Contribuição para o estudo dos subprodutos de uma ETAR: gradados e areias

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, na Área de Especialização de Hidráulica

Atualmente o tratamento de águas residuais urbanas (ARU) é uma temática pertinente de modo a compatibilizar essas águas com o meio recetor, cumprindo a legislação(Decreto-Lei n.º 152/97, de 19 de junho). No entanto no tratamento das ARU nas Estações de Tratamentos de Águas Residuais (ETAR) são produzidos subprodutos, gradados/tamisados, areias e lamas, os quais têm que ser devidamente tratados/valorizados e encaminhados para destino final de modo a evitar os impactos ambientais. Assim é de extrema importância desviar dos aterros sanitários tais resíduos, indo ao encontro da legislação nacional (Decreto-Lei nº 73/2011, de 17 de junho) e comunitária em matéria de gestão de resíduos. No presente Trabalho Final de Mestrado pretendeu-se abordar a temática dossubprodutos de uma ETAR – gradados e areias. O principal objetivo deste trabalho foi quantificar a produção de gradados/tamisados e areias no tratamento de ARU em Portugal Continental. Pretendeu-se ainda estudar a possibilidade de reutilização dos referidos resíduos apresentando proposta de valorização e de encaminhamento adequado, de modo a minimizar os impactos ambientais. A realização do trabalho teve por base dados recolhidos em relatórios e dados obtidos por inquéritos às Entidades Gestoras (EG) de tratamento de ARU. Assim, caracterizaram-se os seguintes aspetos: a população servida, o caudal de ARU tratado e as produções de gradados/tamisados e de areias. Deste modo realizaram-se diversos cálculos, como por exemplo a determinação das capitações de produção de gradados/tamisados e de areias. No presente estudo os dados compilados correspondema 80% da população servida pelo tratamento de ARU abrangendo 16 EG. Assim, foram analisadas as evoluções de população servida, os caudais tratados, as quantidades de gradados/tamisados e de areias e as suas capitações. De entre os anos estudados 2011 é ano em que se obtiveram mais valores. Verificou-se que as capitações calculadas para o ano 2011 variam de EG para EG, situando-se nas seguintes gamas: 1,1 a 5,7 g /(hab.d) para gradados/tamisados e 1,5 a 10,2 g /(hab.d) para areias. Contudo tendo em conta os resultados mais detalhados das EG verificou-se que de 2009 para 2013 o valor máximo das gamas de capitações de gradados/tamisados diminuíram de 4,4 g /(hab.d) para 3,9 g /(hab.d), verificando-se o mesmo para as areias de 9,8 g/(hab.d) (areias) para e 8,9 g/(hab.d). Pelas repostas obtidas nos inquéritos das várias EG constata-se que os gradados/tamisados e as areias são normalmente enviados para a valorização ou eliminação consoante as suas características e a entidade que gere o aterro para onde são encaminhadas. Contudo, o destino final dado aos gradados/tamisados e às areias, a nível nacional, é na maioria dos casos o seu envio para o aterro sanitário. Relativamente a deposição em aterro sanitário de qualquer resíduo está sujeita a uma tarifa, deste modo foi estimado o custo da deposição em aterro. Verificou-se que a estimativa do custo de deposição de gradados/tamisados e areias nas EG estudadas, para o ano de 2011, foi de 222.656 €/ano e de 207.957 €/ano respetivamente. Algumas das soluções para a reutilização de gradados/tamisados provenientes das ETAR passam por tratamento biológico, por compostagem ou digestão anaeróbia. No entanto, é necessário previamente remover a componente de matéria inorgânica que normalmente aparece nos gradados/tamisados (têxteis sanitários, plásticos, vidro e metais). As areias podem ser valorizadas através da sua utilização por exemplo em aterro sanitário (terra de cobertura diária e selagem final); almofadas de assentamento; construção de estradas (terraplenagens e pavimentos) e fabrico de betão e argamassas. Contudo, é de salientar que a valorização e reutilização dos gradados/tamisados e das areias, só é possível se estiverem em boas condições técnicas, e se do seu manuseamento e aplicação não resultar qualquer risco para a saúde pública.

Abstract: Nowadays, Municipal Wastewater (MWW) treatment is a relevant issue because it is necessary to ensure the environmental impact minimization of wastewater discharge, compliant with the legal standards (Decree–Law nr 152/97). However in Wastewater Treatment Plant (WWTP) by-products are generated, such as screenings, grits and sludge’s, which must be properly treated/recycled and sent to final destination to avoid environmental impacts. So it is extremely important to deviate this kinds of wastes from landfills to meet the National (Decree-Law nº 73/2011) and European legislation on waste management. The aim of this study was to quantify the screenings and grits production in MWW treatment in Portugal. Also it was intended to explore the waste reuse by presenting a recovery proposal and an appropriate disposal in order to minimize environmental impacts. The work was based on data collected using specific surveys to treatment management entities (ME) as well using the financial statements and other legal reports of ME. Therefore, the following aspects were characterized: the served population, the flow treated and the screenings and grits productions. Thereby several calculations were carried out such as, the per capita screenings and grits productions. In the present study, the collected data correspond to 80% of the population served by MWW treatment, comprising 16 ME. Thus, several parameters were analysed: served population evolution, treated flow, screenings and grits amounts and per capita values. Across all years studied the 2011 is the year which more values were obtained. In 2011 the wastes per capita values presents a variation from ME to ME within the following ranges: 1.1 to 5.7 g/(inhab.d) to screenings and 1.5 to 10.2 g/(inhab.d) to grits. However taking into account the more detailed results from ME it was found that from 2009 to 2013 the screenings maximum per capita value decreased from 4.4 g /(inhab.d) to 3.9 g/(inhab.d), the same occurred for grits from 9.8 g/(inhab.d) to 8.9 g/(inhab.d). Data collected from the surveys demonstrate that most of the wastes are sent to landfill. The estimated cost of landfilling screenings and grits in Portugal, for the year 2011 were 222,656 €/year and 207,957 € /year respectively. In order to reduce the amount of waste deposited in the controlled landfilled was necessary to study alternatives solutions. Alternative solutions to reuses screenings go through biological treatment by composting or anaerobic digestion. However, it is necessary first to remove the inorganic material component that usually appears in the screening (sanitary textiles, plastics, glass and metals). The grits can be recovered through using in: landfill daily casing material and final sealing; settlement pads; road construction (earthworks and pavement) and manufacture of concrete and mortar. However, it is noteworthy that the valorisation and reuse of screenings and grits is only possible if they are in good technical conditions, and would not result in a risk to health.