universidade federal de santa catarina programa de pós graduação em engenharia ambiental

331 Pages·2008·4.52 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AMBIENTAL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL

Clarice Ilse Schwarz Manzochi

LOGÍSTICA PARA TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO FINAL DE LODOS DE ETE`S
VISANDO RECICLAGEM AGRÍCOLA

Florianópolis/SC
2008
CLARICE ILSE SCHWARZ MANZOCHI

LOGÍSTICA PARA TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO FINAL DE LODOS DE ETE`S
VISANDO RECICLAGEM AGRÍCOLA

Tese apresentada à Universidade Federal de
Santa Catarina para obtenção do Título de
Doutora em Engenharia Ambiental

Orientador: Dr. Fernando Soares Pinto
Sant’Anna

Co-Orientador: Dr. Cleverson Vitório Andreoli

Florianópolis/SC
2008
FOLHA DA BANCA
Ao Mauricio, saudades...
Ao Érico, felicidades!
AGRADECIMENTOS

Ao Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade
Federal de Santa Catarina, pela oportunidade de desenvolver este trabalho.
Ao professor Fernando Sant’Anna, que sempre demonstrou total apoio a
nossa pesquisa, apesar da mesma extrapolar os métodos acadêmicos tradicionais.\
Ao amigo Mauricio Paiva, pela ajuda na lembrança das datas marco do
programa de pós-graduação e na organização final de entrega dos trabalhos.
A concessionária de sistemas de saneamento de saneamento do Paraná –
SANEPAR, pela disponibilização dos dados e informações de procedimentos
adotados na gestão de lodos e resíduos de saneamento.
Ao corpo técnico da SANEPAR - impossível nomear individualmente sem
cometer alguma injustiça involuntária - pelo apoio, ampla colaboração e
comprometimento com a qualidade do trabalho.
Ao Dr. Cleverson Vitório Andreoli, co-orientador de todos os passos trilhados.
Aos meus familiares, amigos e companheiros da CISM, pelo apoio
incondicional.
A todos que estiveram ao meu lado nesta caminhada.
A Deus, pela oportunidade de trilhar este caminho.
RESUMO

A disposição final do lodo de esgoto vem se caracterizando como um dos problemas
ambientais urbanos mais relevantes da atualidade. A Resolução CONAMA n°
375,/2006, considera: o uso agrícola do lodo de esgoto como uma alternativa que
apresenta vantagens ambientais quando comparada a outras práticas de destinação
ambiental e a aplicação do lodo de esgoto na agricultura como prática que se
enquadra nos princípios de reutilização de resíduos, de forma ambientalmente
adequada. No entanto, estabelece que a aplicação de lodo de esgoto e produtos
derivados no solo agrícola somente poderá ocorrer mediante a existência de uma
Unidade Gerenciais de Lodo - UGL devidamente licenciada pelo órgão ambiental
competente. Unidades Gerenciais de Lodo – UGL são unidades responsáveis pelo
recebimento, processamento, caracterização, transporte, destinação do lodo de
esgoto produzido por uma ou mais estações de tratamento de esgoto sanitário e
monitoramento dos efeitos ambientais, agronômicos e sanitários de sua aplicação
em área agrícola. O custo é um importante fator na escolha do método de
processamento do lodo de esgoto. A logística adotada, especialmente considerando
as áreas de armazenamento, estruturas para higienização, distâncias de transporte
e análises para controle e monitoramento da qualidade do lodo para aplicação
agrícola, pode onerar em muito os custos agregados ao sistema de tratamento de
esgotos. Este trabalho teve por objetivo estruturar um Plano de Gestão de Lodos de
Estações de Tratamento de Esgotos – ETEs através de uma avaliação estratégica
de gerenciamento, onde as variáveis mais importantes a serem consideradas na
seleção de alternativas para logística de implantação de UGL’s foram determinadas.
Adicionalmente foi desenvolvida uma ferramenta informatizada para auxiliar no
processo de tomada de decisão para reciclagem agrícola, tendo em vista a infra-
estrutura necessária para adequação dos resíduos; a logística operacional, de
transporte, de monitoramento e de controle; e os custos envolvidos. O
desenvolvimento do modelo conceitual teve por base a experiência e os dados do
Estado do Paraná, através de um estudo de caso da Gerência Regional de Sistemas
de Sanemento de Ponta Grossa. O custo final do tratamento e destinação final do
lodo de ETEs visando uso agrícola resultou em R$ 305,57/ton MS, sendo que as
parcelas mais significativas para o processo decisório foram relativas ao transporte
do lodo, R$ 65,17/ton MS (21,30%) e às análises do lodo e do solo R$ 39,31/ton MS
(12,36%).

Palavras-Chave: Gerenciamento, Lodo, Esgoto, UGL, Logística
ABSTRACT

The final destination process of the sewage sludge is assuming the role of one of the
most relevant urban environmental problems of present times. The CONAMA
Resolution 375/2006 considers: the agricultural use of the sewage sludge as an
alternative that shows environmental advantages when compared to other
environmental destination practices and the sewage sludge application in agriculture
as a practice that fits in the principles of waste reuse, in an appropriate
environmental way. However, it stablishes that the sewage sludge and its derivatives
application in agricultural soil can only happen upon the existence of a properly
licensed Sludge Management Units by the responsible environmental institution.
Sludge Management Units are units responsible by receiving, processing, defining,
transporting and destinating the sewage sludge produced by one or more sanitary
sewage treatment plants, besides monitoring the environmental, agricultural and
sanitary effects of its application in agricultural areas. Costs are a major factor when
choosing the proper method of processing the sewage sludge. The adopted logistics,
specially considering the storage areas, the hygiene structures, the transportation
distances and the sludge quality control and monitoring for agricultural usage can
increase considerably the agreggate costs to the sanitary sewage treatment system.
This work aimed to structure a Sludge Management Plan for Wastewater Treatment
Plant through a management strategical evaluation, where the most important
variables to be considered in the selection of alternatives for the logistics of Sludge
Management Units implantation were determined. Aditionally it was developed a
computadorized tool to aid the decision process for agricultural recycling, analyzing
the necessary infraestructure for waste adequation, the operational, transportation,
control and monitoring logistics, and the costs involved. The development of the
conceptual model had as a basis the experience and historical database of Parana
State, through a case study of the Ponta Grossa Sanitation System Regional
Management Unit. The final costs of the sludge treatment and final destination
aiming agricultural usage resulted in R$ 305,57 tons of dried sludge, where the most
significant costs for the decision process were related to sludge transportation,
R$ 65,17 tons of dried sludge (21,30%) and to the sludge and soil analysis R$ 39,31
tons of dried sludge (12,36%).

Key Words: Management, Sludge, Sewage, Sludge Management Units, Logistics
RELAÇÃO DE FIGURAS

FIGURA 1 FLUXOGRAMA DE GERENCIAMENTO DO LODO DE ESGOTO .... 113
FIGURA 2 ROTINA DE CÁLCULO DA TAXA DE APLICAÇÃO AGRÍCOLA
DE LODO DE ESGOTOS .................................................................. 124
FIGURA 3 PROCESSO DO DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA
BASEADO EM CONHECIMENTO ..................................................... 132
FIGURA 4 MODELO CONCEITUAL PARA DETERMINAÇÃO DA
ALTERNATIVA ÓTIMA PARA LOGÍSTICA DE
GERENCIAMENTO DE LODOS DE SISTEMAS DE
TRATAMENTO DE ESGOTOS .......................................................... 150
FIGURA 5 DADOS E INFORMAÇÕES NECESSÁRIOS PARA
ALIMENTAÇÃO DO MODELO ........................................................... 151
FIGURA 6 ALTERNATIVA 1 – UNIDADE REGIONAL DE PONTA GROSSA ..... 177
FIGURA 7 ALTERNATIVA 2 - UNIDADE REGIONAL DE PONTA GROSSA ..... 178
FIGURA 8 ALTERNATIVA 3 – UNIDADE REGIONAL DE PONTA GROSSA ..... 179
FIGURA 9 ALTERNATIVA 4 – UNIDADE REGIONAL DE PONTA GROSSA ..... 180
FIGURA 10 SISTEMA FOXPRO – JANELA INICIAL ............................................ 209
FIGURA 11 SISTEMA FOXPRO – JANELA DE IDENTIFICAÇÃO DO
PROJETO .......................................................................................... 210
FIGURA 12 SISTEMA FOXPRO – JANELA DE INSERÇÃO DE
PARÂMETROS .................................................................................. 210
FIGURA 13 SISTEMA FOXPRO – JANELA DE INSERÇÃO DE
QUANTIDADES E VOLUMES ........................................................... 212
FIGURA 14 SISTEMA FOXPRO – JANELA DE INSERÇÃO DE DISTÂNCIAS .... 213
FIGURA 15 SISTEMA FOXPRO – JANELA COM RESUMO DOS DADOS
CADASTRADOS ................................................................................ 214
FIGURA 16 SISTEMA FOXPRO – JANELA COM CUSTOS FINAIS POR
PARÂMETRO E ALTERNATIVA ........................................................ 215
FIGURA 17 SISTEMA FOXPRO – PLANILHA MONITORAMENTO.XLS
EXPORTADA PARA EXCEL .............................................................. 216
FIGURA 18 SISTEMA FOXPRO – JANELA COM CUSTOS TOTAIS POR
CENÁRIO POR ALTERNATIVA ......................................................... 217
FIGURA 19 SISTEMA FOXPRO – JANELA COM RESULTADOS EM
PERCENTAGENS RELATIVAS ......................................................... 217
FIGURA 20 SISTEMA FOXPRO – JANELA COM GRÁFICOS DE
RESULTADOS AGRUPADOS POR ALTERNATIVA ......................... 218
FIGURA 21 SISTEMA FOXPRO – JANELA COM GRÁFICO DE
RESULTADOS AGRUPADOS POR CENÁRIOS ............................... 218
RELAÇÃO DE QUADROS

QUADRO 1 ORIGEM E DESCRIÇÃO DOS LODOS GERADOS NO
TRATAMENTO DE ESGOTO .............................................................. 25
QUADRO 2 RESULTADOS COMPARATIVOS DE MACRONUTRIENTES
PARA DIVERSOS RESÍDUOS ORGÂNICOS. .................................... 33
QUADRO 3 PRODUÇÃO TEÓRICA E CARACTERÍSTICAS DO LODO EM
FUNÇÃO DO TIPO DE TRATAMENTO DE ESGOTO UTILIZADO
NA ETE. ............................................................................................... 41
QUADRO 4 UGL – PORTE CARACTERIZADO PELO NÚMERO DE
HABITANTES ATENDIDOS ............................................................... 103
QUADRO 5 FREQUÊNCIA MÍNIMA DE MONITORAMENTO DE LODO DE
ESGOTO ............................................................................................ 103
QUADRO 6 SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DA APTIDÃO DO SOLO PARA
APLICAÇÃO DE BIOSSÓLIDOS. ...................................................... 105
QUADRO 7 CLASSIFICAÇÃO DA APTIDÃO DOS SOLOS PARA USO DE
LODO DE ESGOTO NO ESTADO DO PARANÁ ............................... 106
QUADRO 8 SUB-CLASSES E UNIDADE DE APTIDÃO DE CADA UNIDADE
CARTOGRÁFICA ............................................................................... 108
QUADRO 9 PARÂMETROS PARA HIGIENIZAÇÃO DE LODO DE ESGOTO –
ESTABILIZAÇÃO ALCALINA PROLONGADA ................................... 159
QUADRO 10 MÉTODO DE MISTURA DA CAL AO LODO ..................................... 161