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Tratamento de águas residuais

2 years ago

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A criação de peixes num sistema de recirculação onde a água é constantemente reutilizada não faz desaparecer os resíduos da produção de peixe. Sujeira ou excreções do peixe ainda precisam terminar em algum lugar.

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_Figura 6.1 Excreção de azoto (N) e fósforo (P) de peixes de criação. Note-se a quantidade de N excretada como matéria dissolvida. Fonte: Biomar e Agência de Protecção do Ambiente, Dinamarca. _

Os processos biológicos dentro da RAS reduzirão, em menor escala, a quantidade de compostos orgânicos, devido à simples degradação biológica ou mineralização dentro do sistema. No entanto, uma carga significativa de lamas orgânicas provenientes da RAS terá ainda de ser tratada.

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_Figura 6.2 Esboço dos fluxos de e para um sistema de aquicultura de recirculação. _

A maioria das RAS terá um estouro de água de processo para equilibrar a água que entra e sai do sistema. Esta água é a mesma água que os peixes estão nadando e, como tal, não é um poluente a menos que a quantidade de água descarregada do transbordamento seja excessiva e a descarga anual através deste ponto aumente. Quanto mais intensiva a taxa de recirculação, menos água será descarregada através do transbordamento.

As águas residuais que saem do processo de recirculação provêm normalmente do filtro mecânico, onde as fezes e outras matérias orgânicas são separadas na saída de lamas do filtro. Os biofiltros de limpeza e descarga também aumentam o volume total de águas residuais do ciclo de recirculação.

O tratamento das águas residuais que saem do RAS pode ser realizado de diferentes maneiras. Muitas vezes, um reservatório tampão é instalado antes do sistema de tratamento de lamas, onde as lamas são separadas da água de descarga. O lodo vai para uma instalação de acumulação para sedimentação ou posterior desidratação mecânica, antes de ser espalhado em terra, normalmente como fertilizantes e melhoria do solo em fazendas agrícolas, ou pode ser usado na produção de biogás para gerar calor ou eletricidade. A desidratação mecânica também torna o lodo mais fácil de manusear e minimiza o volume pelo qual a eliminação ou as possíveis taxas se tornam mais baratas.

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_Figura 6.3 As vias das lamas e da água dentro e fora de um recirculati no sistema. Quanto maior a taxa de recirculati em, menor a quantidade de água libertada do sistema (linha dott ed), e menor a quantidade de águas residuais a serem tratadas. Fonte: Hydrotech. _

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Figura 6.4 Correia de hidrotecnologia utilizada como tratamento secundário de água para a desidratação das lamas. _

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_Figura 6.5 Uma lagoa vegetal colocada após uma exploração de trutas de recirculação na Dinamarca - antes e depois do crescimento excessivo. Fonte: Per Bovbjerg, DTU Aqua. _

As águas residuais limpas do tratamento das lamas têm geralmente uma elevada concentração de azoto, enquanto o fósforo pode ser quase completamente removido no processo de tratamento das lamas. Esta água de descarga é chamada de água de rejeição, e é mais frequentemente descarregada para os arredores, rio, mar, etc. juntamente com a água de transbordamento da RAS. O conteúdo de nutrientes na água rejeitada e na água de transbordamento pode ser removido dirigindo-o para uma lagoa vegetal, zona radicular ou sistema de infiltração, onde os compostos fósforo e azotados remanescentes podem ser ainda mais reduzidos.

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_Figura 6.6 O projeto EcoFutura explorou a possibilidade de cultivar tomates com o cultivo de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Fonte: Priva (Países Baixos) _

Como alternativa, a água de rejeição pode ser usada como fertilizante em sistemas aquapônicos. Aquaponics são sistemas onde os resíduos dos peixes são usados para o cultivo de vegetais, plantas ou ervas aromáticas, tipicamente dentro de estufas. Para sistemas de piscicultura maiores, recomenda-se que as lamas sejam utilizadas para terras agrícolas e biogás, enquanto que a água de rejeição é utilizada para a aquapônica, uma vez que esta é mais simples de manusear e ajustar no que diz respeito às culturas em estufas.

O teor de nitrogênio na água de descarga também pode ser removido por desnitrificação. Como descrito no capítulo 2, o metanol é mais comumente usado como fonte de carbono para este processo anaeróbio, que transforma nitrato em nitrogênio livre para a atmosfera, removendo assim o nitrato da água rejeitada. A desnitrificação também pode ser usada dentro do sistema de recirculação para reduzir a quantidade de nitrato na água do processo RAS, a fim de reduzir a concentração de nitrato, minimizando assim a necessidade de nova água no sistema. O uso da desnitrificação fora do sistema de recirculação é realizado a fim de reduzir a descarga de nitrogênio no ambiente. Como alternativa ao uso de metanol, a água rejeitada proveniente do sistema de tratamento de lamas pode ser usada como fonte de carbono. O uso de água de rejeição como fonte de carbono requer uma gestão rigorosa da câmara de desnitrificação, e a lavagem posterior e limpeza da câmara podem tornar-se mais difíceis. Em qualquer caso, um sistema eficiente de desnitrificação pode reduzir significativamente o teor de azoto na água do efluente.

Deve notar-se que os peixes excretam resíduos de uma forma diferente da de outros animais, como porcos ou vacas. O azoto é excretado principalmente na urina através das brânquias, enquanto uma parte menor é excretada com fezes do ânus. O fósforo é excretado apenas com as fezes. Portanto, a fração principal do azoto é completamente dissolvida na água e não pode ser removida no filtro mecânico. A remoção das fezes no filtro mecânico captará uma parte menor do azoto fixado nas fezes e, em maior medida, a quantidade de fósforo. O azoto dissolvido restante na água será convertido no biofiltro principalmente em nitrato. Nesta forma, o nitrogênio é facilmente absorvido pelas plantas e pode ser usado como fertilizante na agricultura ou simplesmente ser removido em lagoas vegetais ou sistemas de zonas radiculares.

Parâmetro Raceway Raceway Raceway Tanque autolimpante Tanque autolimpante Tanque autolimpante 40 μ 60 μ 90 μ 40 μ 60 μ 90 μ Eficiência, % Eficiência, % Eficiência, % Eficiência, % Eficiência, % Eficiência, % Tot-P 50-75 40-70 35-65 65-84 50-80 45-75 Tot-N 20-25 15-25 10-20 25-32 20-27 15-22 TSS 50-80 45-75 35-70 60-91 55-85 50-80

_Figura 6.7 Remoção de nitrogênio (N), fósforo (P) e sólidos em suspensão (SS) do filtro mecânico. Fonte: Estação de Investigação das Pescas de Baden-Württemberg, Alemanha. _

As fezes dos tanques de peixes devem fluir imediatamente para o filtro mecânico sem serem esmagadas no caminho. Quanto mais intactas e sólidas forem as fezes, maior será o nível de sólidos removidos e outros compostos. A Figura 6.7 mostra a remoção estimada de nitrogênio, fósforo e sólidos em suspensão (matéria orgânica) em um filtro mecânico de 50 mícrons.

Quanto maior a taxa de recirculação, menos água nova será usada e menos água de descarga precisará ser tratada. Em alguns casos, nenhuma água retornará ao ambiente circundante. No entanto, este tipo de piscicultura de “descarga zero” é caro de construir e os custos de funcionamento para o tratamento de resíduos são significativos. Além disso, a operação diária do tratamento de resíduos exigirá atenção significativa para fazê-lo funcionar de forma eficiente. Para a piscicultura com descarga zero, deve-se também estar ciente de que uma certa quantidade de troca de água é sempre necessária para evitar a acumulação de metais e compostos fósforos no sistema. O ponto de partida é que as autoridades e o aquicultor devem chegar a acordo sobre uma autorização de descarga que permita proteger o ambiente, tendo simultaneamente uma actividade económica e viável da piscicultura.

500 toneladas de produção de trutas Tipo de exploração e tipo de tratamento Consumo de água nova por kg peixe produzido por ano Consumo de água nova por metro cúbico por hora Consumo de água nova por dia do volume total de água do sistema Descarga de azoto, kg por ano Fluxo com lago de assentamento 30 m3 1 700 m3/h 1 000% 20 toneladas N RAS com tratamento de lamas e lagoa de plantas 3 m3 170 m3/h 100% 10 toneladas N RAS super intensivo com tratamento de lodo e desnitrificação 0,3 m3 17 m3/h 10% 5 toneladas N

_Figura 6.8 Comparação da descarga de azoto em diferentes intensidades de recirculação. Os cálculos baseiam-se num exemplo teórico de um sistema de 500 toneladas/ano com um volume total de água de 4 000 m^3^, sendo 3 000 m^3^ o volume do tanque de peixes. Não é o grau de recirculação em si que reduz a descarga de azoto, mas a aplicação da tecnologia de tratamento de águas residuais. No entanto, uma taxa de recirculação mais intensiva torna cada vez mais fácil tratar as águas residuais, uma vez que este é reduzido em volume. _

Combinar a piscicultura intensiva, seja recirculação ou tradicional, com sistemas de aquicultura extensos, como por exemplo a cultura tradicional de carpas, pode ser uma forma fácil de manusear resíduos biológicos. Os nutrientes do sistema intensivo são usados como fertilizantes nas lagoas extensas quando o excesso de água da fazenda intensiva flui para a área da lagoa de carpa. A água da extensa área da lagoa pode ser reutilizada como água de processo na fazenda intensiva. O crescimento de algas e plantas de água nas lagoas extensas será consumido pela carpa herbívora, que no final são colhidas e utilizadas para consumo. As condições de criação eficientes são obtidas no sistema intensivo e o impacto ambiental foi contabilizado em combinação com a extensa área do lago.

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_Figura 6.9 Sistemas combinados de piscicultura intensiva extensiva na Hungria. O número de oportunidades parece ilimitado. Fonte: Laszlo Varadi, Instituto de Investigação das Pescas, Aquicultura e Irrigação (HAKI), Szarvas, Hungria. _

*Fonte: Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura, 2015, Jacob Bregnballe, Guia para a Aquicultura de Recirculação, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduzido com permissão. *


Food and Agriculture Organization of the United Nations

http://www.fao.org/
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