Wetlands construídos modificados para tratamento e reúso de água cinza

Abstract

Água cinza clara (ACc) é a fração do efluente doméstico originado de lavatórios, banhos e lavanderia. Sistemas naturais podem ser usados para tratamento de água cinza, tanto para sistemas uniresidenciais como condominiais. O uso da água cinza para desenvolvimento de espaços verdes em áreas urbanas é bastante promissor, pois melhora o microclima local, beneficiando a saúde pública, proporcionando conservação da água e redução no consumo de energia. Para este fim propõe-se um sistema modificado de wetlands construídos, visando baixa operação e manutenção. Este sistema, denominado EvaTAC, é uma combinação de um tanque de evapotranspiração e tratamento (CEvaT) com uma câmara anaeróbia incorporada (Cdig), seguido de um wetland construído de fluxo subsuperficial (CW-FHSS). Foi adotada uma câmara anaeróbia por sua capacidade de digerir matéria orgânica e reter material grosseiro, com a intenção de eliminar o tanque séptico ou de sedimentação para pré-tratamento, para reduzir ou mesmo evitar problemas como entupimento e odores. Para melhor compreender as unidades de tratamento e a capacidade da Cdig para equalizar variações diárias de carga hidráulica e orgânica foram desenvolvidos e propostos três modelos matemáticos bem como a execução de perfis de caracterização e monitoramento. Os resultados indicam que as duas unidades se complementam, mostrando que a Cdig contribui para o tratamento e oferece estabilidade de desempenho ao EvaTAC. O perfil de monitoramento de 7 dias mostrou que o sistema é eficiente no polimento da ACc, apresentando turbidez média na saída de 10 NTU. A modelagem hidrodinâmica-cinética mostrou remoções de 80,6% para DBO(5,20) e 61,1% para DQO, apontando que a água cinza se torna menos biodegradável na saída do EvaTAC. As simulações de cenários de operação para 1, 3 e 5 usuários nas 5 diferentes regiões do Brasil permitiu concluir que o sistema EvaTAC é similar em qualquer região, não se verificando influência das variáveis precipitação e evapotranspiração nas concentrações e volumes médios diários produzidos de ACc. O sistema residencial piloto foi implantado sendo acompanhado durante 3 anos, onde nesse período não foi necessária remoção de lodo, nem manutenção no tubo de distribuição (entrada) do CW-FHSS apresentando aceitação dos moradores, não perturbando sua rotina, tornando-se uma área verde totalmente integrada ao jardim, sem o uso de fertilizantes e água potável para irrigação.

ABSTRACT - Light greywater (GWL) is the fraction of domestic sewage originating from sinks, bath and laundry activities. Natural systems can be used for GW treatment, for arrangements regarding both uni-residential as well as condominial systems. Green spaces in urban areas improve the local microclimate, benefiting public health and reducing energy consumption, and the use of gray water for developing such spaces, as well as for irrigating private areas, should be considered. For this purpose, a modified constructed wetland system is proposed, aimed at low operation and maintenance. This system, named “EvaTAC”, is a combination of an evapotranspiration and treatment tank (CEvaT) with an inbuilt anaerobic chamber (AnC), followed by a horizontal subsurface flow constructed wetland (HSSF-CW). The anaerobic chamber was chosen for its capacity to digest organic matter and retain coarse material, as the intention was to eliminate the septic- or sedimentation tank for pre-treatment, in order to reduce or even avoid problems like clogging and odours. To better understand the treatment units and the ability of the AnC to equalize daily variations of hydraulic and organic load, three models were developed and proposed. Monitoring and characterizations profiles were performed. The results indicate that the two units complement each other, showing that the AnC contributes to the treatment and provides stability to the performance of the EvaTAC. The 7 days monitoring profile showed that the system is efficient on polishing the GWL, presenting a turbidity of 10 NTU at the exit of the system. The kinect-hydrodynamic modelling showed BOD(5.20) removals of 80.6% and 61.1% for CODtotal, indicating that the gray water becomes less biodegradable at the exit of the EvaTAC. Scenarios simulations were carried out for 1, 3 and 5 users for the 5 different regions of Brazil. The results led to the conclusion that EvaTAC system would be similar in any region, and local precipitation and evapotranspiration seems to do not affect the daily average concentrations and volumes of the GWL produced. The system was implemented and operated during 3 years. During this period no sludge withdrawal was necessary and no maintenance in the distribution pipe (inlet) of the HSSF-CW was required. The implemented system at full scale was quite acceptable to the householders, not disturbing their routine, rendering a green site totally integrated into the garden, without the use of potable water for irrigation.