Sistemática para seleção de tecnologias de tratamento de efluentes : uma análise multicriterial aplicada à bacia hidrográfica

Abstract

O processo de seleção de uma tecnologia de tratamento de esgoto envolve a análise de diferentes fatores como as características dos efluentes brutos, demanda por energia e material humano qualificado, disponibilidade de terreno, condições climáticas, geração de subprodutos e sua destinação final e capacidade suporte dos cursos d’água receptores, dentre outros. O processo de seleção torna-se mais complexo quando conduzido no âmbito de uma bacia hidrográfica, uma vez que deverão ser considerados corpos d’águas com diferentes capacidades de autodepuração e a disposição final de efluentes com diferentes vazões e condições de qualidade. Este trabalho teve como objetivo central estabelecer uma metodologia que permita a seleção de sistemas de tratamento, no âmbito de bacias hidrográficas, considerando o emprego combinado de modelagem matemática de qualidade de água, técnica de otimização e método de análise multicriterial. Ainda que aplicável a quaisquer bacias hidrográficas, a metodologia proposta foi aplicada à Bacia Hidrográfica do Rio Pardo, curso d´água localizado na porção sul do estado do Espírito Santo. Eficiências mínimas de remoção de matéria orgânica, estimadas com emprego combinado de modelo matemático de qualidade de água e técnica de otimização, permitiram a pré-seleção dos sistemas de tratamento de esgoto, observadas a manutenção dos padrões de qualidade dos corpos d’água e/ou dos efluentes e a equidade no esforço de tratamento entre os diferentes sistemas objetos da seleção. Uma pesquisa qualitativa, conduzida por grupos focados, permitiu a validação dos subsistemas sociotécnicos (Ambiental, Tecnológico, Operação e Social) e dos critérios de seleção. A partir do emprego do método baseado na Teoria de Utilidade Multiatributo (MAUT) foi apropriado um Índice Sociotécnico que permitiu estabelecer, por localidade da área de estudo, o ranking das tecnologias de tratamento de esgoto pré-selecionadas. Para as sedes municipais de Ibatiba e Iúna (maiores aglomerados urbanos da área de estudo), o Índice Sociotécnico conduziu à priorização de variações dos sistemas de lodos ativados ou de tanque sépticos com biodisco como opções de tratamento. Para a sede do município de Irupi e para os povoados de Santíssima Trindade e Nossa Senhora das Graças, função da capacidade de autodepuração dos cursos d’água e/ou dos pequenos contingentes populacionais, o Índice Sociotécnico conduziu à priorização de sistemas mais simples, como diferentes variações do sistema de lagoas de estabilização.

The selection process of a sewage treatment technology involves the analyses of different factors, such as, the characteristics of raw effluents, electricity and qualified human material demand, land availability, weather conditions, production of by-products and final destination and bearing capacity of water resources, among others. The selection process becomes more complex when carried out in a river basin ambit, once water bodies with capacities of selfdepuration and the final destination of effluents with different outflows and quality conditions must be taken into consideration. This work’s main goal was to establish a methodology that enabled the selection of systems of treatment, in river basin ambits, considering the combined use of water quality mathematical modelling, optimization technique and the method of multicriterial analysis. Even applicable to any river basin, the methodology proposed was applied to Rio Pardo river basin, watercourse located in the south of Espírito Santo State. Minimum efficiencies of organic material removal, estimated with the combined use of water quality mathematical modelling and optimization technique, allowed the pre-selection of sewage treatment systems, observed the maintenance of quality standards of water bodies and/or effluents and the equity regarding the treatment effort among the selection’s objects systems. A qualitative research, conducted by focus groups, allowed the validation of socio-technical subsystems (Environmental. Technological, Operation and Social) and the selection criteria. By using the method based on the Multi-attribute Utility Theory (MAUT), an Environmental Index was settled in order to allow the establishment, according to the study area location, of a ranking of pre-selected sewage treatment technologies. For the municipal headquarters in Ibatiba and Iúna (the biggest urban settlements within the study area), the Environmental Index conducted the prioritization of systems variations of activated sludge or septic tank with biodiscs as options for treatment. As for the municipal headquarter in Irupi and the Santíssima Trindade and Nossa Senhora das Graças villages, the self-depuration capacity function of the watercourses and/or small population contingent, the Environmental Index led to the prioritization of more simple systems, with different variations of the stabilization ponds system.