-se completamente na água, alcançando um forte poder redutor e de branqueamento. Deste modo, efetua-se a remoção dos corantes nas fibras e possibilita-se a uniformização das sombras aquando do tingimento [37]. Algumas indústrias como D e H requisitaram uma licença provisória de descarga onde estão autorizados a ultrapassar o limite superior de emissão, uma vez que as produções aumentaram e, consequentemente, o pH também. Em suma, considera-se que as empresas devem ter mais cuidado com este parâmetro, de forma a cumprirem o regulamento. A figura 7 representa a variação da média do pH ao longo dos cinco meses de amostragem para as diferentes empresas, água bruta e tratada. Pela observação da figura verifica-se que os valores médios do pH da água residual bruta, tratada e das empresas não ultrapassou o limite de alerta] 5,5; 9,5[. Os resultados mantiveramse relativamente próximos ao longo do tempo, pelo que os que mais oscilam são os valores das empresas, nomeadamente para o mês de junho. Esta variação foi explicada anteriormente, devido a um valor muito baixo verificado na empresa G. Porém, o caudal emitido por esta 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 Março Abril Maio Junho Julho pH Mês Empresas Água Bruta Água Tratada Figura 7Média dos valores de pH ao longo do período de amostragem para as empresas, água bruta e tratada. 25 empresa é reduzido o que não influencia qualitativamente o caudal total afluente. Assume-se que devido ao efeito de diluição ao longo do percurso das águas até chegarem a ETAR, o resultado final encontra-se normalizado. O efluente bruto apresentou valores de pH acima de 8, estando próximos do valor limite de alerta máximo estipulado. Estes resultados devem-se ao facto das águas residuais afluentes à ETAR possuírem uma parcela abundante de origem industrial. Quanto à água tratada, esta encontra-se próxima de 7, o valor neutro, o que indica um funcionamento adequado do processo de tratamento. De forma global, assume-se que tanto a ETAR como as empresas cumprem os requisitos legislativos impostos. 5.4. Temperatura A medição da temperatura é um parâmetro a considerar no controlo de uma ETAR, visto que a alteração desta pode afetar determinados processos. Quando ocorre o aumento da temperatura do efluente, o efeito mais significativo relaciona-se com o decréscimo da concentração de oxigénio dissolvido, o que influencia negativamente o processo de tratamento biológico [13]. A figura 8 representa a descrição gráfica da temperatura dos efluentes industriais e do valor legislado, no decorrer do período de estágio. Pela análise da figura, a empresa B ultrapassa exageradamente o valor limite de emissão, atingindo quase os 70 ˚C. Nesta indústria têxtil, as máquinas que efetuam o tingimento rondam os 95 ˚C, sendo que as águas são expelidas continuamente para a conduta sem que 0 10 20 30 40 50 60 70 80 A B C D E F G H I __ ˚C Empresas Março Abril Maio Junho Julho VLE Figura 8Variação da temperatura dos efluentes industriais ao longo do período de estágio. T 26 homogeneízem num tanque de retenção. Esta empresa não apresentou nenhuma solução para controlar os altos valores de temperatura, uma vez que é necessário um investimento de capital que não iria beneficiar diretamente a entidade. Os restantes resultados das empresas encontramse próximos do permitido, pelo que os valores de temperatura dependem do tipo de tingimento que se efetua e do momento de recolha que pode ser próximo do instante de descarga. A figura 9 demonstra a variação das médias das temperaturas para a água bruta, tratada e efluente recolhido das empresas, no decurso do estágio. . Pela análise da figura verifica-se que o valor médio da água de entrada na ETAR é semelhante ao da saída, sendo próximo da temperatura ambiente. No início os valores rondam os 20 ˚C, pois são meses de primavera, contudo, ao longo do tempo, estes valores aumentam, atingindo os 26 ˚C, visto que são meses de verão. Quanto à influência dos efluentes industriais na obra de entrada da ETAR, confirma-se que não interfere, mantendo-se constante. Apesar de valores mais altos, a passagem pelas condutas provoca a diminuição da temperatura das águas residuais. 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 Março Abril Maio Junho Julho ___ ˚C Mês Empresas Água Bruta Água Tratada Figura 9Variação das médias da temperatura para a água bruta, tratada e efluente têxtil, ao longo dos meses de estágio. T 27 5.5. Condutividade A condutividade é um parâmetro associado à qualidade da água, que permite avaliar a salinidade, sendo medido através de um dispositivo. Este indicador quando em excesso provoca problemas de corrosão, sobretudo na rede de saneamento [38]. A figura 10 corresponde à alteração da condutividade para as diferentes empresas selecionadas, ao longo do período de estágio, com o respetivo valor limite de emissão. Por observação gráfica constata-se que na generalidade as empresas não cumprem o valor limite de emissão legislado de 3 000 μS cm ⁄. O valor da condutividade tende a aumentar à medida que as empresas reutilizam água nos processos produtivos. Para as indústrias E, H e I foram concedidas autorizações de ligação provisórias, cujo limite é 6 000 μS cm ⁄. Este pedido foi efetuado, devido à ampliação significativa da produção, na qual implica maior utilização de sal e, um consequente aumento da condutividade. Para o mês de julho, verifica-se que a empresa H ultrapassa largamente o seu limite. Este facto foi relatado como um incidente momentâneo que ocorreu por causa da elevada manufaturação daquele dia. O efluente gerado não sofreu qualquer tipo de tratamento, tendo sido enviado de forma direta para a rede, onde apresentava uma cor bastante escura. No dia seguinte, foi realizada uma nova amostragem, pelo que se verificou que os parâmetros já estavam regularizados. A empresa A apresentou uma condutividade aproximada de 10 000 μS cm ⁄ no primeiro mês de recolha. Após esta visita comprometeu-se a corrigir o valor do parâmetro, tendo solicitado uma autorização de ligação de 5 000 μS cm ⁄. Nos restantes meses denota-se que 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 A B C D E F G H I ______ μS/cm Empresas Março Abril Maio Junho Julho VLE Figura 10Variação da condutividade para as diferentes empresas ao longo do período de estágio. σ 28 cumpre o acordo, visto que conseguiu intercalar a produção de cores mais escuras com outras claras, o que promove o equilíbrio das águas residuais. A organização D também possui uma autorização de ligação diferente, contudo nesta não consta o indicador da condutividade, pelo que desconhecia que deveria cumprir o valor limite de 3 000 μS cm ⁄. Desta forma, compete à Águas do Norte estabelecer um novo contrato onde devem ser especificados todos os critérios pertinentes. Em suma, as empresas revelaram um interesse por este parâmetro, aquando da intervenção explicativa das consequências dos altos valores de condutividade nos momentos de amostragem. Na figura 11 observam-se os valores médios das águas bruta, tratada e recolhida nas industrias têxtis no período de amostragem. A condutividade é um indicador que não se consegue controlar através de químicos e processos biológicos, dado que não é possível remover substâncias inorgânicas e catiões destas formas. O investimento numa operação unitária como a osmose inversa ou ultrafiltração é muito dispendioso, pelo que pode não compensar [39]. À vista disso, conclui-se por observação gráfica que a condutividade na água bruta é semelhante à da água tratada, existindo um aumento, sobretudo nos últimos meses de verão. Correlacionando esta figura com a figura 9, relativa à média das temperaturas, deduz-se que o aumento da temperatura acompanha o aumento da condutividade. Esta situação acontece por consequência do aumento de energia, associadas à vibração e rotação das moléculas, que interfere no fluxo de eletrões à medida que a temperatura 0 1000 2000 3000 4000 5000 Março Abril Maio Junho Julho ______ μS/cm Mês Empresas Água Bruta Água Tratada Figura 11Valores médios das águas bruta, tratada e efluente recolhido nas empresas para o parâmetro da condutividade no período de amostragem. σ 35 De forma a avaliar a interferência que as variações dos efluentes industriais causam na ETAR, na figura 19 encontra-se esquematizado o gráfico correspondente às médias do parâmetro azoto total para as empresas, água bruta, tratada e eficiências de remoção durante o período de amostragem. Por análise gráfica, denota-se que existe uma relação direta entre as oscilações das médias da água bruta e dos efluentes industriais. Tendo em consideração que durante a semana o efluente é maioritariamente industrial, à medida que a quantidade de caudal enviado pelas empresas que contém azoto total aumenta, a fração de azoto total presente na água afluente à ETAR também aumentará. Comprova-se que os valores médios da água bruta são superiores aos restantes, dado que o efluente doméstico é caracterizado por uma elevada presença de azoto total [41]. Na água tratada verifica-se que os valores são inferiores a 15 mg L ⁄, pelo que as eficiências de remoção se aproximam em média de 82,76 % ± 4,22 %. Em suma, concluiuse que o processo de tratamento na ETAR decorre corretamente, em concreto o sistema de lamas ativadas que é a etapa preponderante para a remoção de azoto. Figura 19Variação das médias de azoto total para os efluentes industriais, água tratada, bruta e eficiências de remoção. 5.10. Fósforo total O fósforo é um nutriente presente nas águas residuais na forma de orto fosfatos, polifosfatos e fosfatos orgânicos. Tem um interesse particular para o controlo da ETAR, a fim de evitar a eutrofização dos ecossistemas [45]. Por conseguinte, assume-se pertinente analisar a quantidade 75.00 77.00 79.00 81.00 83.00 85.00 87.00 89.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 Março Abril Maio Junho Julho R % _____ mg/L Mês Empresas Água Bruta Água Tratada Eficiências de Remoção N total 36 de fosforo total presente nas águas residuais industriais ao longo do período de amostragem, o que está representado na figura 20, juntamente com o seu limite máximo de emissão. Por apreciação da figura, infere-se que a empresa B e F não respeitam o valor limite de emissão em dois meses e num mês, respetivamente. A empresa B trabalha com o tingimento de tecidos em poliamida que podem conter óleos de fiação à base de ácido fosfórico, pelo que aquando do processo fabril, ocorre a libertação de fósforo para o meio. Esta teoria não está confirmada, pois os fornecedores de matéria-prima não divulgam a composição o processo de fabrico das fibras têxteis [46]. Outra hipótese, relaciona-se com atividades de lavagem de tecidos em que utilizam detergentes à base de grupos fosfatos [47]. Esta última pode explicar o valor anómalo da empresa F, visto que se trata de uma lavandaria. A empresa H apresenta mais oscilações na quantidade de fósforo, devido a uma possível contaminação com efluente doméstico aquando da recolha no mês de junho e à falta de tratamento do efluente no mês de julho. Na generalidade, as empresas cumprem este parâmetro, permanecendo longe do VLE de 20 mg L ⁄. Na figura 21 encontra-se representada a variação das médias das quantidades de fósforo total presentes nos efluentes das empresas, agua bruta, tratada e, ainda, as eficiências de remoção na ETAR. Figura 20Variação da quantidade de fósforo total nos efluentes industriais ao longo do período de amostragem, bem como o valor limite de emissão. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 A B C D E F G H I _____ mg/L Empresas Março Abril Maio Junho Julho VLE P total 37 Tal como na figura 19 constata-se a relação das quantidades médias de fósforo presentes na água bruta e nos efluentes têxteis, pelo que a diminuição nas aguas residuais industriais implica a diminuição na água afluente da ETAR. Verifica-se, também, que a concentração de fósforo total na água bruta é muito superior às restantes, dado que a concentração deste nutriente no efluente doméstico é mais elevada. A água tratada obtém um máximo de 1,67 mg L ⁄o que corresponde a um valor extremamente baixo. Deste modo, a média das eficiências de remoção é 81,05 % ± 1,34 %, que representa um funcionamento exemplar da ETAR, nomeadamente no que respeita o tratamento biológico. Figura 21Variação das médias da quantidade de fósforo total nas empresas, água tratada, bruta e eficiências de remoção. 78.00 78.50 79.00 79.50 80.00 80.50 81.00 81.50 82.00 82.50 83.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 Março Abril Maio Junho Julho R % _____ mg/L Mês Empresas Água Bruta Água Tratada Eficiências de Remoção P total 38 6. Avaliação do impacto da ETAR no meio hídrico 6.1. Identificação dos pontos de amostragem As águas residuais quando não tratadas apropriadamente prejudicam tanto o meio ambiente como a saúde humana. Os impactos são múltiplos, desde a contaminação de água potável, esgotamento de oxigénio por excesso de matéria orgânica em decomposição, destruição de habitats naturais, eutrofização, entre outros. Desde o planeamento da construção da ETAR fatores como a localização, a capacidade do projeto, os custos, as características do afluente e os impactos ecológicos foram tidos em conta. Assim, um bom funcionamento do tratamento proposto pelas ETAR’s torna-se indispensável e vital para a continuação da conservação dos ecossistemas [48]. Contrariamente, algumas ETAR’s não removem na totalidade os contaminantes, pelo que a mistura dos compostos presentes nos efluentes afeta o meio hídrico aquando da sua restituição. A ETAR em estudo descarrega para um rio, que a jusante, é utilizado como praia fluvial, portanto deve-se garantir a qualidade da água. Os padrões dos parâmetros de descarga não devem alterar a cor ou as características organoléticas da água, bem como o pH neutro, poucos sólidos suspensos, CBO e CQO também reduzidos [49]. Para investigar a qualidade da água do recetor final, foram identificados três pontos de amostragem, S0, S1 e S2, estabelecidos à saída, a montante e a jusante da ETAR, respetivamente. O S0 está localizado imediatamente na saída do tubo de descarga, sendo por isso diretamente afetado pela qualidade e quantidade do efluente tratado. O S1 está aproximadamente 10 m antes do S0 e o S2 200 m depois. A monitorização realiza-se trimestralmente, correspondendo no período de estágio aos meses de abril e julho. As amostras de água são recolhidas num recipiente de vidro, a uma profundidade entre 0,3 e 0,5 m abaixo da superfície da água. Alguns parâmetros como a temperatura, o oxigênio dissolvido, a condutividade e o pH são medidos in situ através de sondas especificas. Os restantes determinam-se em laboratório. A classificação da água, representada na tabela 3 segundo o Instituto da Água (INAG), permite obter informação sobre a utilização final das massas de água consideradas em estudo. As classes variam desde sem poluição a extremamente poluído. A classe A (sem poluição) é considerada a mais exigente na qualidade e apta para satisfazer as necessidades. A classe B (fracamente poluído) é inferior à primeira, mas também satisfaz os fins possíveis. A classe C (poluído) é uma água aceitável, suficiente para usos industriais e após tratamento específico 39 admite-se como uma água potável. A classe D (muito poluído) revela uma qualidade medíocre e a classe E (extremamente poluído) é uma água excessivamente poluída e inadequada [50]. Tabela 3Classificação dos cursos de águas superficiais conforme características de qualidade para usos múltiplos (adaptado de INAG) No subcapítulo seguinte discutem-se os resultados e comparam-se os mesmos com a tabela anterior, de modo a inferir a possível qualidade da água do recetor final da ETAR X. 6.2. Divulgação e discussão de resultados A política da União Europeia relativa à água, estabelece um quadro de ação para a proteção das águas, nomeadamente, as de superfície interiores. Neste sentido, procura respostas sobre o impacto da gestão das águas residuais no meio hídrico [51]. Assim, pretende-se explorar e comparar as diferentes amostras nos pontos enunciados anteriormente. A análise foi realizada Classes A Sem poluição B Fracamente poluído C Poluído D Muito poluído E Extremamente poluído Parâmetros Unidades pH 6,5 a 8,5 5,5 a 9,0 5,5 a 10,0 4,5 a 11,0 - σ μS/cm ≤ 750 750,1 a 1000 1000,1 a 1500 1500,1 a 3000 > 3000 O2 dissolvido % ≥ 90,0 89,9 a 70,0 69,9 a 50 49,9 a 30,0 < 30,0 P total mg/L ≤ 0,2 0,21 a 0,25 0,26 a 0,4 0,41 a 0,5 > 0,5 NH4 mg/L ≤ 0,5 0,51 a 1,5 1,51 a 2,5 2,51 a 4 > 4 𝑁𝑂3 − mg/L ≤ 5,0 5,1 a 25,0 25,1 a 50,0 50,1 a 80,0 > 80,0 SST mg/L ≤ 25 26 a 30 31 a 40 41 a 80 > 80 40 através de parâmetros físico-químicos como o oxigénio dissolvido, a condutividade, os sólidos suspensos totais, os nitratos, o azoto total, o fósforo total, o pH e a temperatura. O ponto S0 corresponde à descarga submersa da ETAR no rio e a colheita é efetuada na mistura do efluente tratado com a água do rio, pelo que se considera mais relevante avaliar apenas o pH, temperatura e condutividade. Estes indicadores são os mais instáveis e variáveis com o tempo de descarga, sendo que no interior do tubo não há remoção de nutrientes como azoto e fósforo ou os restantes parâmetros. Assim sendo, na tabela 4 encontram-se representados os valores numéricos para os dados recolhidos no ponto S0 e no tanque de armazenamento do efluente tratado da ETAR, ao longo do período de amostragem. Tabela 4Dados recolhidos para os pontos S0 e Saída da ETAR ao longo do período de amostragem Por observação da tabela depreende-se que os valores de pH tanto no ponto S0 como na saída da ETAR não oscilam significativamente durante o período de estágio. A gama limite tolerável de pH para a generalidade da fauna e flora de água doce encontra-se entre 5 e 9 [52]. Desta forma, comprova-se que os resultados obtidos estão no intervalo referido o que proporciona condições adequadas às espécies existentes no rio. A água residual na ETAR encontra-se dentro de um tanque aberto, pelo que está sujeita às variações climáticas sazonais. Identifica-se, assim, que a temperatura aumenta ao longo dos meses para ambos os pontos de amostragem, sendo um ambiente ameno. No S0 verifica-se que a temperatura é mais baixa comparativamente com a da saída da ETAR, devido ao caudal do rio que atenua a descarga. A condutividade aumentou ao longo dos meses, devido ao aumento de produção industrial, o que promoveu efluentes mais concentrados, o que propiciou o aumento da condutividade no ponto S0. Confirma-se que os valores neste ponto são aproximadamente metade dos valores verificados no tanque de armazenamento da ETAR, por ação do efeito de diluição instantâneo com a restante água do rio. Esta diminuição pode ser explicada, também, pelo decréscimo de temperatura, uma vez que os parâmetros são proporcionais e dependentes. Uma maior Pontos S0 Saída da ETAR Parâmetros Unidades Abril Junho Julho Abril Junho Julho pH 7,39 7,37 7,44 7,43 7,39 7,52 T ˚C 16,8 18,7 19,6 19,3 24,6 26,6 σ μS/cm 1348 1535 1680 2857 3087 3440 41 temperatura, aumenta o nível energético das moléculas, portanto aumenta a condutividade destas [53]. Em suma, os indicadores analisados não revelaram alterações relevantes que promovam consequências negativas para o recetor final do processo de tratamento das águas residuais. Tendo por objetivo neste capítulo avaliar o impacto da ETAR no meio hídrico e analisar a qualidade da água do mesmo, é necessário analisar todos os parâmetros exigidos, de modo a atribuir a classe compatível com os resultados, a montante (S1) e jusante (S2) da ETAR. Foram realizados nos meses de abril e julho, devido ao calendário habitual da ETAR, ou seja, trimestralmente. Na tabela 5 apresentam-se os valores obtidos, na análise dos indicadores expressos previamente, à montante e jusante da ETAR, para os meses abril e julho correspondentes ao período de estágio. Tabela 5Apresentação dos resultados para os diferentes parâmetros analisados para os pontos S1 e S2 no período de estágio Pela análise da tabela comprova-se que os valores de oxigénio se mantiveram próximos tanto no S1 como no S2. Apesar de distantes fisicamente, a concentração de oxigénio nos pontos de amostragem é relativamente semelhante, o que indica que a quantidade de oxigénio presente na água não é afetada pela descarga da ETAR. As concentrações normais de oxigénio são equilibradas pela aeração da superfície da água, fotossíntese e condições ambientais como luz, Pontos S1 S2 Parâmetros Unidades Abril Julho Abril Julho O2 dissolvido % 90 105 89 108 σ μS/cm 65,7 68,2 1300 369 SST mg/L < 5 ≤ 5 < 5 ≤ 5 𝑁𝑂3 − mg/L 7,1 8,8 7,9 6,5 NH4 mg/L 0,07 < 0,04 0,24 0,4 P total mg/L ≤ 0,0250 ≤ 0,025 0,0479 0,111 pH 6,6 6,9 6,9 7,4 T ˚C 14 24 14 24 42 temperatura e disponibilidade de nutrientes [54]. De acordo com a classificação estabelecida para a qualidade da água assume-se uma água A isto é, sem poluição. A condutividade nestes meses de análise não variou significativamente encontrando-se no intervalo normalizado pela literatura, ou seja, de 25 a 200 μS cm ⁄, a montante [55]. No ponto S2, a jusante, revela-se um aumento considerável deste parâmetro, devido à influência da descarga da ETAR. Verifica-se que no mês de abril o valor foi superior e próximo do apresentado na tabela 4. Este facto pode estar relacionado com uma descarga não autorizada realizada por uma empresa situada a jusante da ETAR que efetua, também, a sua descarga no rio. No mês de julho, confirma-se que existe o efeito de diluição sobre a condutividade, uma vez que comparando este resultado com o da tabela anterior denota-se uma diferença bastante considerável. Deste modo, afirma-se que a água em abril poderia estar fracamente poluída e em julho sem poluição, segundo o Instituto da Água. As quantidades de sólidos suspensos totais, azoto amoniacal e fósforo total são constantes e de valores mínimos, pelo que respeitam os limites considerados na classificação dos cursos de águas superficiais. Os resultados obtidos para os nitratos são superiores a montante da ETAR, o que revela a possível combinação de processos a jusante como a absorção desta substância pela flora existencial, a desnitrificação de sedimentos ou, ainda, a diluição da água do rio [56]. Nos pontos S1 e S2 definidos, constata-se que os valores estão inseridos na gama correspondente à categoria B, ou seja, água fracamente poluída. Por fim, o pH mantém-se aproximadamente constante e próximo de 7, respeitando o limite imposto para uma água sem poluição, em conformidade com a classificação da tabela 3. Em síntese, afirma-se que para estes indicadores analisados, a contribuição da ETAR no meio hídrico é não significativa. Confirma-se que na pluralidade dos parâmetros, o resultado insere-se na classe A ou B, sem poluição ou fracamente poluído, sendo, por isso, uma água com qualidade para usos múltiplos. 43 7. Conclusões e recomendações O presente trabalho teve como principal objetivo a monitorização da quantidade e qualidade dos afluentes da ETAR, através da análise dos parâmetros físico-químicos das amostras pontuais recolhidas nas empresas ligadas ao sistema. O caudal recebido pela ETAR X foi aproximadamente 10 229 m3dia ⁄ durante o período de amostragem, o que revela que a ETAR consegue receber e tratar grandes quantidades de águas residuais. Verificou-se que água bruta da ETAR possui, sobretudo, um pH alcalino, alta condutividade e elevada carga orgânica. Estas características são, predominantemente, o resultado da atividade no setor têxtil das instituições em estudo. A empresa D é a principal cliente, pelo que a média de volume de efluente enviado é de 47 749 m3mês ⁄. Seguidamente, a empresa H envia em média um caudal de 14 920 m3mês ⁄ e, em terceiro lugar, a empresa I, cuja média é 13 221 m3mês ⁄. A maioria das organizações, pelo menos num mês, não cumpriu o valor limite de emissão quer superior (9,5) ou inferior (5,5) para o pH. Conclui-se que este parâmetro requer, por parte das empresas, mais cuidado, para que consigam cumprir o regulamento. O efluente bruto apresentou valores acima de 8, enquanto que a água tratada, está próxima de 7. A temperatura é um indicador para o qual as organizações não possuem um controlo rigoroso, pois, no geral, os valores estão próximos do permitido. Contudo, não se verifica a influência das oscilações das águas residuais na obra de entrada da ETAR, sendo que os valores médios da água de entrada são semelhantes aos da saída e influenciados pela temperatura ambiente. Tal como nos parâmetros anteriores, para a condutividade, as empresas têm dificuldade em cumprir o valor limite de emissão legislado de 3 000 μS cm ⁄. Estes dois últimos parâmetros apresentados, relacionam-se, na medida em que o aumento da temperatura acompanha o aumento da condutividade, pelo que o valor deste na água bruta é semelhante ao da água tratada da ETAR. Contrariamente a estes últimos resultados, todas as empresas cumprem o limite legislado quanto à presença de sólidos suspensos totais. Na entrada de afluente na ETAR atingem-se valores elevados nos meses chuvosos, ao passo que a água tratada se mantém em valores mais baixos. Deste modo, a média da eficiência de remoção dos SST ronda os 97,77 % ± 0,95 %, sendo o seu máximo 98,5 %. Tanto para a CQO como para a CBO5, de forma geral, os limites foram cumpridos e controlados pelas entidades, com exceção da empresa B. Os valores médios de CQO da água bruta variam ao longo dos meses, porém verifica-se que os resultados da média da CQO de saída situam-se todos na gama inferior ao limite máximo permitido. A eficiência de remoção da quantidade de CQO situa-se nos 94,43 % ± 0,80 % e para a CBO5, constatam-se altas taxas de remoção, 44 sendo a média 98,91 % ± 0,37 %. O penúltimo indicador analisado foi o azoto total, em que se constatou que a empresa B foi a menos cumpridora do regulamento, pelo que as outras organizações ultrapassam o VLE (90 mg/L) pelo menos num dos meses durante o período de amostragem. Comprova-se a existência de uma relação direta entre as oscilações das médias da água bruta e dos efluentes industriais, enquanto que para a água tratada verifica-se que os valores são inferiores a 15 mg/L, e as eficiências de remoção se aproximam em média de 82,76 % ± 4,22 %. Por último, para o fósforo total, as empresas B e F não respeitam o valor limite de emissão em dois meses e num mês, respetivamente. Contudo, na generalidade, as restantes empresas cumprem este parâmetro, permanecendo longe do VLE de 20 mg/L. A concentração de fósforo total na água bruta é muito superior às restantes e, em oposição, a água tratada obtém um máximo de 1,67 mg/L, sendo a média das eficiências de remoção aproximadamente 81,05 % ± 1,34 %. Concluiu-se, assim, que o processo de tratamento na ETAR decorre corretamente, cumprindo os valores limites de emissão regulamentados, apesar de se verificarem alguns incumprimentos para as águas residuais industriais. A avaliação do impacto da ETAR no meio hídrico foi realizada em diferentes pontos de análise. Para o S0 (saída do efluente para o rio) e saída da ETAR os valores de pH não oscilam significativamente, pelo que os resultados obtidos proporcionam condições adequadas às espécies existentes no rio. A temperatura aumenta ao longo dos meses conforme a temperatura ambiente, verificando-se que no S0 a temperatura é mais baixa comparativamente com a da saída da ETAR. Para a condutividade, tal como no indicador anterior, os valores aumentaram durante o período de amostragem, sendo que no ponto S0 os resultados são aproximadamente metade dos valores verificados no tanque de armazenamento da ETAR. Nos pontos S1, montante, e S2, jusante, foram analisados outros parâmetros como os valores de oxigénio que se mantiveram próximos, assumindo a classificação A estabelecida para a qualidade da água. A condutividade não variou significativamente encontrando-se no intervalo normalizado a montante, no entanto no ponto S2 revela-se um aumento considerável deste parâmetro. Para este indicador, afirma-se que a água em abril poderia estar fracamente poluída e em julho sem poluição, segundo a classificação do Instituto da Água. As quantidades de sólidos suspensos totais, azoto amoniacal e fósforo total são constantes e de valores mínimos, pelo que respeitam os limites considerados na especificação dos cursos de águas superficiais. Para os nitratos, os resultados obtidos são superiores a montante da ETAR, o que revela a possível combinação de processos a jusante, sendo que os valores estão inseridos na gama correspondente à categoria B, ou seja, água fracamente poluída. Por fim, o pH nestes pontos 51 52 53 54 55 56 57 58 Anexo IIProtocolos de análise laboratorial a) Determinação analítica de sólidos 59 60 67 68 69 70 c) Determinação analítica do azoto 71 72 73 74 75 76 d) Determinação analítica do fósforo total