Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS
NA CIDADE DO FUTURO
ISBN 978-85-99093-15-3 (PDF) | ISBN 978-85-99093-17-7 (CD-ROM)
SWITCH Training Kit - Integrated Urban Water Management in the City of the FutureModule 5 – WASTE WATER: Exploring the options
ICLEI European Secreteriat GmbH (Gino Van Begin – Diretor)
Ralph Philip (ICLEI - Secretariado Europeu)
Claudia Pabon Pereira (Lettinga Associates Foundation e Universidade Wageningen); René van Veenhuizen (ETC Foundation)
Adriaan Mels, Claudia Agudelo (Universidade Wageningen); René van Veenhuizen (ETC Foundation), Diederik Rousseau, Saroj K. Sharma, Gary Amy (Instituto UNESCO-IHE para a Educação sobre a água)
Ralph Philip, Barbara Anton, Prit Salian, Anne-Claire Loftus (ICLEI - Secretariado Europeu)
Rebekka Dold Grafik Design & Visuelle Kommunikation, Freiburg, Alemanha www.rebekkadold.deImagem da capa e itens gráficos por Loet van Moll – Illustraties, Aalten, Países Baixos www.loetvanmoll.nl
Stephan Köhler (ICLEI - Secretariado Europeu)
© Secretariado Europeu do ICLEI GmbH, Friburgo, Alemanha 2011
O conteúdo deste kit de treinamento está sob licença da Creative Commons especificada como Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0. Essa licença permite que outros ajustem e desenvolvam os materiais do Kit de Treinamento para fins não comerciais, desde que seja dado crédito ao Secretariado Europeu do ICLEI e licenciadas as novas criações sob os mesmos termos. http://creativecommons.org/ licenses/by-nc-sa/3.0 / O texto legal completo sobre os termos de uso desta licença pode ser encontrado em http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/legalcode
Este Kit de treinamento foi produzido no âmbito do projeto Europeu de pesquisa SWITCH (2006 a 2011) www.switchurbanwater.euO SWITCH foi co-financiado pela Comissão Européia sob o “6th Framework Programme” contribui para a temática prioritária “Global Change and Ecosystems” [1.1.6.3] – Contract no. 018530-2
Essa publicação reflete somente as opiniões dos autores. A Comissão Européia não se responsabiliza pelo uso das informações contidas nessa publicação
Kit de Treinamento SWITCH: Gestão Integrada das Águas na Cidade do Futuro
Módulo 5 – ESGOTAMENTO SANITÁRIO: Explorando opções
ICLEI Brasil
Florence Karine Laloë
Coordenação técnica - Prof. Nilo de Oliveira Nascimento (Universidade Federal de Minas Gerais)Revisão e Adaptação - Marcus SuassuanaTradução - Luiza Dulci, Davi Alencar, Davi Baptista, Luiz Otávio Silveira Avelar e Maurício Moukachar Baptista.
Mary Paz Guillén e Isadora Marzano
Florence Karine Laloë e Sophia Picarelli
Kit de Treinamento SWITCH: Gestão Integrada das Águas na Cidade do FuturoMódulo 5 – ESGOTAMENTO SANITÁRIO: Explorando opçõesCoordenação técnica: Nilo de Oliveira Nascimento. Coordenação editorial: Florence Karine Laloë. 1. ed. São Paulo, 2011
Ficha TécnicaTítulo Original:
Editor:
Autor Principal:
Co-autores:
Baseado principalmente nos trabalhos dos seguintes parceiros do consórcio SWITCH:
Organizadores:
Design:
Layout:
Copyright:
Agradecimentos:
Aviso:
Edição brasileira:
Editor:
Coordenação editorial:
Este material foi traduzido para o português e adaptado ao contexto do Brasil por:
Editoração Eletrônica:
Organização e Revisão:
Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANASNA CIDADE DO FUTURO
Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO Explorando opções
4 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Kit de Treinamento SWITCHGestão Integrada das Águas Urbanas na Cidade do Futuro
O Kit de Treinamento SWITCH é uma serie de módulos sobre Gestão Integrada das Águas Urbanas (GIAU) desenvolvido no
âmbito do Projeto ‘SWITCH - Gestão da Água na Cidade do Futuro’. O Kit foi desenvolvido primeiramente para atividades de
treinamento visando principalmente aos seguintes grupos:
Tomadores de decisão no âmbito dos governos locais;
Funcionários de altos escalões de órgãos dos governos locais, que:
sejam diretamente responsáveis pela gestão da água,
sejam eles próprios grandes usuários de água, tais como os responsáveis por parques e locais de recreação,
representem grandes impactos sobre os recursos hídricos, tais como o planejamento do uso do solo,
tenham interesse no uso da água em geral, tais como departamentos de meio ambiente;
Gestores de recursos hídricos e profissionais dos serviços de abastecimento de água, esgotamento sanitário e manejo de
águas pluviais.
Todos os módulos estão intimamente ligados entre si e estas ligações são claramente indicadas nos textos. Além disso, as
informações contidas nos módulos são complementadas por uma biblioteca on-line, estudos de caso e links para outras
fontes, todos eles destacados no texto, quando for o caso. Os seguintes símbolos são usados para indicar quando informações
adicionais estiverem disponíveis:
Refere-se a outro modulo do Kit de Treinamento SWITCH onde mais informações são encontradas
Refere-se a recursos adicionais do projeto SWITCH disponíveis no site “SWITCH Training Desk”
Refere-se a um estudo de caso disponível no site “SWITCH Training Desk”
Refere-se a um link para outras fontes
5Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Kit de Treinamento SWITCH: Todos os módulos
A abordagem geral do projeto SWITCH à GIAU (Gestão Integrada das Águas Urbanas)
Soluções sustentáveis
Auxílio à decisão
Módulo 6AUXÍLIO À DECISÃO
Escolhendo um caminho sustentável
Módulo 1PLANEJAMENTO ESTRATÉGICO
Preparando-se para o futuro
Contém uma introdução aos principais desafios da gestão de águas em áreas urbanas, no
presente e no futuro, e informações passo-a-passo sobre o desenvolvimento e a implantação
de um processo de planejamento estratégico.
Introduz o conceito de Sistemas de Auxílio à Decisão para a gestão de águas urbanas incluindo detalhes da ferramenta ‘Águas Urbanas’, desenvolvida no âmbito do projeto SWITCH.
Módulo 2GRUPOS DE INTERESSE
Envolvendo todos os agentes
Contém um resumo sobre diferentes abordagens ao envolvimento de múltiplos agentes – incluindo
“Alianças de Aprendizagem” – e meios pelos quais tal engajamento pode ser efetivamente
alcançado para os propósitos da GIAU.
Módulo 3ABASTECIMENTO DE ÁGUA
Explorando opções
Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Módulo 4MANEJO DE ÁGUAS PLUVIAIS
Explorando opções
Descreve como o abastecimento de água nas cidades / manejo de águas pluviais / gerenciamento de efluentes líquidos pode se beneficiar de uma maior integração, incluindo exemplos de soluções inovadoras pesquisadas no âmbito do projeto SWITCH e a possível contribuição dessas pesquisas para uma cidade mais sustentável.
6 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Módulo 5: Conteúdo� Introdução .......................................................................................................
� Metas de aprendizagem ................................................................................
� A necessidade de um tratamento mais sustentável das águas ................3.1 A abordagem convencional da gestão dos esgotos domésticos ....................3.2 Problemas decorrentes do manejo convencional dos esgotos domésticos ......3.3 Uma abordagem mais sustentável ...........................................................
� Esgotos domésticos nas cidades ..................................................................4.1 Ligações no contexto do ciclo hidrológico urbano .................................4.2 Ligações entre o manejo dos esgotos domésticos e
outros setores da gestão urbana .....................................................................4.3 Tratamento dos esgotos domésticos e agricultura urbana ...................4.4 Tratamento dos esgotos domésticos e o meio ambiente ......................
� A direção geral: Tratamento dos esgotos domésticos e sustentabilidade ......5.1 Tratamento sustentável dos esgotos domésticos ...................................5.2 Objetivos, indicadores e alvos do tratamento dos esgotos
domésticos urbanos ........................................................................................
� Colocando em prática a gestão integrada do esgotamento doméstico ...................6.1 Implementação de uma gestão mais integrada dos esgotos domésticos .....6.2 Barreiras ao saneamento sustentável .....................................................
� Opções para a gestão sustentável de águas residuárias .................................7.1 Exemplos de opções mais sustentáveis para os esgotos domésticos ........7.2 Seleção das opções ..................................................................................
Fechamento ....................................................................................................
Referências ......................................................................................................
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7Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
IntroduçãoA gestão dos esgotos domésticos nas cidades ao redor do mundo tende a seguir, ou
pelo menos pretende seguir, uma abordagem convencional. Essa abordagem, apesar de
complexa em seus requerimentos tecnológicos, é baseada no conceito simples de que
o esgoto doméstico não é desejável e que precisa ser afastado do ambiente urbano, da
forma mais segura e eficiente possível.
O Módulo 5 desafia esse conceito, analisando alternativas para a gestão dos esgotos
domésticos urbanos, para os quais tecnologias descentralizadas e sistemas naturais
são utilizados para reciclar o esgoto e os nutrientes e energias que ele contém. Essa
abordagem alternativa é baseada no reconhecimento de que o manejo dos esgotos
domésticos está necessariamente relacionado ao restante do ciclo hidrológico urbano,
assim como a muitos outros setores da gestão urbana. Este módulo mostra o quanto
uma abordagem alternativa pode ser mais sustentável do que a convencional e introduz
inúmeras opções para a implantação de mudanças nessa direção.
A mensagem primordial deste módulo é a de que encorajando uma gestão mais integrada
dos esgotos domésticos e promovendo sua reciclagem, a cidade tende a ganhar uma série
de benefícios. Não apenas no que diz respeito ao aumento da eficiência em aspectos
cotidianos da operação dos sistemas de esgotamento sanitário, abastecimento de água
e manejo de águas pluviais, mas também na melhora de outros aspectos da gestão
urbana, como proteção ambiental, segurança alimentar, vulnerabilidade às mudanças
climáticas e o próprio desenvolvimento econômico.
Este Módulo esta intimamente relacionado aos Módulos 3 e 4, que tratam de abordagens
práticas similares, sobre a gestão do ciclo hidrológico urbano, do ponto de vista do
abastecimento de água e do manejo de águas pluviais, respectivamente.
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em: P
rit
Sal
ian
8 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Metas de aprendizagemO Módulo 5 apresenta uma visão geral da gestão dos esgotos domésticos, de como
ela influencia e é influenciada dentro do ciclo hidrológico urbano, bem como pelo
desenvolvimento urbano como um todo. Pretende-se fornecer ao leitor conhecimentos
acerca das limitações associadas à abordagem convencional do esgotamento sanitário e
de como uma proposta mais integrada, aliada à seleção de soluções alternativas, pode
não só superar aquela abordagem convencional, como também proporcionar benefícios
adicionais. O Módulo tem, portanto, relevância para todas as cidades, independente de
sua situação atual no que diz respeito ao saneamento.
Mais especificamente, o Módulo contribuirá com uma melhor compreensão dos leitores acerca:
Do que constitui uma abordagem mais sustentável da gestão de esgotos domésticos e em
que ela difere da abordagem convencional;
Dos benefícios diretos e indiretos que uma cidade tende a obter, ao perceber o esgoto
doméstico como recurso e não como matéria descartável;
Das soluções existentes para colocar uma gestão mais sustentável de esgotos domésticos
em prática, incluindo o uso de sistemas naturais.
É importante notar que não é a proposta deste módulo fornecer ao leitor detalhes
técnicos necessários à seleção, planejamento e construção de soluções para o manejo
dos esgotos domésticos. Recomenda-se aos leitores que desejam avançar nesse sentido,
consultar os vários manuais e guias técnicos que atendem a essas propostas. Alguns
desses recursos são mencionados ao longo do Módulo.
�
Figura 1: Esgotamento sanitário no contexto do ciclo hidrológico urbano
Imag
em: IC
LE
I
9Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
A necessidade de umtratamento mais sustentável das águas residuáriasDentro do ciclo hidrológico urbano, o manejo do componente de esgotamento sanitário
é, geralmente, o mais complexo. Quando esses sistemas são adequadamente projetados
e operados, os resíduos líquidos de uma cidade são coletados com segurança, tratados e
lançados sem causar impactos sobre a qualidade de vida na cidade. Entretanto, quando
esses sistemas são inadequados ou mesmo inexistentes, a poluição resultante pode
causar doenças e degradação ambiental.
Não obstante de sua importância em nossas cidades, a gestão dos esgotos e,
particularmente, dos esgotos de origem humana, é um tema desconfortável para muitos
habitantes, um tabu cultural e um tópico freqüentemente ignorado. Se existe um sistema
de saneamento que permita aos cidadãos usar o vaso sanitário, tomar banho e lavar
a louça sem que ele se preocupe com o que acontece com o resíduo dessas ações,
é provável que as reclamações não sejam muitas. Contudo, analisando de uma forma
menos superficial, há importantes requisitos a serem considerados no que diz respeito
ao tratamento dos efluentes líquidos:
A eliminação de ameaças de doenças e de contaminação;
A minimização dos danos ao meio ambiente.
O manejo dos esgotos domésticos urbanos envolve coleta, transporte, tratamento e
reutilização ou eliminação de efluentes com características diversas, diferenças essas
que dizem respeito à composição e aos próprios requisitos de tratamento e disposição
final. Isso inclui:
Fezes: (semi-sólidos) excrementos sem urina ou água;
Urina: resíduos líquidos produzidos pelo corpo para eliminar uréia ou resíduos de
outros produtos;
Água da descarga: água utilizada para transportar excretas do ambiente do usuário
para a tecnologia seguinte, ou seja, o dispositivo seguinte de manejo;
Água negra: mistura de urina, fezes e da água da descarga;
Águas cinzas: o volume total de esgotos provenientes de lavagem de alimentos, roupas,
louças, da pia do banheiro assim como dos originários do banho;
Águas pluviais: termo geral para designar a água da chuva coletada em coberturas, vias
e outras superfícies, antes que a água atinja os meios receptores.
(Fonte: Tilley, E. et al, 2008)
Cada um desses elementos é constituído de diferentes quantidades de água, poluentes
e nutrientes. O desafio que as cidades enfrentam é justamente gerir esses diferentes
elementos, com o mínimo impacto sobre a saúde dos habitantes e o meio ambiente.
A Figura 2 mostra o que precisa ser tratado em uma residência comum e como os
diferentes tipos de efluentes podem variar em volume e componentes.
�
10 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Figura 2: Esgotos domésticos (Fonte: Wageningen University)
Distribution of main contents among the different elements of wastewater (excluding stormwater)
(Approximate proportions only)
Volume of water Pathogen content Nutrient content
�������� �� ���
���� ����
�������� �� ���
���� ����
�������� �� ���
���� ����
Faeces:� 50 l/p/yr
� Contains high pathogen loads
� Few nutrients
Urine:� ~500 l/p/yr
� Typically pathogen free but may contain pharmaceuticals
� Rich in nutrients (2-4kg of nitrogen per year)
Flushwater:� ~3,000-15,000
litres per person per year (l/p/yr)
� Typically potable quality
� No nutrients
Greywater:� ~35,000-45,000
l/p/yr
� Contains detergents, chemicals and food waste but few pathogens
� Few nutrients
Stormwater:� Volume
dependent on rainfall
� Can contain chemical pollutants and heavy metals
� No nutrients
Descarga:
Urina:
Águas cinzas:
Águas pluviais:
Fezes:
Distribuição dos principais constituintes dos esgotos domésticos (excluídas as águas pluviais)
Volume de água Teor de patógenos
Água de descarga
(Proporções aproximadas)
Água de descarga Água de descarga
Urina Urina Urina
Águas cinzas Águas cinzas Águas cinzas
Fezes Fezes Fezes
Teor de nutrientes
11Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
3.1 A abordagem convencional da gestão dos esgotos domésticos
A abordagem convencional à gestão dos esgotos domésticos urbanos é baseada em um
sistema centralizado que coleta e trata uma combinação de todos ou quase todos os
elementos do esgoto, como descrito na Figura 2.
Essa abordagem data do Império romano, mas seu formato atual foi desenvolvido no
período da Revolução Industrial, quando as cidades cresciam em tamanho, população
e densidade. Os crescentes volumes de esgotos domésticos não tratados afetavam
severamente a saúde dos habitantes, resultando em epidemias, como foi o caso de
cólera. Para superar esses problemas, foram construídos banheiros com descarga
líquida, redes tubulares de esgoto e estações de tratamento centralizadas, que provaram
ser uma solução efetiva na prevenção de doenças transmitidas pelo contato das pessoas
com o esgoto das cidades.
Após 150 anos, esse conceito permanece sendo o mais comum e a abordagem mais
utilizada para o manejo dos esgotos domésticos urbanos ao redor do mundo. Como
mostra a figura 3, esse sistema utiliza uma rede tubular para coletar o esgoto das
casas, empresas e indústrias e, em alguns casos, calhas para escoar a água da chuva.
As tubulações transportam a mistura de efluentes para uma instalação de tratamento
central, onde ela é tratada e lançada sobre corpos hídricos superficiais.
Figura 3: Manejo convencional dos esgotos domésticos
Sludge disposal:The sludge by-product may be
disposed of in landfills or through
incineration although in some cases it is
reused for agriculture.
Centralised treatment:Collected wastewater is
treated through a process that typically uses a combination of technological cleaning
measures such as settling, filtration and
aeration.
Effluent discharge:The treated effluent is discharged into local water bodies such as
rivers, lakes and coastal waters.
Sewer network:Mostly gravity fed
systems that convey wastewater from
source to treatment plant.
Stormwater collection:Some systems (known as combined systems) mix
wastewater with stormwater during
collection and treatment.
Wastewater collection:
Wastewater from showers, sinks and washing machines mixed with human
excreta and transported within the
sewer network.
Descarga dos efluentes: O efluente tratado é lançado em corpos hídricos receptores, como rios, lagos e águas costeiras.
Eliminação do lodo: O subproduto do lodo pode ser eliminado em aterros ou incinerado. Em alguns casos pode
ser reutilizado na agricultura.
Coleta do esgoto doméstico:
Esgoto doméstico de chuveiros, pias, máquinas de lavar
roupa e máquinas de lavar louça, misturados com excreta humano
são transportados pela rede de esgoto.
Coleta de água da chuva: Alguns sistemas
(conhecidos como sistemas unitários) misturam
esgotos domésticos com águas pluviais durante a coleta e o tratamento.
Rede de esgoto: Sistemas conduzem,
por gravidade, os esgotos domésticos desde suas fontes às
plantas de tratamento
Tratamento central: Os esgotos coletados são tratados por meio
de processos que combinam mecanismos tecnológicos, tais como decantação, filtração e
aeração.
12 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
3.2 Problemas decorrentes do manejo convencional dos esgotos domésticos
O pressuposto de que um manejo adequado dos esgotos domésticos urbanos depende da centralização da coleta e do tratamento não é, necessariamente, verdadeiro. Embora um sistema bem projetado e operado possa proteger a saúde pública e tenha poucas conseqüências ambientais, nem todos os assentamentos urbanos são compatíveis com projetos convencionais. Mesmo nos casos em que o sejam, uma série de limitações levanta a questão da sua sustentabilidade em longo-prazo.
Alguns dos problemas relativos à gestão convencional do esgotamento sanitário podem ser citados:
Diluição de efluentes: após misturar vários tipos de efluentes domésticos, faz-se necessárioo uso de técnicas de tratamento para efluentes combinados. Isso resulta em processos de tratamento ineficientes.
Uso de muita água: sistemas convencionais necessitam de uma grande quantidade deágua para funcionar (para as descargas nos banheiros e transporte do esgoto, por exemplo). A água necessária para a operação do sistema, em geral corresponde a um terço do consumo de água do domicílio.
Riscos de poluição: quando mal operada e em contato com águas pluviais, é possível aocorrência de vazamentos na rede de coleta, levando à dispersão dos efluentes não tratados para o ambiente.
Custos: o custo de construir, operar e manter uma infra-estrutura centralizada de coletae tratamento dos resíduos é alto.
Demanda de muita energia: os sistemas convencionais centralizados de tratamento dosesgotos são intensivos em energia e, por isso, exigem fontes confiáveis e baratas para funcionarem de forma efetiva.
Desperdício de recursos valiosos: sistemas centralizados convencionais pecam em nãoexplorar recursos valiosos das excretas humanas e de águas cinzas, como é o caso dos nutrientes e da energia neles contida, além de não explorar o potencial de reuso da água.
Sobrecarga de nutrientes: os lançamentos de efluentes provenientes de estações centralizadasde tratamento de esgoto contêm altos níveis de nutrientes, o que pode causar aumento na floração de algas e, conseqüentemente, redução do oxigênio dissolvido nos corpos receptores.
Não flexíveis: grandes estações de tratamento de esgotos têm sua capacidade baseada naprevisão do volume dos esgotos e, nos sistemas unitários, também na previsão dos níveis de escoamento de águas pluviais. Esses sistemas não se adaptam facilmente quando as especificações projetadas acabam sendo maiores ou menores que o requerido devido ao crescimento populacional, movimentos migratórios ou mudanças de padrões climáticos.
Condições locais não apropriadas: tecnologias e infra-estrutura são baseadas em soluçõespadrão, que podem se mostrar inadequadas para as necessidades locais, onde são implantadas.
O manejo convencional dos esgotos domésticos é uma solução rígida e essa falta de flexibilidade dificulta sua adaptação. Nas cidades onde não há sistemas de saneamento ou esses sistemas são mal projetados e operados, o desafio de lidar com pressões advindas da rápida urbanização e do crescimento populacional é muito grande. Mas mesmo onde os sistemas centralizados já funcionam, a ocorrência de mudanças, como por exemplo, mudanças climáticas, levanta dúvidas sobre a abordagem de gestão de esgotos domésticos que anteriormente não havia sido questionada. A figura 4 mostra as pressões com as quais
a gestão de esgotos domésticos nas cidades deverá confrontar-se crescentemente no futuro.
13Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Figura 4: Exemplos de pressões que o manejo dos esgotos domésticos enfrentará no futuro:
Crescimento populacionalMais pessoas significa mais esgoto
doméstico para coletar e tratar.
Expandir a infra-estrutura convencional
para lidar com o problema aumenta os
custos do processo.
Mudanças climáticasRedes de esgoto de coleta e
tratamento, que combinam esgotos
domésticos e água da chuva são
vulneráveis às mudanças climáticas.
Aumentos na intensidade e na
duração das chuvas levam os esgotos combinados
a transbordarem com mais freqüência, lançando
esgoto não tratado no ambiente.
Custos futuros de energiaO manejo de esgotos domésticos
necessita de energia para
bombeamento e tratamento. Um
rápido aumento nos custos com
energia pode impactar os custos
do manejo desses esgotos.
Legislações ambientais mais restritivasA preocupação crescente
acerca dos impactos do
lançamento de efluentes
domésticos no ambiente significa que
processos de tratamento mais eficientes
serão legalmente exigidos.
UrbanizaçãoA expansão urbana geralmente se dá mais
rapidamente do que a capacidade de construção
de infra-estrutura centralizada. Isso resulta
na falta de adequação dos serviços sanitários
para grandes parcelas da população urbana,
especialmente, em assentamentos informais.
Deterioração da infra-estrutura Com o envelhecimento
da infra-estrutura de
esgotamento sanitário,
vazamentos e redução
do desempenho dos sistemas tornam-
se mais prováveis.
14 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Diretiva Européia para Tratamento de Águas Residuárias Urbanas
Adotada em 1991, a Diretiva
Européia para Tratamento de
Águas Residuárias Urbanas
(91/271/EEC) apontam a
necessidade de proteger as
águas subterrâneas, rios,
lagos e mares europeus
dos impactos dos esgotos
domésticos não tratados
adequadamente. A Diretiva
exige que todo esgoto
doméstico gerado em
áreas com população
superior a 2000 habitantes
deve receber, no mínimo,
tratamento secundário. Além
disso, cidades em áreas vulneráveis ou sensíveis, encontram exigências mais rigorosas
para o tratamento. Essa Diretiva está intimamente relacionada à Diretiva Quadro da
Água (2000/60/EC), que exige que todas as águas da União Européia atinjam bons
níveis de qualidade ambiental até 2015.
A despeito de terem sido introduzidas há quase 20 anos, a Diretiva continua a impor
desafios para várias cidades na Europa. Em particular, as restritivas exigências para o
tratamentos em grandes cidades localizadas em áreas sensíveis são ainda um grande
problema e 50% da carga dessas cidades ainda é eliminada sem tratamento adequado
(5th Commission Summary on the Implementation of the Urban Waste Water Treatment
Directive).
Mais informações sobre as Diretivas para de Águas Residuárias Urbanas podem ser
encontrados em: http://ec.europa.eu/environment/water/water-urbanwaste/index_en.html
Imag
em: G
ryaa
b
Planta de Tratamento de Efluentes em Gothenburg, Suécia
15Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
3.3 Uma abordagem mais sustentável
Uma abordagem alternativa para o manejo dos esgotos domésticos é enxergá-los não
como um problema que precisa ser afastado, mas como um recurso que, se gerido
corretamente, pode ser reutilizado.
Como mostra a figura 5, a gestão convencional de esgotos domésticos pode ser
considerada um processo linear com entradas (combinação de efluentes domésticos) e
saídas (descargas de efluentes tratados e disposição final do lodo). Em contraste, uma
abordagem mais integrada, baseada nos processos cíclicos observados na natureza,
incentiva a coleta, o tratamento e a reutilização em separado de urina, fezes, águas cinzas
e águas pluviais. Esse tipo de abordagem é considerada mais sustentável na medida em
que as soluções aplicadas melhoram o desempenho do tratamento, reduzem custos e
permitem que os recursos sejam reciclados de forma mais eficiente.
As principais diferenças entre as abordagens convencional e integrada são:
Combinação versus separação;
Centralização versus descentralização da coleta e do tratamento;
Disposição final versus reutilização.
Essas diferenças são descritas com mais detalhe na Tabela 1.
Figura 5: Manejo linear versus cíclico
Nutrients, water and energy removed from the local area
Energy
User
Water Food
Treatment
Diluted waste water
Treated effluent
Sludge by-products
Nutrients, water and energy returned to the local area for reuse
Greywater
Food
User
Water
Energy
Urine
Stormwater
Faeces
Bio-solids Treatment Treated
effluent Biogas
Água
Água EnergiaEnergia
Urina Águas cinzas
Águas pluviais
Fezes
Biogás
biosólidos Efluentestratados
Efluentestratados
Subprodutodo lodo
Usuário
Nutrientes, água e energia afastados Nutrientes, água e energia reaproveitados e reutilizados
Esgoto doméstico
diluído
Tratamento
Tratamento
Alimento
Alimento
Usuário
16 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Aspectos do manejo dos esgotos domésticos
Abordagem convencional(manejo como um processo linear)
Abordagem integrada (manejo como um processo cíclico)
Coleta Fezes, urina, águas cinzas e águas pluviais
são combinadas e transportadas por uma
rede de coleta de esgoto (no caso do sistema
unitário) para uma estação de tratamento de
esgoto centralizada.
Fezes, urina, águas cinzas e águas pluviais
são coletadas separadamente e geridas em
local próximo.
Tratamento Tratamento centralizado, combinando os vários
tipos de esgotos domésticos e baseado em
infra-estrutura e tecnologias intensivas no
uso de energia e químicos.
Os elementos separados do esgoto doméstico
são tratados com tecnologias alternativas,
descentralizada e sistemas naturais.
Efluentes tratados Efluentes tratados são lançados em corpos
receptores, tais como rios, lagos e estuários.
Efluentes tratados são reutilizados localmente
para fins não potáveis.
Nutrientes Nutrientes têm sua disposição final no
ambiente, principalmente na forma de lodo.
Nutrientes são reciclados e reutilizados
localmente por meio da reciclagem da urina
e da produção de biosólidos a partir do lodo.
Subproduto do lodo O subproduto do lodo é eliminado nos
aterros ou incinerado.
O lodo é digerido para a geração do biogás
e convertido em biosólidos para ser usado
como fertilizante e corretivo de solos.
Consumo de energia Grandes quantidades de energia são usadas
no tratamento e no bombeamento.
O consumo de energia é minimizado por meio
do uso de processos de tratamento naturais.
Tabela 1: Principais diferenças entre as abordagens convencional e integrada no manejodos esgotos domésticos
Quando operada de maneira apropriada, a gestão convencional dos esgotos domésticos
é eficaz na prevenção de doenças e de poluição ambiental – os principais objetivos do
sistema. Contudo, essa abordagem não tira proveito das várias oportunidades existentes
quando se reconhece que os esgotos domésticos são mais do que apenas um resíduo
que deve ser eliminado da forma mais eficiente possível.
Ao adotar uma abordagem de tratamento dos esgotos domésticos baseada em soluções
descentralizadas para a separação e a reutilização, os objetivos de se prevenir a ocorrência
de doenças e de poluição são atingidos, somados aos seguintes benefícios:
Aumento do acesso ao saneamento: Sistemas descentralizados proporcionam saneamento
de baixo custo aos domicílios e às comunidades, em áreas onde problemas com a
capacidade de pagamento dos usuários, além de problemas logísticos, restringem o
acesso aos serviços centralizados de saneamento.
Economia de água: A reciclagem de águas cinzas, águas pluviais e águas negras tratadas
(água que contém urina e fezes) para fins de irrigação e outros usos não potáveis reduz a
demanda nas redes de abastecimento de água. Além disso, o esgoto doméstico reciclado
pode ser usado no reabastecimento de aqüíferos, durante os períodos de seca.
Flexibilidade ao crescimento populacional: O crescimento populacional urbano desafia
a capacidade de redes de esgoto centralizadas e suas infra-estruturas de tratamento.
Sistemas descentralizados previnem a sobrecarga sobre essa infra-estrutura ao separar
águas cinzas e águas pluviais, além de gerir os esgotos domésticos nos próprios
domicílios e nas comunidades.
17Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Reciclagem de nutrientes vegetais: Urina e biosólidos são insumos baratos e
ambientalmente amigáveis para a produção de fertilizantes e corretivos de solo para
agricultura e a jardinagem. A remoção e o reuso de nitrogênio e fósforo também
previnem a sobrecarga de nutrientes em corpos hídricos locais.
Ganhos financeiros: Custos com a construção e operação de vários sistemas
descentralizados para a gestão dos esgotos domésticos são baixos, quando comparadas
aos sistemas centralizados. Economias podem ser feitas na redução do consumo de
energia e no uso de produtos químicos, além do benefício adicional da reutilização dos
esgotos domésticos e de seus nutrientes.
Geração de emprego: A reciclagem dos esgotos domésticos e sua reutilização em
processos produtivos podem criar novas oportunidades de emprego e podem
estimular o surgimento de micro-empresas.
Recuperação da energia: Águas negras podem ser utilizadas em biodigestores para
geração de biogás. Isso pode ser uma fonte barata e renovável de energia, podendo
ser usada na preparação de alimentos, geração de eletricidade e combustíveis para
automóveis.
Tratamentos mais eficientes: A separação dos vários tipos de esgoto doméstico e a
retenção de alguns poluentes específicos possibilitam tratamento mais eficiente e melhor
custo-efetividade nas técnicas de tratamento a serem utilizadas. Patógenos, metais
pesados e micropoluentes, como os farmacêuticos, podem ser isolados e removidos
mais facilmente do que seria possível com os vários tipos de esgoto misturado.
Biodiversidade urbana e amenidade: A construção de zonas pantanosas artificiais
(wetlands), bem como outros sistemas naturais de tratamento de esgotos domésticos,
proporciona habitats capazes de manter a biodiversidade local e aumentar a presença de
áreas verdes nas cidades.
Os benefícios listados acima mostram claramente que o manejo dos esgotos
domésticos está intimamente relacionado com outros serviços do ciclo hidrológico
urbano, bem como com o planejamento urbano como um todo. Ao invés de selecionar
opções baseadas em simplificações dos problemas e dos objetivos, uma abordagem
mais sustentável pode identificar soluções com múltiplos propósitos, que trazem
benefícios para as cidades, no setor de saneamento e para além dele. A Sessão 4
explora essas relações com mais detalhes.
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18 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Esgotos domésticos na cidade4.1 Ligações no contexto do ciclo hidrológico urbano
A gestão de esgotos domésticos, tradicionalmente, tem sido feita de modo independente
em relação a outros componentes do manejo das águas, a exemplo das águas pluviais
e do abastecimento de águas. Essa abordagem negligencia as várias relações existentes
entre os esgotos domésticos e o ciclo hidrológico urbano como um todo, e que leva a:
Oportunidades perdidas (por exemplo, na falha do reuso de águas residuárias
domésticas para abastecimento, onde há escassez de água);
Impactos inesperados (por exemplo, quando a descarga de efluentes tratados, ainda com
altos níveis de nutrientes, atinge sistemas de abastecimento localizados a jusante).
Analisar o ciclo hidrológico urbano como um todo nos ajuda a identificar os laços entre
os esgotos domésticos e outros serviços dentro do manejo de águas. O reconhecimento
desses laços evita intervenções que causam grandes benefícios a uma área, mas que
podem causar grandes prejuízos a outras. A maior integração dentro do ciclo hidrológico
urbano, portanto, direciona a tomada de decisão para uma gestão mais sustentável das
águas urbanas como um todo.
Alguns dos laços que precisam ser identificados entre o serviço de águas residuárias e
outros serviços do ciclo hidrológico urbano são mostrados na Figura 6.
Figura 6: Exemplos de como a gestão de esgotos domésticos relaciona-se a outros serviços no ciclohidrológico urbano
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Manejo do esgoto doméstico e águas pluviais Em várias cidades, a coleta das águas pluviais está relacionada ao manejo dos esgotos domésticos
por meio das redes unitárias de esgoto ou conexões cruzadas. Chuvas fortes aumentam o
volume de água que precisa ser tratada, o que pode ocasionar sobrecarga no sistema. Como
conseqüência, esgotos sem tratamento adequado podem ser lançados ao ambiente.
Esgoto doméstico e consumo doméstico de águaO volume de esgoto doméstico a ser tratado está diretamente relacionado ao uso de água nos
domicílios. O aumento do consumo de água devido ao uso de aparelhos intensivos no consumo
de água aumenta o volume de água a ser tratada e reduz a concentração de esgoto presente nela.
Esgotos domésticos e qualidade da águaEfluentes tratados e lançados por estações de tratamento de esgotos centralizadas,
geralmente, contém altos níveis de nutrientes, e podem causar aumento nas florações de
algas em corpos receptores. Efluentes tratados de modo inadequado ou sobrecarga em
sistemas de tratamento também podem poluir recursos hídricos superficiais e subterrâneos.
Em várias ocasiões, essa mesma água é captada a jusante para fins de abastecimento.
Esgoto doméstico e suprimento de água não potávelEsgotos domésticos (tratados e não tratados) são uma fonte barata de água para fins não potáveis, que
pode ser usada para abastecimento. Águas cinzas e efluentes tratados podem ser reutilizados para
irrigação, usos industriais, descargas sanitárias e reabastecimento de aqüíferos. Esgotos domésticos
são particularmente valiosos em cidades que sofrem com escassez hídrica e com secas freqüentes.
19Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
4.2 Ligações entre o manejo dos esgotos domésticos eoutros setores da gestão urbana
Os serviços de esgotamento sanitário também estão intimamente relacionados a outros
setores do planejamento urbano. Energia, agricultura urbana, habitação, educação e saúde são
apenas alguns dos serviços que são influenciados por, ou têm influência sobre, a gestão dos
esgotos domésticos. Assim como ocorre dentro do ciclo hidrológico urbano, os tomadores
de decisão devem estar atentos aos laços existentes entre a gestão dos esgotos domésticos
e demais serviços urbanos. Isso pode prevenir a implantação de ações que resultem em
impactos negativos imprevistos e permitir aos planejadores que tirem o máximo proveito das
oportunidades existentes decorrentes de soluções interdisciplinares.
Algumas das importantes relações entre o manejo de esgotos domésticos e o
planejamento e o desenvolvimento urbano, incluindo os impactos positivos e negativos
que eles podem causar, são mostrados na Figura 7.
Figura 7: Exemplos de como o manejo dos esgotos domésticos está relacionado a outros serviços da gestão urbana
Agricultura urbana: Nutrientes tais como nitrogênio e fósforo, contidos
em esgotos domésticos, podem ser reciclados
como fertilizantes para uso em lavouras. Tratados
de forma segura, também podem ser utilizados
na irrigação de culturas. A aplicação do lodo
de esgotos na agricultura também melhora a
qualidade e capacidade de retenção da umidade do
solo (Veja Sessão 4.3).
Gestão ambiental: O lançamento de efluentes de
esgotos domésticos tratados de
maneira não adequada apresenta
grande potencial poluidor. O uso de
ecossistemas naturais como lagoas e
zonas pantanosas artificiais para tratar
esgotos domésticos pode, ao contrário,
aumentar a biodiversidade na cidade.
Educação: A gestão dos esgotos domésticos
está intimamente relacionada ao
comportamento humano. A educação
cumpre um papel importante na promoção
de práticas mais higiênicas e encoraja o uso
de tecnologias mais seguras.
Saúde e alívio da pobreza:
Saneamento inadequado é uma das principais
causas de doenças em países em desenvolvimento.
A relação entre pobreza e doenças vinculadas
ao saneamento é forte e melhorias na gestão de
esgotos domésticos podem efetivamente melhorar
o padrão de vida da população.
Habitação: A construção de novos conjuntos
habitacionais aumenta a demanda por
infra-estrutura de coleta e tratamento de
esgotos domésticos de modo a gerir os
crescentes volumes de esgotos gerados.
Parques e recreação: Águas cinzas recicladas e efluentes
tratados podem ser utilizados como
fontes baratas e confiáveis para irrigação
de parques, jardins, campos de futebol e
demais campos esportivos. Energia: O tratamento dos esgotos domésticos
pode ser uma atividade consumidora,
neutra ou produtora de energia.
Tratamentos convencionais dos esgotos
domésticos dependem de fornecimento
confiável de energia. No entanto,
a biodigestão do lodo dos esgotos
domésticos também pode ser usada
como uma fonte renovável de energia.
20 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
4.3 Tratamento dos esgotos domésticos e agricultura urbana
A agricultura urbana é a prática de “cultivar plantas e criar animais dentro e ao redor
das cidades, bem como da provisão de insumos, processamento, atividades de marketing
e serviços”.1 Cultivos nas cidades podem ser variados, podendo consistir em hortas
individuais, em loteamentos formais e informais, bem como no uso de outros espaços
verdes da cidade, como parques, margem de rios, telhados e outras áreas urbanas. Os
produtos cultivados são diversos e dependem do contexto ambiental local e de demandas
do mercado.
O papel da agricultura urbana para o desenvolvimento urbano sustentável tem sido
crescentemente reconhecido por meio de sua contribuição para a redução da pobreza,
para a garantia da segurança alimentar e nutrição, para a geração de empregos, para
a administração do ambiente urbano e para adaptações necessárias em virtude das
mudanças climáticas. A agricultura urbana é parte integrante de um sistema ecológico e
socioeconômico em função de sua relação com:
Provisão dos meios de subsistência;
Recursos urbanos (terra, água e nutrientes);
Sistema de abastecimento de produtos alimentares (consumidores e produtores urbanos);
Condições urbanas (influências políticas, legais, etc).
A agricultura urbana, incluindo a arborização, cria um mercado para a reutilização dos
esgotos domésticos urbanos e os nutrientes nele contidos. Esse é o caso particular em
que a coleta e o tratamento descentralizados dos esgotos são estabelecidos. A demanda
da agricultura urbana por fertilizantes mais baratos, irrigação e corretivos do solo cria um
mercado e incentiva a reutilização da água. O valor dos nutrientes incentiva a separação
de urina e fezes; a água da chuva torna-se uma fonte confiável para a irrigação e a
compostagem apresenta-se como uma alternativa de corretivos orgânicos para os solos.
O valor econômico desses produtos ajuda no entendimento dos esgotos domésticos
como recursos reutilizáveis, ao invés de problemas – um requisito crucial para a criação
de um processo cíclico de gestão. Além disso, o uso produtivo de esgotos domésticos
urbanos para a agricultura urbana ajudará na redução da demanda por água potável,
bem como na redução do volume eliminado dos esgotos domésticos.
A agricultura urbana está, portanto, intimamente integrada ao ciclo de manejo dos
esgotos domésticos e, conseqüentemente, ao manejo de águas urbanas como um
todo. Entretanto, em função da falta de reconhecimento formal dessa prática, o uso
de águas residuárias com fins produtivos não é regulamentado, particularmente em
cidades de países em desenvolvimento. Coleta, adução e reuso de produtos derivados de
esgotos domésticos resulta em riscos para a saúde, especialmente em vista do contato
humano com os patógenos. Esses riscos podem, no entanto, ser superados por meio de
precauções simples que incluem:
Medidas de tratamento básico como armazenamento e decantação no caso da urina;
Compostagem em altas temperaturas, armazenamento de longo-prazo e, no caso das
fezes, eliminação da umidade proveniente de urinas;
Regimes de rega que possibilitem tempo suficiente entre irrigação e consumo dos produtos;
1 http://www.ruaf.org/node/512
21Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Uso de equipamentos que protejam a exposição de humanos aos patógenos;
Preparação higiênica dos produtos antes de serem consumidos;
Educação e campanhas de prevenção;
Aceitação e legitimação da agricultura urbana como um uso legítimo da terra e a criação
de políticas e regulamentos que a reconheça como tal. A Fundação RUAF (Centro de Recursos em Agricultura Urbana e Segurança Alimentar - Resources Centre on Urban Agriculture and Food Security) oferece um curso a distância sobre agricultura urbana, disponível sem custos no site http://moodle.ruaf.org/
O potencial de reutilização dos esgotos domésticos na agricultura urbana em Accra, Gana
É estimado que mais de 90% do
consumo de vegetais frescos em
Accra é originário das produções
intensivas, localizadas na
cidade e em suas cercanias.
Para manter a fertilidade do
solo, os agricultores usam,
com freqüência, esterco de
galinhas e fertilizantes químicos.
Entretanto, o alto custo desses
fertilizantes tem se tornado
uma restrição a essas atividades
na cidade, criando assim um
mercado para fontes alternativas
de nutrientes.
Aproximadamente 95% da população de Accra faz uso de instalações de saneamento locais
(sistemas estáticos), o que se constitui como uma fonte potencial de nutrientes e material
orgânico para a agricultura na cidade. Por exemplo, muitos banheiros públicos, localizados
em algumas das áreas residenciais mais densamente povoadas sofrem com inadequada
manutenção e gestão. A urina é eliminada diretamente nos drenos de águas pluviais,
poluindo os meios receptores. A opção de coletar e reutilizar a urina na agricultura urbana
traz o benefício duplo de melhorar o manejo dos esgotos domésticos e reduzir o custo das
culturas produzidas na cidade.
Para mais informações sobre o manejo dos esgotos domésticos em
Accra, consulte o artigo ‘Inventory of agricultural demand and value of
the application of ecosan fertilizers in SWITCH demonstration cities’
(Tettenborn et al 2009)
www.switchtraining.eu/switch-resources
Agricultura urbana em Accra, Gahana
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22 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
4.4 Tratamento dos esgotos domésticos e o meio ambiente
O uso do ambiente natural na gestão dos esgotos domésticos geralmente se dá em
detrimento da saúde dos ecossistemas. É bastante comum que rios e lagos sejam
utilizados para o transporte e a diluição dos esgotos domésticos, o que resulta na
destruição completa de habitats aquáticos. Até mesmo os tratamentos realizados com
tecnologias mais sofisticadas raramente removem todos os nutrientes dos esgotos
domésticos, causando aumento das florações de algas e eutrofização de corpos hídricos
receptores. Outros micropoluentes, como perturbadores endócrinos e outros produtos
farmacêuticos, apenas recentemente têm sido objeto de pesquisas e ainda não foram
totalmente considerados nos padrões recomendados a serem atingidos pelas tecnologias
de tratamentos de esgotos domésticos mais comuns.
No entanto, sistemas naturais também podem ser aproveitados no manejo dos esgotos
domésticos de uma maneira mais sustentável, o que requer uma redefinição do papel
da natureza no processo de gestão. Em sistemas convencionais esse papel consiste
na remoção e diluição dos efluentes, como descrito acima. Uma abordagem mais
sustentável faz uso dos sistemas naturais para fins de tratamento, beneficiando-se da
habilidade de remoção de certos poluentes, ambos baratos e efetivos.
Tratamentos naturais são baseados na capacidade do solo, da vegetação e da luz solar
de tratar a água por meio de processos físicos, químicos e biológicos. Essas técnicas
são particularmente efetivas na remoção dos poluentes de águas cinzas e pluviais, bem
como de nutrientes, patógenos e certos micropoluentes que não são removidos por
técnicas convencionais de tratamento de águas negras.
Uma pesquisa sobre o uso de sistemas naturais no manejo dos esgotos domésticos em localidades urbanas pode ser acessada no artigo ‘Application of natural treatment systems in the future expansion area of Cali, Colombia’ (Gaviano et al 2009).www.switchtraining.eu/switch-resources
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23Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Os benefícios proporcionados por sistemas naturais de gestão de esgotos domésticos
são mais do que apenas métodos de tratamento baratos e de baixo consumo energético.
Sistemas como zonas pantanosas artificiais e lagoas, podem ser incorporados em
parques e jardins, provendo, assim, benefícios adicionais ao ambiente urbano, tais como:
Biodiversidade: A construção de um sistema de tratamento natural constitui um habitat
urbano para a fauna e a flora;
Qualidade de vida: O aumento de espaços verdes e ambientes aquáticos das cidades
melhora a qualidade de vida dos habitantes;
Resfriamento urbano: Um aumento da presença de águas e vegetação nas cidades
reduz o efeito de ilhas de calor nas cidades.
Melhora no manejo das águas da chuva: Sistemas naturais como zonas pantanosas e
lagoas atenuam a formação de escoamento superficial em eventos de chuvas intensas,
reduzindo riscos de alagamentos e inundações;
Recursos adicionais: Plantas utilizadas na absorção de nutrientes de esgotos domésticos
podem ser colhidas e reaproveitadas como fontes de fertilizantes.
Mais informações sobre as diferentes soluções naturais disponíveis podem ser
encontradas na Seção 7, bem como nas equivalentes seções dos Módulos 3 e 4.
Sistemas naturais também proporcionam numerosos benefícios para a gestão das águas pluviais e para os sistemas de tratamento de água para abastecimento. Para mais detalhes ver os Módulos 3 e 4
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Para uma compreensão mais detalhada do uso de sistemas naturais no manejo de águas urbanas ver o livro SWITCH ‘Natural systems’
24 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
A direção geral:Tratamento dos esgotosdomésticos e sustentabilidade5.1 Tratamento sustentável dos esgotos domésticos
A Gestão Integrada das Águas Urbanas reconhece e explora tanto as relações dentro do
ciclo hidrológico urbano quanto no desenvolvimento urbano como um todo. A tomada de
decisões baseada em visões mais amplas e abrangentes, ao invés de baseada em partes
artificialmente isoladas do todo, proporciona maior integração e, conseqüentemente,
aumenta a sustentabilidade (para mais detalhes, ver Módulo 1).
A Seção 4 demonstrou as várias ligações entre o esgotamento sanitário, o ciclo
hidrológico urbano e o desenvolvimento urbano como um todo. Ao considerar essas
ligações, a avaliação de intervenções e ações torna-se mais abrangente, possibilitando
decisões mais sustentáveis. No entanto, a tomada de decisão ótima para a cidade
em todos os seus aspectos requer um entendimento consensual do significado de
desenvolvimento urbano sustentável e de como ele é relacionado, especificamente, ao
manejo dos esgotos domésticos.
Em resumo, o manejo sustentável das águas pode ser definido como a gestão que vai
ao encontro das agendas sociais, econômicas e ambientais, no presente enquanto criam
condições que permitam que essas condições sejam atendidas no futuro2. A Figura 8
mostra como esse critério pode ser aplicado aos esgotos domésticos.
Mais informações sobre sustentabilidade e ciclo hidrológico urbano podem ser encontradas no Módulo 1.
2 A Comissão Mundial do Meio Ambiente e do Desenvolvimento define desenvolvimento sustentável como “desenvolvimento que atende ás necessidades do presente sem comprometer as capacidades de futuras gerações de atenderem as suas próprias necessidades” (1983).
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25Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Para maximizar a sustentabilidade, decisões relativas ao manejo de esgotos domésticos
devem ser tomadas levando-se em consideração cada um dos aspectos acima.
Adotar uma solução que aumente a cobertura de serviços de saneamento e proteja o
meio ambiente não será sustentável se os custos de operação e manutenção forem
impraticáveis no longo prazo. Ao mesmo tempo, uma solução barata e que proporcione
benefícios ambientais só irá funcionar caso seja escolhida pelos usuários. Em suma, se
um critério de sustentabilidade não é cumprido, as chances de uma solução contribuir
para o desenvolvimento sustentável no longo-prazo são altamente reduzidas.
Concordar com e aplicar as dimensões da sustentabilidade ao manejo dos esgotos
domésticos pode ajudar as cidades a refletirem sobre o sentido geral ao qual o
planejamento dos esgotos domésticos deve estar direcionado.
Finalmente, qualquer análise de sustentabilidade precisa ter apoio de vários grupos de
interesse. Isso assegura que as ações, opiniões e necessidades de todos aqueles que
têm influencia ou são influenciados pela gestão dos esgotos domésticos sejam levadas
em consideração. O envolvimento de prestadores de serviço, usuários, do setor agrícola,
do setor privado, das autoridades relevantes, ONGs, etc. é, portanto, essencial para a
formulação de soluções com as quais os interessados podem se identificar e para que
impactos, diretos e indiretos, das decisões possam ser verdadeiramente compreendidos.
Mais informações sobre o engajamento dos interessados podem ser encontradas no Módulo 2
Figura 8: Gestão sustentável das águas urbanas
Gestão Sustentável das Águas Urbanas
SociedadeA gestão da água contribui
para a qualidade de vida
de todos os cidadãos
EspaçoDecisões e ações de
gestão são tomadas
considerando os impactos
a montante e a jusante
TempoDecisões e ações de
gestão são tomadas
considerando-se os
impactos em longo prazo
EconomiaA operação e manutenção
de serviços hídricos são
custo-eficientes
Meio AmbienteO equilíbrio ecológico de
sistemas hídricos naturais
é mantido, buscando
não explorar além do que
pode ser reabastecido,
prevenindo-se a poluição e
a erosão
26 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
5.2 Objetivos, indicadores e alvos para a gestão de esgotos domésticos urbanos
Alinhada a uma abordagem integrada, a seleção dos objetivos e dos indicadores para o
esgotamento sanitário não deveria, de forma ideal, ser realizada separadamente, mas ser
parte de uma estratégia de planejamento para a Gestão Integrada das Águas Urbanas,
em que uma visão tenha sido acordada e prioridades identificadas, como, por exemplo,
melhoria do saneamento.
Tendo em mente os laços entre os esgotos domésticos, o ciclo hidrológico urbano e
outros setores da gestão urbana, é provável que uma abordagem integrada seja aquela
mais apta a propor objetivos multidimensionais. Ao passo que a abordagem convencional
à gestão dos esgotos domésticos tende a apresentar objetivos mais restritos, baseados
na saúde humana e na proteção do meio ambiente, uma abordagem integrada considera
não apenas as condições de higiene e a preservação dos ecossistemas, mas também o
reuso de águas residuárias, a reciclagem dos nutrientes, a geração do biogás, o aumento
da biodiversidade, a redução do consumo de energia, etc.
A Tabela 2 apresenta alguns exemplos de objetivos relativos aos esgotos domésticos
que foram formulados levando em consideração o desenvolvimento urbano, no qual o
progresso é medido e as metas atuam como marcas a serem atingidas para alcançar os
objetivos. A última coluna da tabela lista os diferentes setores da administração urbana
para os quais os objetivos exercem influência.
A seleção e o uso dos objetivos, indicadores e alvos são discutidos com mais detalhe no
Módulo 1.
Veja Módulo 1 para mais informações sobre o uso de objetivos, indicadores e metas no contexto de processos de planejamento estratégico.
Mais detalhes sobre os diferentes tipos de indicadores e seus usos estão disponíveis no manual SWITCH Sistemas 'Application of sustainability indicators within the framework of strategic planning for Integrated Urban Water Management' (van der Steen 2011).www.switchtraining.eu/switch-resources
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27Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Exemplos de objetivos da gestão integrada de esgotos domésticos
Exemplos de indicadores associados
Exemplos de metas associadas
Setores relevantes da gestão urbana
Eliminar as ameaças de doenças e de contaminação humana
Número de casos
registrados de doenças
causadas pelo contato de
pessoas com esgotos
Concentração de
coliformes fecais nos
efluentes eliminados
Erradicação dos casos de
doenças causadas pelo manejo
inadequado dos esgotos
domésticos até o ano X
Eliminação total de efluentes
com quantidades X de
coliformes fecais até o ano X
Serviços de
esgotamento
sanitário
Saúde
Minimizar o consumo de energias não renováveis na gestão de esgotos domésticos, mantendo a qualidade dos serviços
Medida do consumo de
energia não renovável
para bombeamento e
tratamento
Consumo de energia por
serviço de esgotamento
sanitário
X% na redução das emissões
de carbono devido a
bombeamento e tratamento
até o ano X.
X% de economia nas contas
de energias não renováveis
até o ano X.
Serviços de
esgotamento
sanitário
Energia
Mitigação
das mudanças
climáticas
Reciclar nutrientes dos esgotos domésticos como fertilizantes para uso no município
Despesas municipais com
fertilizantes químicos
Quantidade de fertilizantes
produzidos a partir dos
esgotos domésticos
X% na redução das despesas
municipais com fertilizantes
químicos até o ano X
X kg de fertilizantes
produzidos por ano
Serviços de
esgotamento
sanitário
Parques e jardins
Gestão ambiental
Desconectar sistema de águas pluviais dos sistemas de coleta de esgoto
Área de telhados
desconectada dos
sistemas de esgoto
Volumes atuais de
esgotos domésticos
tratados em relação à
série temporal de chuva
X% de área de telhados
desconectados dos sistemas
de esgoto até o ano X
X% na redução dos volumes
de esgotos domésticos
tratados durante o
período de chuvas fortes,
comparativamente a eventos
passados de mesma
magnitude até o ano X
Serviços de
esgotamento
sanitário
Serviços de
drenagem
Habitação
Gestão ambiental
Aumentar a remoção de poluentes, por meio de tratamento adequado, antes de seu lançamento no ambiente
Quantidade de poluentes
presentes nos efluentes
eliminados
Aumento da
biodiversidade em áreas
afetadas pelos poluentes
Redução dos poluentes a X
quantidade por unidade de
efluente tratado até o ano X
X espécies X contadas até o
ano X em uma área
específica
Serviços de
esgotamento
sanitário
Gestão ambiental
Preservar serviços de abastecimento água por meio de reuso dos esgotos domésticos na irrigação de jardins municipais e campos de lazer
Quantidade de água
potável usada para fins de
irrigação municipal
Quantidade de esgotos
domésticos tratados
eliminados sem fins de
reuso
X% na redução do uso de
água potável para a irrigação
em áreas públicas
X% na redução do volume
de efluentes tratados
eliminados sem fins de
reuso
Serviços de
esgotamento
sanitário
Abastecimento
de água
Parques e
recreação
Tabela 2: Exemplos de objetivos, indicadores e alvos para o manejo dos esgotos domésticos.
28 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Colocando em práticaa gestão integrada doesgotamento doméstico6.1 Implementação de uma gestão mais integrada dos esgotos domésticos
O gerenciamento dos esgotos domésticos pode ser dividido, de forma simplificada, em quatro componentes:
Interface com o usuário (sanitários convencionais e secos, mictórios, etc);
Coleta, armazenagem e, se necessário, transporte (por exemplo, fossas sépticas, redesde coleta, etc);
Tratamento (por exemplo, filtração, aeração, tratamentos biológicos, etc);
Reutilização/eliminação (por exemplo, extração de nutrientes, reciclagem dos efluentes,lançamento dos efluentes, etc).
Cada um desses componentes está relacionado ao ciclo de gestão dos esgotos domésticos e, ao intervir em um deles, é provável que sejam causados impactos diretos sobre os demais. A abordagem convencional da gestão dos esgotos domésticos dispõe de mecanismos padronizados para lidar com as questões que surgem de cada um dos componentes de forma individual, como por exemplo, investimentos em tecnologia para remoção de concentrações crescentes de poluentes nos esgotos domésticos. Essa abordagem é menos sustentável do que outras que têm uma visão mais ampla do ciclo hidrológico urbano (e além dele), buscando soluções para os problemas e propondo a melhor relação custo-benefício possível para o desenvolvimento urbano como um todo, a exemplo da proposta de controlar os poluentes em sua fonte.
Em termos práticos, não é simples fazer uma mudança radical da abordagem convencional da gestão dos esgotos domésticos para outra inteiramente nova e baseada em tratamentos descentralizados e de reaproveitamento. A maioria das cidades tem toda uma infra-estrutura montada para lidar com esgotos domésticos, o que torna difícil (ou indesejável) a mudança de um sistema que mistura diversos tipos de efluentes para outro no qual os componentes dos esgotos domésticos são tratados separadamente. Ainda assim, existem inúmeras oportunidades em determinados locais para implantar práticas mais sustentáveis de gestão dos esgotos domésticos, sem que se comece do zero. Isso inclui, mas não se limita a:
Novos empreendimentos: Novos projetos habitacionais, complexos industriais ecomerciais são oportunidades de uso de sistemas separadores de esgoto, bem como de tratamento descentralizado e de unidades de reuso.
A instalação de unidades que propiciem a reutilização dos subprodutosdo lodo proveniente das estações de tratamento de esgotos – possivelmente combinados com outros resíduos orgânicos – como uma alternativa aos fertilizantes químicos e como fonte de biogás.
Incentivo a pequenas melhorias na escala da cidade, como amodernização de sistemas de reuso das águas cinza em bairros residenciais e a
construção de sistemas urbanos de drenagem pluvial sustentável.
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29Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Soluções alternativas: Exploração de alternativas que propiciem o alcance de múltiplos
objetivos e desenvolvimento de soluções flexíveis para lidar com crescentes volumes
de esgotos domésticos, bem como regulamentos mais rigorosos a respeito do
lançamento de efluentes, ao invés de investir na expansão da infra-estrutura existente.
O estímulo a oportunidades para micro e pequenas empresas
que podem se beneficiar da separação dos esgotos urbanos, de sua coleta e reutilização.
Tirar proveito de oportunidades, tais como aquelas listadas acima, ajuda na criação de um
sistema de gestão de esgotos domésticos mais integrado com a gestão urbana como um
todo. Isso também possibilita maior flexibilidade no aproveitamento das oportunidades
e ajuda a lidar com futuras incertezas.
O livro ‘Sustainable sanitation in cities: A framework for action’, publicado pela Aliança Sanitária Sustentável (Sustainable Sanitation Alliance - SuSanA) traça um perfil detalhado de como um saneamento urbano sustentável pode ser construído na prática. Esse livro pode ser baixado gratuitamente: http://www.eawag.ch/forschung/sandec/publikationen/sesp/dl/sustainable_san.pdf
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30 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
6.2 Barreiras ao saneamento sustentável
As soluções associadas a uma abordagem mais sustentável dos esgotos domésticos
são, em geral, não padronizadas. Infra-estrutura, legislação, regulação e atitudes sociais
relacionadas ao saneamento são estabelecidas em muitas cidades, baseando-se em uma
concepção antiga de que os esgotos domésticos são um produto residual único, ao invés
de um recurso multifacetado. Em função desses fatores, e das restrições causadas por
eles, torna-se difícil implantar soluções não padronizadas e inovadoras.
Essas restrições são variadas e altamente dependentes de circunstâncias locais.
No entanto, é possível identificar algumas barreiras comuns, relevantes em muitas
das cidades que buscam implantar soluções inovadoras para o manejo dos esgotos
domésticos. Algumas delas estão listadas na Tabela 3.
Tabela 3: Exemplos de barreiras a uma gestão alternativa dos esgotos domésticos.
Barreiras Descrição Conseqüências
Aceitação pública Em muitas culturas, o reaproveitamento dos
esgotos, mesmo quando tratados de forma
adequada, é um tabu.
Inexistência de mercados para produtos
reciclados.
Restrições legais O pressuposto de que a reutilização dos esgotos
domésticos representa um risco à saúde barra o
desenvolvimento de uma legislação que a valide,
bem como as regulamentações necessárias.
Limitações ao uso dos esgotos domésticos
como recurso, barrando sua reutilização.
Aspectos institucionais
Objetivos conflitantes e má coordenação
entre as autoridades cujas responsabilidades
são relevantes para o manejo dos esgotos
domésticos, incluindo sua reutilização.
Quadro de carência da integração, por meio
da qual, opções mais sustentáveis podem
ser identificadas e implantadas.
Motivações políticas Os benefícios (e a redução dos riscos à saúde)
de um bom manejo dos esgotos domésticos
não são amplamente conhecidos, portanto, há
poucos ganhos políticos a serem auferidos da
melhora dos serviços.
Falta de apoio político às opções mais
sustentáveis ao manejo dos esgotos
domésticos.
Normas técnicas Engenheiros e planejadores locais têm idéias
pré-concebidas acerca das soluções para os
esgotos domésticos baseadas apenas na infra-
estrutura convencional.
Soluções alternativas, mais sustentáveis,
não são consideradas ao longo do processo
de planejamento.
Uso e ocupação do solo
Sob as leis do direito à terra em algumas áreas
urbanas, como assentamentos informais, há
restrição nos investimentos em saneamento.
Incapacidade de construir infra-estrutura
sustentável para os esgotos domésticos em
áreas urbanas enormemente carentes dela.
Percepção dos riscos
Novas abordagens e tecnologias são percebidas
como de alto risco, uma vez que ainda precisam
ser amplamente testadas em grande escala.
Tomadores de decisão, políticos e
financiadores não são propensos a investir
em soluções não convencionais.
31Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Assim como as barreiras a um manejo mais sustentável dos esgotos domésticos são
específicas de cada local, assim também são as medidas de superação. Entretanto, há
algumas medidas padrão aplicáveis em escala global, que incluem:
Engajamento dos grupos de interesse: Uma abordagem mais sustentável dos esgotos
domésticos requer o envolvimento de mais grupos de interesse do que uma abordagem
convencional. Necessidades e preocupações dos gestores dos serviços de saneamento,
de saúde, planejadores urbanos, ambientalistas, fazendeiros e da população local como
um todo devem ser consideradas na superação de desentendimentos e na valorização
dos benefícios da discussão.
O manejo dos esgotos domésticos perpassa uma vasta
gama de mandatos e responsabilidades dos governos locais, especialmente quando
são geridos na ótica dos ciclos. O aumento da coordenação e o estabelecimento de
objetivos comuns entre o manejo dos esgotos domésticos e outros departamentos
dos governos locais, como o abastecimento de água, saúde, educação, parques e o
próprio planejamento urbano, são imprescindíveis para assegurar que conflitos de
interesses não cresçam e sinergias sejam exploradas.
Planejadores, tomadores de decisão e políticos podem duvidar quanto
à viabilidade e a efetividade das soluções não convencionais para o manejo dos esgotos
domésticos. A construção de projetos piloto para demonstrar benefícios e possibilitar
comprovação científica de segurança auxilia a tranqüilizar aqueles que acreditam que
o risco é excessivamente alto.
Uma das grandes barreiras a um manejo mais sustentável de esgotos
domésticos é a percepção pública de que os esgotos domésticos são um produto
residual, ao invés de um recurso.
A reciclagem dos esgotos domésticos, dos nutrientes e da
energia contida neles é um aspecto chave em direção à sustentabilidade. No entanto,
para caminhar nessa direção é preciso que haja mercados para os produtos gerados. Se
o uso dos recursos é financeiramente competitivo, então um mercado economicamente
sustentável da gestão de esgotos domésticos será criado.
Uma mudança profunda de uma abordagem convencional à gestão dos
esgotos domésticos para uma mais sustentável requer um comprometimento concreto
das prefeituras, conselhos e câmaras de vereadores. Criar políticas e legislar de cima
para baixo, no intuito de promover e viabilizar abordagens alternativas do manejo dos
esgotos domésticos incentiva tomadores de decisão, técnicos, consultores e usuários
a focar e investir em soluções não convencionais.
Para mais informações sobre o engajamento dos interessados, coordenação institucional e suporte político, veja o Módulo 2.
Para mais informações sobre como superar barreiras para fortalecer o saneamento ecológico veja a parte 2 do relatório do SWITCH ‘Cross-country assessment of the adoption, operational functioning and performance of urban ecosan systems inside and outside the EU’ (Mels et al 2009).www.switchtraining.eu/switch-resources
32 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Superando barreiras institucionais para a reutilização dos esgotos domésticos em Lima, Peru
A cidade de Lima, no Peru,
vem sofrendo de escassez
de água devido ao seu clima
desértico e ao acelerado
crescimento populacional. O
reuso dos esgotos domésticos,
particularmente na agricultura
urbana, é tido como uma solução
viável para ajudar a reduzir
a pressão sobre os escassos
recursos hídricos da cidade.
No entanto, o quadro legal e
institucional do país se preocupa
basicamente com o tratamento
e a eliminação dos efluentes,
resultando na inexistência de
guias e regulamentação acerca
de reuso seguro.
Como parte do projeto SWITCH,
Lima desenvolveu linhas de ação política para promoção do tratamento e da reutilização
dos esgotos domésticos na agricultura urbana e periurbana e em outros espaços verdes.
Baseadas na pesquisa e na consulta a inúmeros grupos de interesse, as linhas de
ação buscaram influenciar decisões nacionais no que diz respeito ao reconhecimento
dos esgotos domésticos como recursos. Em novembro de 2010, as orientações foram
formalmente aprovadas pelo Ministro da Construção, Habitação e Saneamento, do Peru,
trilhando um caminho mais sustentável no tratamento e na reutilização dos esgotos
domésticos em nível local.
Para mais informações ver o estudo de caso de Lima. No seguinte endereço
eletrônico é encontrado um panorama das atividades do SWITCH em Lima
http://www.ipes.org/au/switch/index.html (em espanhol).
Lima, Peru
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33Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Opções para gestão sustentávelde águas residuáriasComo descrito na Sessão 3, um sistema convencional e centralizado de gestão dos
esgotos domésticos visa a combinação de diferentes tipos de efluentes domésticos,
uma rede coletora e de transporte de esgotos, tratamento centralizado e lançamento
de efluentes. As opções usualmente implantadas são, assim, selecionadas para cumprir
com os objetivos do sistema. A Figura 9 nos mostra alguns exemplos.
Uma abordagem mais sustentável, por outro lado, visa criar um circuito fechado no ciclo
de águas residuárias, de modo a manter recursos valiosos no local onde são gerados,
evitando a dispersão de poluentes. Opções de tratamentos alternativos possibilitam que
isso aconteça.
Figura 9: Exemplos de opções convencionais de gestão dos esgotos domésticos urbanos
Figura 10: Exemplos de opções que fecham o circuito no ciclo das águas residuárias
�
Options include:
� Gravity sewerage network
Options include:
� Sedimentation � Flotation � Activated sludge � Trickling filters � Lagoons � Membranes � Disinfection
Options include:
� Discharge to rivers, lakes, estuaries and coastal waters
� Incineration (of sludge by-product)
� Landfill (of sludge by-product)
� Reuse of treated sludge
Combined collection Treatment Disposal
Stormwater
Urine
Faeces
Greywater
34
Stormwater
Urine
Faeces
Greywater
Separatecollection
Treatment
Reuse
Options include:
� Urine diversion toilets � Dry toilets � Low flush toilets � Separated plumbing system � Sustainable Urban Drainage
Systems (SUDS) � Rainwater harvesting
Options include:
� Septic tanks � Anaerobic biogas reactor � Soil Aquifer Treatment (SAT) � Constructed wetlands � Waste stabilisation ponds
Options include:
� Urine as fertiliser � Stabilised sludge reuse
(biosolids) � Greywater treatment
and reuse within the household
� Greywater treatment and reuse in nature (e.g. aquifer recharge)
� Rainwater reuse � Treated effluent reuse
Para exemplos de opções práticas para a gestão alternativa de águas residuárias veja a parte 1 do relatório do SWITCH ‘Cross-country assessment of the adoption, operational functioning and performance of urban ecosan systems inside and outside the EU’ (Mels et al 2009).www.switchtraining.eu/switch-resources
Coleta combinada
Opções incluem:
por gravidade
Opções incluem: Opções incluem:
estuários e águas costeiras
(do subproduto do lodo)
(do subproduto do lodo)
Opções incluem:
sigla em Inglês)
Opções incluem:
Tratamento EliminaçãoÁguas pluviais
Águas cinzas
Fezes
Urina
Tratamento
Coleta separada
Opções incluem:
do lodo (biosólidos)
(ex. reabastecimento
tratados
Reutilização
Águaspluviais
Águascinzas
Fezes
Urina
34 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Em alguns assentamentos urbanos, a concepção do sistema de gestão dos esgotos
domésticos e as opções selecionadas são mais eficientes quando aplicadas a uma grande
população. Isso permite economias de escala, integração à infra-estrutura existente e a
produção de grandes quantidades de recursos, como fertilizantes e biogás. Em outras
localidades, opções descentralizadas são particularmente preferíveis, onde a coleta
em rede não é viável ou não apresenta uma relação custo benefício favorável e onde
a demanda local por recursos como urina, biosólidos e águas cinza existe. A despeito
da escala, as opções devem ser selecionadas com o objetivo amplo de garantir que os
recursos sejam retidos nas localidades.
Manejo de produtos farmacêuticos e esgotos domésticos
Como os cuidados com a saúde estão em constante desenvolvimento e a expectativa
de vida continua a aumentar, o consumo de produtos farmacêuticos é crescente, o que
resulta em grandes quantidades de micropoluentes entrando nos sistemas de esgoto
doméstico. As tecnologias usadas na maioria das estações de tratamento de esgotos
domésticos não têm capacidade de remover a maioria dos componentes, os quais variam
em suas características físicas e químicas. Conseqüentemente, eles permanecem nos
efluentes tratados que são lançados ao ambiente e podem, eventualmente, permanecer
nos lodos de esgoto aplicados em terras cultivadas. Tais aumentos nas concentrações
dos componentes farmacêuticos que penetram no ambiente podem resultar em
inúmeros impactos negativos e colocar em risco a saúde das pessoas, particularmente
por meio da contaminação de sistemas de abastecimento de água.
Aprimorar sistemas de tratamento de esgotos domésticos centralizadas com
processos mais avançados de pós-tratamentos, como as técnicas de oxidação, filtração
por membrana ou adsorção em carvões ativados, pode ser eficaz na redução das
concentrações de produtos farmacêuticos nos efluentes tratados (Kujawa-Roeleveld
2011). No entanto, são tecnologias de alto custo, além de ineficientes, em vista dos
grandes volumes de esgoto doméstico que precisam ser tratado.
A separação dos vários tipos de esgotos domésticos e o uso de técnicas descentralizadas
de tratamento podem ser opções para lidar com os micropoluentes. A maioria dos
produtos farmacêuticos entra nos sistemas de esgoto doméstico através da urina
e das fazes de pacientes. A separação da urina e das águas negras de outros fluxos
dos esgotos domésticos previne a diluição dos micropoluentes, possibilitando que
eles sejam removidos com mais eficiência, utilizando-se de processos de tratamento
biológico, combinados com técnicas físico-químicas avançadas, tais como oxidação,
filtração por membrana ou adsorção em carvão ativado (Kujawa-Roeleveld 2011).
Para mais informações acerca da remoção de produtos farmacêuticos
de efluentes de esgoto doméstico em separado, veja as conclusões da
pesquisa do SWITCH apresentadas no artigo “Pharmaceutical compounds
in environment: Removal of pharmaceuticals from concentrated wastewater
streams in source oriented sanitation” (Kujawa-Roeleveld 2011)
www.switchtraining.eu/switch-resources
35Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
7.1 Exemplos de opções mais sustentáveis para os esgotos domésticos
Uma enorme variedade de opções encontra-se disponível para auxiliar a implantação de
uma gestão sustentável de esgotos domésticos. As poucas opções que são brevemente
descritas nesta seção foram incluídas com o objetivo de fornecer um sumário de
algumas soluções freqüentemente aplicáveis, respeitadas as restrições locais, e de como
elas contribuem para um manejo mais sustentável dos esgotos domésticos e para o
desenvolvimento urbano.
São apresentados exemplos de alternativas aos serviços convencionais para a coleta, o
tratamento e a eliminação/reuso. Apesar de serem alternativas às soluções convencionais,
podem apresentar potencial de serem integradas à infra-estrutura existente. As opções
discutidas são as seguintes:
Coleta: Sanitários com separação de urina
Tratamento: Tratamento por infiltração no aqüífero
Tratamento: Zonas pantanosas artificiais (wetlands)
Tratamento: Lagoas de estabilização dos esgotos
Tratamento: Produção de biogás
Reutilização: Reutilização do lodo
Reutilização: Reutilização das águas cinzas
Para cada caso há uma breve descrição da opção, seguida de suas contribuições positivas
ao manejo de águas e ao desenvolvimento urbano como um todo. Além disso, podem
ser encontrados gráficos que mostram um ranking simples dessas contribuições. A
proposta do ranking é fornecer uma indicação geral dos alcances dos benefícios que as
opções podem trazer á cidade, o que é, sem dúvida, altamente subjetivo e, na realidade,
os benefícios (e custos) que uma opção traz são inteiramente dependentes das
circunstancias locais. Uma opção que se inclui em todos os critérios de sustentabilidade
em uma cidade, pode ter resultados completamente diferentes em outra cidade.
Considerações locais também são listadas para cada opção, dando destaque a algumas
questões mais comuns, associadas a sua implantação. Mais uma vez, o tipo e o alcance
das limitações são inteiramente dependentes das circunstâncias locais e a lista se coloca
apenas como um guia geral.
De modo geral, as informações desta seção visam mais embasar e fomentar discussões
do que fazer análises detalhadas da adequação local das opções. Na maioria dos casos,
uma investigação mais profunda, incluindo o envolvimento de grupos de interesse e
um estudo das condições locais, seria necessária para determinar quando uma opção
é viável e desejável. Conhecimentos de especialistas também deverão ser demandados
para o projeto e construção de uma alternativa.
O compêndio Eawag ‘Compendium of sanitation systems and technologies’ apresenta informações detalhadas e análises de um grande número de opções diferentes de manejo de esgotos domésticos para os países em desenvolvimento. O compêndio pode ser baixado sem custos no site: http://www.eawag.ch/forschung/sandec/publikationen/compendium_e/index_EN
36 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Sanitários com separação de urina
A urina é uma substância livre de patógenos. Em sua forma pura ou diluída em água,
ela pode ser utilizada com segurança como fertilizante, sem nenhum tratamento
prévio3 sendo, portanto, uma alternativa barata e altamente efetiva, em relação aos seus
equivalentes químicos. No entanto, na maioria dos sistemas, a urina se mistura com as
fezes e outros tipos de esgotos domésticos durante a coleta, causando sua diluição e a
contaminação com patógenos e outros poluentes. O nitrogênio e o fósforo contidos na
urina ainda podem ser extraídos e reciclados de forma segura, mas esse é um processo
de tratamento que envolve elevados custos financeiros.
Sanitários com dispositivos de separação possibilitam a separação da urina na interface
do usuário, permitindo uma coleta fácil e sua reutilização. A tecnologia pode ser aplicada
tanto em vasos sanitários a vácuo quanto em vasos que utilizem água para descarga, por
meio da instalação de um dreno de coleta separada, localizado no bojo do vaso sanitário.
A urina é coletada sem se misturar com a água, enquanto o material fecal é removido,
com ou sem água, por meio de procedimentos padrão na parte de trás do vaso. O uso de
mictórios secos para homens atinge o mesmo objetivo, sem a necessidade da separação
das fezes.
3 É recomendado armazenamento de 2 a 6 meses, dependendo da temperatura e do risco de contaminação fecal.
Figura 11: Influências positivas de sanitários com separação de urina no ciclo hidrológico e no desenvolvi-mento urbano. O número de segmentos preenchidos indica, a grosso modo, a influência que cada setor recebe pela escolha dessa opção (Nota: os gráficos consideram apenas influências diretas).
Custos de tratamento reduzidos, uma vez que os nutrientes não precisam
ser removidos ao longo do processo de tratamento de
esgotos domésticos
Redução do consumo de energia no
tratamento para remoção de nutrientes
Remoção de nitrogênio e fósforo,
utilizados como fertilizantes
A separação da urina reduz a carga de nutrientes lançada
aos corpos hídricos receptores pelos efluentes de esgotos
domésticos
Incentivo à agricultura urbana por meio da oferta de fertilizantes orgânicos baratos
e eficazes, melhorando segurança alimentar
Fonte de fertilizantes
orgânicos baratos para as plantas de parques e jardins
37Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Questões a considerar
A coleta e a reciclagem da urina podem encontrar resistência pela população, resultando
na relutância em instalar e utilizar os sistemas corretamente. Para conquistar o apoio
dos usuários para o uso dessas instalações, é necessário o desenvolvimento de
projetos participativos, em conjunto com campanhas educativas e de sensibilização.
Juntamente com a instalação de um novo banheiro, é preciso que haja sistemas de coleta
e armazenagem da urina. Dependendo da escala, um sistema de bombeamento dual
torna-se necessário para fazer a coleta e a armazenagem desta urina em separado.
Adequar sistemas de grande escala é um processo caro, de forma que a tecnologia é
mais adequada a novos empreendimentos e a instalações de banheiros em áreas onde
eles não existiam anteriormente.
Deve ser estimulado um mercado para a urina separada para garantir que haja um
“carro-chefe” no processo de tratamento de efluentes. Jardins urbanos e loteamentos são
ideais para os usos locais. Entretanto, se a intenção é coletar grandes quantidades de urina,
são requeridas outras opções, que reduzem seu volume e permitem seu transporte.
Privada separadora “Roediger No Mix Urine”
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Separação de urina e reuso
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hTanque
de Urina
FossaSéptica
Privada Separadora de Urina
Composto de Lodo
Para Agricultura
Leito de Infiltração
38 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Saneamento Descentralizado e Reuso (Decentralised Sanitation and Reuse - DeSAR)
Em oposição aos tratamentos
centralizados de esgotos domésticos
que misturam águas de chuveiros, pias,
lavadoras de roupa e louça e calhas, um
sistema de esgotamento descentralizado
e que preveja o reuso é baseado na coleta
separada de águas negras, águas cinzas
e águas de chuva em nível domiciliar.
Um sistema descentralizado permite que
os resíduos sejam tratados nos próprios
locais onde são produzidos, maximizando
as possibilidades de reutilização dos
recursos que eles contêm.
O sistema DeSAR faz uso de vasos
sanitários a vácuo que mantém um fluxo
concentrado de materiais fecais e urina.
Juntamente com os esgotos orgânicos
separados das cozinhas, a excreta é
processada para a produção do biogás,
o qual é reciclado como fonte de energia
nos domicílios. O material processado
residual de geração do biogás é livre de
patógenos, rico em nutrientes e pode ser
usado como fertilizante na agricultura.
Águas cinzas e águas pluviais também são
coletadas separadamente para que sejam
aplicados os tratamentos descentralizados
adequados nos próprios locais. Diferentes sistemas estão disponíveis para tratar as águas cinzas
(veja abaixo, por exemplo, o caso das zonas pantanosas artificiais) enquanto as águas pluviais
são geralmente retidas e infiltradas no solo por meio de boas práticas de manejo de águas
pluviais (para mais detalhes, veja o Módulo 4). Tanto as águas cinzas quanto as águas pluviais
tratadas podem ser reaproveitadas para fins não potáveis, como limpar e regar os jardins.
Várias opções DeSAR estão disponíveis para a maioria dos contextos ambientais urbanos e,
embora possam ter altos custos iniciais de implantação, eles provavelmente terão retorno
no longo prazo por meio da redução dos custos de energia e das contas de água.
Para mais informações, veja: http://www.ete.wur.nl/UK/Projects/DESAR/
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Sistema DeSAR em Sneek, Países Baixos, que
trata as águas residuárias de 32 residências.
O conceito DeSAR
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lançamento
agricultura
reusolodo
biog
ás
Remoção de nitrogênio
Precipitação de estruvita Produto rico
em nitrogênio
Águasnegras
Reator UASB Esgoto da
cozinha
higienização
Tratamento
águas cinzas
Remoção de micro-poluentes / patógenos
Remoção de micropoluentes / patógenos (ozônio)
39Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Tratamento por infiltração no aquífero (SAT, da sigla em inglês)
Efluentes de esgotos domésticos tratados são um recurso potencialmente valioso para
a ampliação da disponibilidade hídrica na cidade. Esse é o caso particular de cidades
que sofrem com escassez de água, onde um aumento da demanda provoca super
exploração de mananciais disponíveis. Entretanto, em vários casos, efluentes tratados
são eliminados a jusante das cidades ou diretamente em estuários ou na costa, onde seu
valor é comprometido.
O tratamento por infiltração (SAT) é uma tecnologia de baixo custo para o tratamento
avançado, armazenagem e reutilização de efluentes unitários de esgoto doméstico.
Efluentes tratados em nível secundário são infiltrados através de uma zona de percolação
até o sistema aquífero, onde entra em contato com as águas subterrâneas existentes.
Contaminantes (químicos e micróbios) são removidos através de processos físicos,
químicos e biológicos, que ocorrem no solo e no próprio aqüífero. A água é, então, extraída
para ser reutilizada através de poços externos à zona de tratamento dos aquíferos.
A tecnologia SAT atende a proposta de fornecer tratamento natural aos esgotos
domésticos, bem como de repor as fontes de água dos solos para futuras captações,
criando um ciclo hidrológico urbano semi-fechado. Dependendo da qualidade do efluente,
da disponibilidade de terra e do uso da água, o SAT pode ser complementado com vários
tratamentos anteriores e posteriores, como reatores biológicos e nanofiltração.
Figura 12: Influências positivas do SAT no ciclo hidrológico e no desenvolvimento urbano (Nota: para evitar complicações, os gráficos consideram apenas influências diretas).
Reutilização segura dos
efluentes que poderiam causar
doenças
Efluentes de esgotos domésticos reciclados podem ser usados na
irrigação de parques, jardins e campos esportivos
Boa qualidade dos efluentes dos esgotos domésticos
para reutilização como fonte barata e viável para irrigação
Contaminantes químicos e microbiológicos são removidos dos
esgotos domésticos por processos naturais
SAT é menos intensivo no uso de energia do que técnicas de tratamento convencionais dos esgotos domésticos
(dependendo das tecnologias associadas de tratamento)
SAT é uma tecnologia de baixo custo,
comparativamente às técnicas de tratamentos
convencionais
Se usado para tratar águas pluviais, o
SAT pode reduzir os volumes de escoamento
superficial
Os efluentes tratados derivados do SAT são
armazenados em lençóis subterrâneos para serem captados para fins não
potáveis
40 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Questões a considerar
O desempenho do SAT está intimamente ligado às condições locais. A qualidade dos
esgotos domésticos, o tipo de solo e a proposta de reutilização vão determinar a
viabilidade da tecnologia e o nível de tratamento complementar requerido, anterior e
posterior. Pesquisas detalhadas do local e estudos piloto serão também necessários.
Sistemas SAT típicos requerem uma grande área de superfície para infiltrar os esgotos
domésticos no aquífero. Em muitas cidades o terreno necessário é caro e, por vezes,
indisponível devido às altas densidades populacionais. Tecnologias SAT alternativas,
que requerem menos espaço, estão sendo estudadas, a exemplo da “Short SAT” –
sistema de nanofiltração em que a água é retida por menos tempo e, em conseqüência,
menos espaço é requerido.
A adequação do SAT depende das características das águas subterrâneas. A utilização de
aquíferos de boa qualidade pode causar a deterioração de águas subterrâneas e gerar
danos ao meio ambientes em outras áreas. O SAT pode também aumentar o risco de
inundação em áreas onde o nível das águas subterrâneas é alto. Para informações sobre o uso do SAT em Tel Aviv, Israel, veja o Estudo de Caso www.switchtraining.eu
Tratamento por Infiltração do Aqüífero
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Áreas de infiltração de SAT na Estação de Tratamento de Efluentes Shafdan, em Tel Aviv, Israel
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Poço deRecuperação
Poço deObservação Bacia de Recarga
Topo
Nível Original do Lençol Freático
Zona para Tratar e Armazenar o Efluente
Para a Rede de Abastecimento
Dunas de Areia com camadas de Sal e Argila
41Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Zonas pantanosas artificiais (wetlands)
Zonas pantanosas naturais contêm um grande número de mecanismos de remoção
de contaminantes, como matéria orgânica, sólidos em suspensão, nitrogênio, fósforo,
metais e patógenos. Zonas pantanosas baseadas em diferentes características da água e
espécies de plantas, podem ser construídas em cidades para tratar esgotos domésticos.
São alternativas de construção e manutenção baratas e os efluentes tratados podem ser
reutilizados para fins não potáveis, como irrigação e descargas sanitárias.
Zonas pantanosas construídas consistem de um conjunto de concepções que variam
de acordo com a direção do fluxo (ex. horizontal ou vertical) e o nível de água dentro do
sistema (ex. inundação ou sistemas de percolação). A adequação do sistema depende
do tipo de poluente a ser removido, do volume de água a ser tratada, da possibilidade
de inconvenientes para moradores do entorno (por exemplo, maus odores e mosquitos)
e do espaço disponível. Zonas pantanosas são efetivas na remoção de grande parte dos
poluentes contidos nas águas cinzas e nas águas pluviais, bem como na remoção de
patógenos, nutrientes e micropoluentes de tanques sépticos e da descarga de efluentes,
provenientes de tratamentos convencionais. O sistema pode, assim, ser utilizado como
solução descentralizada para tratar diferentes tipos de esgoto doméstico, além de ser
um complemento para a estação de tratamento de esgotos centralizada já existente,
melhorando a qualidade dos efluentes gerados.
Embora zonas pantanosas necessitem de manutenção regular, isso pode ser feito
aproveitando as especificidades locais e por meio de um treinamento básico. A tecnologia
simples envolvida e a efetividade na remoção dos poluentes dos esgotos domésticos
de diversos tipos indicam que as zonas pantanosas são uma solução viável tanto para
países desenvolvidos quanto para países em desenvolvimento.
Figura 13: Influências positivas das zonas pantanosas no ciclo hidrológico e no desenvolvimento urbanoNota: para evitar complicações, os gráficos consideram apenas influências diretas).
Ecossitemas naturais, mantidos pelas
zonas pantanosas aumentam a
biodiversidade aquática nas cidades
Seguindo o processo de tratamento, os
efluentes das zonas pantanosas podem ser reaproveitados
para fins não potáveis
Baixos custos de operação, quando
comparados às técnicas de
tratamento convencionais
Escoamentos de água das chuvas provenientes do
ambiente urbano são reduzidos por meio de
amortecimento das águas de escoamento
pluvial
Com exceção das zonas pantaosas de
fluxo vertical, elas não requerem energia
como insumo
Dependendo do tipo de planta utilizada, nutrientes
podem ser reciclados a partir da vegetação da
zona pantanosa
Vários poluentes, inclusive químicos, patógenos e metais pesados são removidos dos
esgotos domésticos que chegam às zonas pantanosas
Zonas pantanosas proporcionam áreas de recreação para observadores de
pássaros e de outros animais
Tratamento dos efluentes,
particularmente das águas cinzas e de
efluentes de tanques sépticos
Plantas de zonas pantanosas podem ser usadas para consumo
dos nutrientes que contêm ou para alimentar animais.
Zonas pantanosas aumentam os espaços verdes urbanos e a biodiversidade, melhorando a qualidade de vida nas cidades
Construção de zonas pantanosas em
loteamentos permite que águas cinzas e
águas pluviais sejam geridas no próprio local
42 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Questões a considerar
Em climas favoráveis à transmissão de doenças através de mosquitos, a construção de
zonas pantanosas pode aumentar esse risco. Nestas localidades, zonas pantanosas
deviam ser concebidas com fluxos de subsuperfície, resultando na eliminação de uma
superfície aquática que sirva de habitat aos insetos.
O custo inicial de concepção e construção de uma zona pantanosa pode ser elevado.
Entretanto, isso deve ser considerado como investimento, uma vez que os custos de
operação são baixos.
Zonas pantanosas requerem uma grande área disponível, o que nem sempre é o caso
em localidades de altas densidades populacionais. Diferentes concepções, como zonas
pantanosas de fluxos verticais e combinações de outras técnicas de tratamento podem
reduzir enormemente o espaço requerido.
A manutenção requerida pelas zonas pantanosas artificiais é relativamente alta,
particularmente na prevenção de entupimento do meio filtrante. Embora a qualificação
necessária para manutenção das zonas pantanosas seja quase sempre disponível
localmente, um regime eficiente de manutenção deve ser assegurado.
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eaw
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Res
earc
hZona pantanosa artificial com escoamento superficial
Zona pantanosa artificial com escoamento horizontal subsuperficial
Zona pantanosa artificial de escoamento vertical
O uso de zonas pantanosas artificiais na gestão de águas urbanas é pesquisada na dissertação de mestrado ‘Possibilities for recycling domestic wastewater with vertical flow constructed wetlands’ (Shrestha 2007).www.switchtraining.eu/switch-resources
Um exemplo de manual do usuário de zonas pantanosas artificiais combinadas a elotrofloculação para a remoção dos contaminantes, como o fósforo, dos efluentes secundários, veja o manual “Design parameters and manual of operation of environmentally friendly technologies for upgrading secondary effluent to the quality required for stream rehabilitation and other municipal reuse purposes”.
Plantas Aquáticas (macrófitas)
Plantas Aquáticas (macrófitas)
Plantas Aquáticas (macrófitas)
Poço úmido e tampa
Tubulação de entrada e camada de brita para a distribuição da água residuária
Saída de efluente(altura variável)
Nível d’águaEntrada
Lodo Saída
Zona de raízes ( rizomas)
Entrada
Zona de raízes
( rizomas)
Membrana Impermeável
ou ArgilaBrita fina
Saída
Gradiente
hidráulico
Declividadede 1%
Entrada
Tubo para
aeração
Declividade
de 1%Tubo de drenagemBrita
Saída
43Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Lagoas de estabilização (WSP, da sigla em Inglês)
As lagoas de estabilização de esgotos domésticos são reservatórios rasos construídos que
concentram algas e bactérias para tratar esgotos domésticos e industriais. As lagoas são
geralmente construídas como uma seqüência anaeróbia, lagoas de maturação facultativas e
aeróbias, que propiciam diferentes estágios de tratamento na remoção de matéria orgânica
e patógenos. As lagoas de estabilização são confiáveis e fáceis de operar, e os efluentes
tratados podem ser utilizados no ciclo hidrológico urbano para fins não potáveis.
Embora projetos específicos sejam necessários, as lagoas de estabilização podem ser
construídas e operadas de forma barata, usando materiais e capacidades locais. Se um
número de lagoas aeróbias for construído em série, a última delas também pode ser
utilizada para piscicultura. Isso não só gera renda, como os peixes atuam como um
mecanismo de tratamento adicional, alimentando-se dos nutrientes remanescentes dos
efluentes. Benefícios similares podem ser atingidos por meio do uso de lagoas para o
cultivo de plantas aquáticas (flutuantes). O lodo coletado no fundo dessas lagoas deve
ser removido e eliminado de forma segura, ainda que isso não requeira uma freqüência
regular de remoção (em geral, a cada 10 ou 20 anos).
Figura 14: Influências positivas das WSPs no ciclo hidrológico e no desenvolvimento urbano (Nota: para evitar complicações, os gráficos consideram apenas influências diretas).
As lagoas de estabilização fazem uso de energia natural
disponível, reduzindo o consumo nos processos de tratamento
dos esgotos domésticos
A água das lagoas pode ser diretamente reaproveitada
na aqüicultura. Os efluentes tratados podem ser reutilizados
em fins não potáveis
Lagoas de estabilização apresentam baixos custos
de operação quando comparadas às técnicas de tratamento convencionais
As lagoas de estabilização podem ser uma fonte de renda por meio da pesca e do cultivo de plantas de
valor econômico
Os efluentes tratados também podem ser
reutilizados na irrigação de culturas
Remoção segura dos patógenos dos esgotos domésticos
As lagoas de estabilização fornecem tratamento natural
aos esgotos domésticos, particularmente na remoção dos
patógenos
44 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Questões a considerar
Assim como em vários sistemas de tratamento natural, as lagoas de estabilização
requerem uma grande área disponível, o que, geralmente, se apresenta como restrição
em áreas de adensamento populacional. O valor dessas terras pode, portanto,
aumentar consideravelmente o custo para a construção das lagoas.
A manutenção é básica, mas deve ser feita com regularidade, assegurando que as lagoas
se mantenham livre de detritos e que estejam protegidas de pessoas e animais. A
vegetação também deve ser removida das lagoas, para assegurar que elas não se
tornem terreno propício para os mosquitos.
As lagoas de estabilização são adequadas para a maioria dos locais, mas o desempenho
do sistema vai variar de acordo com o clima (a remoção dos patógenos é mais efetiva
em climas quentes). Projetos de especialistas são, portanto, necessários para garantir
melhor desempenho. Para mais informações sobre o uso das lagoas de estabilização, veja o artigo ‘SWITCH Literature review on the use of natural systems for wastewater treatment’ (UNESCO-IHE 2008).www.switchtraining.eu/switch-resources
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Lagoa de estabilização em Cochabamba, Bolívia
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Os diferentes tipos de lagoas de estabilização
Entrada 1 anaeróbia
1 anaeróbia 2 facultativa 3 maturação aeróbia
2 facultativa
3 maturação aeróbia
Entrada
Entrada oxigênação pela superfície
oxigênação pela superfície
Saída
Saída
Saída
45Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Produção de biogás
O lodo dos esgotos domésticos é uma fonte de energia em potencial que pode ser
processada para geração de biogás para cozimento de alimentos, geração de eletricidade,
aquecimento e combustível para transporte. A geração do biogás pode ser feita em grande
escala utilizando o subproduto do lodo derivado de processos primários e secundários
de tratamento dos esgotos domésticos ou em escala de vizinhanças ou domicílios, por
meio do processamento de dejetos humanos e de cozinha, derivados diretamente das
residências (veja também o box exemplo DeSAR, acima).
O processo envolve a degradação biológica do lodo dos esgotos domésticos dentro do
reator anaeróbio. Além de gerar energia, o reator também remove patógenos do lodo,
possibilitando sua utilização como corretivo do solo4. O reator de biogás pode ele próprio
ser uma câmara simples feita de alvenaria, concreto ou materiais pré-fabricados, ou uma
construção mais sofisticada, usando dispositivos misturados e pré-tratamentos para a
criação de processos mais eficientes.
Figura 15: Influências positivas do biogás no ciclo hidrológico e no desenvolvimento urbano(Nota: para evitar complicações, os gráficos consideram apenas influências diretas).
4 Patógenos são removidos apenas até certo limite. Dependendo da proposta de reutilização posterior aos tratamentos, ainda pode ser necessária a remoção de riscos relacionados à saúde.
Tratamentos anaeróbios dos esgotos domésticos que utilizam o reator de biogás têm baixos custos de investimento e operação, constituindo-se como uma
tecnologia barata de tratamento, além de somarem valor à energia produzida
Reatores de biogás podem ser operados sem necessidade de energia,
reduzindo o consumo global de energia no tratamento dos
esgotos domésticos
Os nutrientes contidos no lodo
digerido podem ser reaproveitados como
fertilizantes
Os processos de digestão são efetivos na remoção
da maioria dos patógenos presentes no lodo do
esgoto doméstico
Remoção segura dos patórgenos nos esgotos domésticos
Reatores de biogás geram energia renovável e barata, que pode ser usada para múltiplas necessidades urbanas
O biogás comprimido pode ser usado como fonte de combustível renovável para veículos individuais e
transporte público
O lodo processado tem valor na agricultura como fertilizante e corretivo do solo
O biogás pode ser uma fonte barata e renovável de energia para cozinha,
iluminação e aquecimento, em domicílios
46 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Questões a considerar
Dependendo do tamanho do reator do biogás e do uso do gás gerado, os custos de
capital para construir o reator em si e da infra-estrutura associada podem ser elevados.
Entretanto, a vida útil da infra-estrutura e o valor da energia gerada indicam que o
período de recuperação dos investimentos tende a ser curto.
O processamento natural é mais eficiente em climas quentes, uma vez que as altas
temperaturas aceleram o processo. Em climas frios, os sistemas podem necessitar
de aquecimento.
A não ser que o reator seja aquecido a temperaturas superiores a 50ºC, patógenos
podem ainda ser encontrados no lodo processado. Tratamentos adicionais podem,
assim, possibilitar reutilização ou eliminação prévia.
Manutenção (ex. remoção de sedimentos, camada de escuma) e operação correta
(ex. evitando a sobrecarga e mudanças abruptas no pH, que irão prejudicar a remoção
das bactérias) precisam ser garantidas para atingir a eficiência ótima.
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Transporte público movido a biogás em Estocolmo, Suécia
Construção de um reator de biogás
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47Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Utilização do lodo
A maioria dos processos de tratamento dos esgotos domésticos gera um subproduto, o
lodo, que precisa ser eliminado ou utilizado. A quantidade e a qualidade do lodo variam
de acordo com o processo de tratamento utilizado e com a variedade de poluentes nos
esgotos domésticos tratados. Geralmente, boa parte do lodo é destinada aos aterros ou
é incinerada, a despeito do fato de que, em condições adequadas, ele pode ser usado
como biosólido com uma grande variedade de fins produtivos.
Biosólidos são feitos de matéria orgânica separada durante o processo de tratamento dos
esgotos domésticos. O potencial para reutilizar os biosólidos é altamente dependente da
qualidade do produto e de sua aceitabilidade pública. Eles são amplamente utilizados na
agricultura, em função dos nutrientes que contém e como corretivos do solo, pelo fato de
serem formados por materiais orgânicos que ajudam a manter a umidade do solo e reter
os nutrientes. Além disso, são também valorizados para o uso florestal e de paisagismo
de parques, jardins, campos, etc.
A principal preocupação acerca do uso de biosólidos é derivada do tratamento de esgotos
domésticos combinados com fluxos industriais e pluviais. Nesses casos, há um risco de
que metais pesados e produtos químicos não removidos pelos processos de tratamento
dos esgotos domésticos sejam transferidos aos cultivos de produtos alimentícios. Essas
preocupações, juntamente com o potencial de rejeição ao uso de resíduos humanos
na agricultura, tem resultado na proibição desse conjunto de práticas. A extensão
dessa ameaça depende da qualidade dos esgotos domésticos, anterior ao processo de
tratamento. O risco é, portanto, consideravelmente reduzido se águas pluviais e esgotos
industriais não entrarem em contato com os esgotos humanos durante o processo de
tratamento. Quando esse é o caso, ou quando os impactos do contato são mínimos, o
uso de biosólidos na agricultura apresenta-se como um uso sustentável do lodo.
Em áreas em que a demanda pelo uso de biosólidos para aplicação na terra não é grande,
constituem-se como alternativas a incineração do lodo para recuperar a energia nele
contida ou sua conversão em álcool ou outros tipos de combustíveis. Essas opções são
uma boa fonte de energia renovável para cidades, embora não sejam capazes de reciclar
os nutrientes contidos no lodo.
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1
Reutilização de lodo na agricultura
48 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Questões a considerar
Biosólidos precisam estar livres de substâncias nocivas, antes de serem utilizados. Um
lodo tratado de modo não adequado, derivado de esgotos domésticos contaminados
por altos níveis de metais pesados, constitui-se como um risco potencial à saúde dos
usuários e consumidores dos produtos relacionados a ele.
Preocupações sanitárias associadas ao uso de biosólidos resultaram em uma legislação
que baniu seu uso em terras cultiváveis de alguns países. Nesses casos, biosólidos
tratados podem ser alternativamente utilizados em fins que não envolvam a produção
de alimentos para consumo humano, como é o caso de parques e jardins.
O uso de biosólidos na agricultura deve levar em conta a quantidade de nutrientes
contida neles. Isso possibilita sua aplicação em taxas eficientes, sem causar poluição
por excesso de nutrientes.
Figure 16: Influências positivas do uso de biosólidos no ciclo hidrológico e no desenvolvimento urbano (Nota: para evitar complicações, os gráficos consideram apenas influências diretas).
Biosólidos possibilitam que os nutrientes contidos no
lodo tratado sejam reciclados como fertilizantes
Quando não é reciclado como biosólidos, o lodo pode ser incinerado para geração de energia e ser convertido em
biocombustíveis
Devido aos nutrientes que contém e os pontencias de melhoria do solo, os biosólidos podem ser
usados no paisagismo de parques e jardins
Biosólidos têm valor na agricultura como fertilizantes e corretivos de solo
Biosólidos produzidos para uso público
possuem grande valor em jardins residenciais
Biosólidos aumentam a retenção de
umidade do solo, tornando-os menos vulneráveis à erosão
Economias podem ser feitas com o valor dos
biosólidos, bem como na eliminação da necessidade
de disposição do lodo
Biosólidos podem ser aplicados em florestas
com carência de nutrientes, fortalecendo o crescimento das árvores
Remoção segura dos patógenos do subproduto
do lodo
O tratamento do lodo possibilita uma reutilização segura, pois remove os poluentes restantes que possam
eventualmente se dispersar no ambiente
49Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Reuso das águas cinzas
Águas cinzas consistem em esgotos domésticos originários de banheiros, cozinha,
lavagem de roupas, limpezas e outros usos domésticos, que não sejam os sanitários.
Seus poluentes mais comuns podem incluir detergentes, químicos, partículas de
alimentos e óleos de cozinha, além de usualmente conter também alguns patógenos e
um baixo contingente de nutrientes.5
A despeito do baixo nível de poluentes nocivos contidos nas águas cinzas, em várias
cidades elas são misturadas e tratadas de forma conjunta com excretas. Isso aumenta
enormemente o volume dos esgotos domésticos a ser tratado, além de não permitir
aproveitar-se das oportunidades de reuso das águas cinza para fins não potáveis, como
irrigação, descargas sanitárias e uso industrial.
Há tecnologias desenvolvidas para a coleta, tratamento e reutilização das águas cinzas
em separado. Elas podem ser complexas, caso das instalações de sistemas que coletam,
tratam e bombeiam as águas cinzas para sua reutilização no domicílio, ou mais simples,
quando as águas cinzas são tratadas por sistemas naturais, como as zonas pantanosas
artificiais. Os sistemas podem variar de escalas de grandes infra-estruturas que gerem
a água cinza de todos conjuntos habitacionais ou comerciais, a escalas menores, de
instalações domiciliares individuais, que coletam e reutilizam as águas cinzas na fonte.
Figura 17: Influências positivas do uso das águas cinzas no ciclo hidrológico e desenvolvimento urbano (Nota: para evitar complicações, os gráficos consideram apenas influências diretas).
Mais informações sobre o reuso de águas cinzas para irrigação é descrita no artigo do SWITCH ‘Application of sustainable water system - the demonstration in Chengdu, China’ (Qiang et al 2008). www.switchtraining.eu/switch-resources
A poluição ambiental pode ser reduzida,
particularmente em cidades onde as águas cinzas são
eliminadas sem tratamento
Construção de ecossistemas aquáticos onde sistemas naturais, como as zonas
pantanosas, são usados para tratar águas cinzas
Águas cinzas podem ser reaproveitadas
na irrigação de parques, campos de
futebol e outros
Tratamento e reaproveitamento de águas cinzas previnem a
formação de empoçamentos quando as águas cinza são
descartadas na ruas
A reciclagem de águas cinzas oferece uma fonte alternativa de
abastecimento de água não potável, em locais
onde a escassez restringe o desenvolvimento
Zonas pantanosas artificiais destinadas ao tratamento de águas cinzas trazem mais áreas verdes e biodiversidade ao
paisagismo das cidades
Águas cinzas são uma fonte de irrigação, particularmente na agricultura urbana
Reutilização das águas cinzas para fins não potáveis
Economias na redução dos
volumes de esgotos domésticos tratados
A demanda de água potável nas residências é reduzida
em sistemas onde as águas cinzas são usadas em
descargas sanitárias e para aguar os jardins
5 Esse não é, necessariamente o caso, quando uma unidade de eliminação do esgoto é ligada a uma pia.
50 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Questões a considerar
Embora contenha poucos poluentes de alto risco, águas cinzas não são recomendadas
para o consumo humano. Deve-se ter uma atenção especial para se evitar o contato
entre águas potáveis e águas cinzas. Assim, as torneiras de águas cinza devem ser
claramente destacadas como sendo de água não potável.
Dependendo da fonte e do uso, águas cinzas podem conter traços de patógenos. Ainda
que o impacto na saúde humana seja mínimo, é necessário que haja um tratamento
apropriado das águas cinzas antes de sua reutilização nos locais onde o risco de
contaminação com coliformes fecais é real.
Águas cinzas não tratadas devem ser armazenadas por mais de 24 horas, em função
de seus nutrientes e, potencialmente, dos patógenos que contêm.
O custo dos sistemas de coleta e reutilização de águas cinzas é dependente do sistema
escolhido, bem como da proposta de reutilização. No entanto, até mesmo sistemas
sofisticados de alto custo podem ter um período de retorno financeiro relativamente
curto quando considerada a redução no consumo de água potável e cobrança sobre o
tratamento do esgoto doméstico.
“New South Wales guidelines for greywater reuse in sewered single household residential premises” fornece informação detalhada e recomendações para a implantação prática de sistemas de reutilização das águas cinzas na Austrália. As diretrizes podem ser acessadas em:http://www.waterforlife.nsw.gov.au/__data/assets/pdf_file/0018/11808/Greywater_guidelinesMay2008.pdf
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Esquema de um sistema doméstico de reuso de águas cinzasIm
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Tratamento de águas cinzas utilizando zonas pantanosas artificiais para o reuso da água em um conjunto
habitacional em Tel Aviv, Israel
Tanque elevado para águas cinzas
Lavanderia
Uso
externo
Desinfecção UV
Filtro grosseiro & tanque
de amortecimentoFiltro de areia com junco
Para a rede de esgoto ou fossa séptica
Banheiro
Privada
51Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
7.2 Seleção das opções
Na gestão dos serviços de esgotamento sanitário e no ciclo hidrológico urbano como
um todo, a seleção das opções deve basear-se nos objetivos, indicadores e metas
acordados, em consonância com a necessidade de se considerar todos os aspectos da
sustentabilidade descritos na Sessão 5.
Embora uma solução tecnológica identificada possa, em teoria, ajudar a atingir as metas
associadas aos objetivos, isso não necessariamente significa que a solução em si é
sustentável no contexto considerado – custos, implicações sociais, efeitos negativos não
esperados, dentre muitos outros aspectos, devem ser levados em conta.
A construção de banheiros para moradores de um assentamento informal é baseada,
primeiramente, nas necessidades sociais. Mas se o projeto escolhido não leva em consideração
os critérios econômicos e ambientais, conseqüências inesperadas, tais como, altos custos de
manutenção e contaminação de mananciais de abastecimento de água local pode muito
bem compensar e, em última instância, anular os benefícios inicialmente auferidos.
Na realidade, uma opção nunca será inteiramente sustentável e os trade-offs entre os
benefícios e os custos serão sempre necessários. Por exemplo, os benefícios sociais e
ambientais advindos da instalação de uma estação de lodos ativados, onde anteriormente
os esgotos domésticos eram eliminados sem tratamento, possivelmente pesam mais do
que os impactos negativos do aumento das emissões de carbono envolvidas na operação
da planta. Esse tipo de concessão é inevitável, mas o que é importante é que todos os
critérios de sustentabilidade sejam considerados ao longo da seleção dos processos,
de forma que os trade-offs assegurem que a opção escolhida, no âmbito global, vai
contribuir para que a cidade avance em um caminho mais sustentável.
Analisar as implicações sociais, econômicas e ambientais de uma potencial opção,
no espaço e no tempo, não é trivial, particularmente quando se leva em conta que a
relação entre o planejado e a infra-estrutura existente também precisa ser compreendida.
Softwares de modelagens integradas e as demais ferramentas que auxiliem a tomada
de decisão podem ser usados para dar suporte à gestão e à compreensão do vasto
volume de informações. Na utilização de critérios genéricos e locais, essas ferramentas
podem gerir os dados de diferentes formas, o que pode implicar em resultados, cenários
e combinações de opções a serem analisadas também muito diferentes.
Metas de saneamento
No mundo em desenvolvimento, a melhora no manejo dos esgotos domésticos urbanos
é, freqüentemente, associada à cobertura do saneamento. Metas e objetivos tendem a
refletir isso, focando na construção de instalações sanitárias em comunidades onde elas
não existem. No entanto, o aumento da cobertura não necessariamente equaliza o manejo
mais sustentável dos esgotos domésticos e há muitos casos onde as metas de cobertura
são atingidas a partir de instalações anti-higiênicas e mal operadas, o que aumenta ainda
mais a ameaça de doenças na comunidade e polui ainda mais o ambiente.
Um dos objetivos de desenvolvimento do milênio pretende reduzir à metade a proporção
da população sem acesso sustentável ao saneamento básico até 2015, o que é um exemplo
dessas preocupações. A meta é altamente focada na cobertura e não menciona questões
como educação ambiental, aceitabilidade social e manejo dos efluentes – aspectos esses
essenciais ao saneamento sustentável. Tais metas podem ser atingidas por meio de ações
que falhem em solucionar comportamentos anti-higiênicos, remoção adequada de excretas
e proteção ambiental.
Para mais informações, veja:
http://tilz.tearfund.org/Publications/Footsteps+71-80/Footsteps+73/Sanitation+and+the+
Millennium+Development+Goals.htm
Para mais informações sobre a valoração e seleção de opções de manejo dos esgotos domésticos urbanos, veja o artigo do SWITCH ‘Best practice and a decision-support system for ecosan systems’ (Agudelo et al 2010). www.switchtraining.eu/switch-resources
Para mais detalhes sobre as ferramentas de apoio às decisões que estão disponíveis para assistir na seleção de opções ao manejo de esgotos domésticos, veja o Módulo 6.
52 Kit de Treinamento SWITCHGESTÃO INTEGRADA DAS ÁGUAS URBANAS NA CIDADE DO FUTURO
Fechamento
Esgotos domésticos são constituídos por diferentes componentes, incluindo urina, fezes,
águas das descargas, águas cinzas e águas pluviais. Esses componentes são potenciais fontes
de nutrientes, energia e suprimento de água, e podem ser reciclados para usos produtivos.
A gestão convencional dos esgotos domésticos, embora capaz de proteger a saúde humana
e o meio ambiente, falha na exploração de muitos desses recursos devido a sua abordagem
de tecnologia centralizada e sua orientação para eliminar os recursos existentes.
Além disso, a abordagem convencional não é flexível e apresenta dificuldades quando é
confrontada com mudanças, como é o caso da urbanização e da variabilidade climática.
Uma abordagem integrada da gestão dos esgotos domésticos, por outro lado, reconhece
os laços entre os esgotos domésticos, o ciclo hidrológico urbano e o desenvolvimento
das cidades como um todo.
Essa perspectiva revela os benefícios de reciclar os diferentes tipos de esgotos domésticos,
e encoraja um processo cíclico de gestão, ao invés de um processo linear, baseado na
eliminação dos efluentes.
Para atingir isso, opções alternativas são apresentadas. Essas são, geralmente, opções
flexíveis e descentralizadas, muitas das quais fazem uso de sistemas naturais, como
lagoas, zonas pantanosas (wetlands) e solos.
Ao selecionar objetivos de gestão baseados nas necessidades do ciclo hidrológico
urbano e no desenvolvimento das cidades como um todo, opções que fornecem
benefícios multidimensionais e menos propensas a ocasionar impactos inesperados
são opções identificadas.
Greywater
Food
User
Water
Energy
Urine
Stormwater
Faeces
Bio-solids Treatment Treated
effluent Biogas
53Módulo 5ESGOTAMENTO SANITÁRIO
Explorando opções
Referências
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ISBN 978-85-99093-17-7 (CD-ROM)
O projeto SWITCH tem por objetivo alcançar uma gestão mais sustentável de águas urbanas na “Cidade do Futuro”. Um consórcio de 33 organizações parceiras de 15 países está trabalhando em inovadoras soluções científicas, tecnológicas e socioeconômicas, que poderão então ser replicadas mais rapidamente por todo o mundo.