Reuso de água cinza e aproveitamento da água de chuva como fontes alternativas em propriedades rurais

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pos-Graduação em Engenharia Ambiental.

O déficit da cobertura de saneamento básico no Brasil é significativamente mais acentuado nas zonas rurais, onde a infraestrutura de saneamento básico é insuficiente ou inexistente. Tendo em vista que as áreas rurais são estratégicas para a produção de alimentos e preservação de recursos naturais, indisponíveis no ambiente urbano, medidas de controle da poluição e economia de recursos naturais são temas de grande relevância e que desafiam nossa sociedade. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial da água de chuva e da água cinza proveniente da lavagem de roupas, como fontes alternativas de água em propriedades rurais de base familiar. A propriedade piloto selecionada para a pesquisa contém quatro habitantes e está localizada no município de Palhoça, Santa Catarina. Primeiramente foi realizado um diagnóstico para determinar a demanda de água para fins não potáveis e os arranjos tecnologias capazes de suprir tais demandas através do aproveitamento de fontes alternativas de água disponíveis na propriedade. As tecnologias selecionadas correspondem a duas divisões de águas. A primeira refere-se à linha de água de chuva (azul), a qual consiste em captar esta através do telhado e, após o descarte da primeira água, aproveitá-la diretamente na máquina e tanque de lavar roupas, ou em outros fins, como a irrigação. A segunda linha é a de água cinza, que consiste no tratamento dos efluentes da máquina e do tanque de lavar roupas através de tanque séptico seguido de um filtro de fluxo horizontal subsuperficial (constructed wetland) plantado com macrófitas (cyperus papyrus). Este filtro foi dimensionado pela equação de cinética de primeira ordem, com área superficial de 0,8 m2 por habitante. O sistema de descarte da primeira água da chuva apresentou concentrações de DQO, turbidez e sólidos suspensos cerca de 40 a 60% superiores aos observados no reservatório de armazenamento. Ainda assim todos os parâmetros avaliados apresentaram a média dentro dos limites da norma brasileira, exceto coliformes fecais (38 NMP/ 100 mL), considerando que não foi adotado nenhum processo de desinfecção. Também foi avaliada a eficiência em cada etapa do tratamento da água cinza, sendo destacada a remoção global nas concentrações de sólidos suspensos (94%), sólidos totais (49%), DQO (91%), ortofosfato (95%) e coliformes fecais (171 NMP/100ml). De acordo com a norma brasileira, a água cinza tratada é adequada para as aplicações tipo classes 3 e 4, neste caso na descarga de bacio sanitário, limpeza de pisos e sistema de irrigação pontual. Simultaneamente ao monitoramento qualitativo, foi realizado um programa de micromedição do consumo de água da propriedade. Foi verificado que a água proveniente do poço freático corresponde a 54% do volume médio diário consumido, enquanto que a água da chuva armazenada e a água cinza tratada correspondem a 37% e 9%, respectivamente. Neste caso foi constatado um consumo médio de 142,8 L/hab.dia, que corresponde ao consumo residencial de padrão médio.

The deficit in sanitation coverage in Brazil is significantly more pronounced in rural areas, where sanitation infrastructure is insufficient or nonexistent. Considering that rural areas are strategic to food production and preservation of natural resources, unavailable in the urban environment, actions to control pollution and saving natural resources are issues of great relevance and challenge our society. The objective of this study was to evaluate the potential of rainwater and greywater from the laundry, as alternative sources of water on family farms. The property selected for the pilot survey contains four inhabitants and is located in the municipality of Palhoça, state of Santa Catarina. First, a diagnosis was made to determine the demand for non-potable water and technologies arrangements able to supply these demands, through the use of alternative water sources available at the property. The selected technologies corresponding to two divisions of water. The first one refers to rainwater (blue) line, which captures the rainwater through the roof, and then discards the first water, taking it directly to the tank, washing machine, and uses it for other purposes, such as irrigation. The second line is for graywater, which consists of washing machines and tank effluents treatment through the septic tank followed by a sub-surface horizontal-flow filter planted with macrophytes (Cyperus papyrus). This was calculated by the first order kinetics equation, with a 0.8 m2 surface area per inhabitant. The first rainwater discharge tank presented concentrations of COD, suspended solids and turbidity about 40 of 60% higher than those observed in the storage tank. Even though, all parameters showed that the average was inside the limits of the Brazilian standard, except for fecal coliforms (38 MPN / 100 ml), considering that was not adopted any disinfection process. Also was evaluated each stage efficiency of the gray water treatment, emphasizing the overall removing concentration of suspended solids (94%), total solids (49%), COD (91%), orthophosphate (95%) and fecal coliforms (171 NMP/100ml). According to the Brazilian standards, the treated graywater is suitable for applications of classes 3 and 4, in this case discharge on toilets, cleaning floors and punctual irrigation system. Simultaneously with the qualitative monitoring, an available alternative water sources consumptiom and production micro-measured program was also being performed at the property. It was identified that groundwater (used in the kitchen and bathroom) corresponds to 54% of the daily average volume consumed, while the rainwater stored and treated graywater corresponded to 37% and 9%, respectively. In this case was observed a household consumption on average 142.8L/per day, which corresponds to an average pattern of residential consumption.