Potencialidade de reuso do esgoto tratado em sistemas wetlands construídos no contexto brasileiro

Abstract

A adoção de Soluções Baseadas na Natureza (SBN) como ferramenta de circularidade de recursos em diversos domínios tem se mostrado uma intervenção explorada amplamente em cenário mundial. Dentre as SBN, os wetlands construídos (WC) destacam-se na temática do tratamento descentralizado de águas residuárias. Neste contexto, este trabalho avaliou a potencialidade de reuso da água residuária tratada em wetlands construídos de escoamento subsuperficial (WC-FSS), observando as principais práticas empregadas mundialmente. Para isso, foi realizada uma pesquisa bibliográfica em duas etapas: (i) estudos aplicando WC em sistemas que objetivaram o reuso do esgoto tratado, avaliando arranjos tecnológicos empregados e tipos de reuso; (ii) estudos abordando a aplicabilidade de WC-FSS em cenário nacional, avaliando tecnologias empregadas e performances atingidas, categorizando-os em diferentes contextos nos quais o tratamento descentralizado de esgoto e posterior recuperação de recursos se mostravam viáveis. Na primeira etapa, 72 sistemas distribuídos entre 26 países foram inventariados, com 75% destes inseridos em cenário rural destacando-se que 38% tratavam esgoto bruto. Em cenário urbano, 09 entre 18 sistemas optaram pelo tratamento de águas cinzas. Tanto em cenário urbano quanto rural, houve uma predominância do emprego de WC de escoamento subsuperficial horizontal (WCH) em nível secundário de tratamento, pós tanques sépticos (TS). Destaca-se que a associação de WCH com tanques de sedimentação a montante, apresentou remoção média acima de 97% para parâmetros de SST, DBO e NH4 +. Os tipos de reuso mais empregados foram irrigação de áreas verdes e irrigação subsuperficial de culturas agrícolas. Em relação a segunda etapa, 65 sistemas foram inventariados, sendo 60% em cenário rural, 32% em cenário urbano e 8% em cenário periurbano. Nacionalmente, há uma predominância da associação de WCH com TS. Na ordem de 93% dos sistemas atingiram valores de DBO exigidos pelas legislações nacionais para destinação ambientalmente adequada do esgoto tratado. A partir do inventário realizado, 28 sistemas enquadraram-se em algum tipo de classificação para reuso do tipo urbano, enquanto que 26 sistemas atenderam aos padrões para reuso agrícola. Por fim, foi elaborado uma matriz tecnológica inferindo sobre diferentes arranjos para diferentes contextos, de modo a se atender aos padrões de qualidade exigidos por diferentes legislações nacionais de referência, promovendo o reuso seguro da água recuperada para irrigação de áreas verdes, descargas sanitárias e lavagens de áreas externas, bem como, para fertirrigação de culturas agrícolas. Empregado majoritariamente em nível secundário, a ecotecnologia dos WC-FSS tem apresentado robustez na sua performance e atendimento da maioria dos padrões exigidos pelas legislações para destinação ambientalmente adequada dos esgotos tratados. Cabe inferir, por fim, que para a promoção do reuso de esgoto tratado em sistemas tipo wetlands, há que se conduzir estudos de análise de risco microbiológico e ambiental relacionados aos fins específicos, bem como identificar modelos de negócios que legitimem a pratica da economia circular no território brasileiro.

Abstract: The adoption of Nature-Based Solutions (NBS) as a circularity tool in various domains has been shown to be a widely explored intervention worldwide. Among the NBS, constructed wetlands (CW) stands out in terms of wastewater treatment. In this context, this work evaluated the reuse potential of treated wastewater in subsurface flow constructed wetlands (SF-CW), observing the main practices used worldwide. Bibliographical research was carried out in two stages: (i) studies applying SF-CW in systems that aim the reuse of treated wastewater, evaluating technological arrangements and types of reuse; (ii) studies addressing the applicability of SF-CW in the national scenario, evaluating technologies employed and performances achieved, categorizing them in different contexts in which the decentralized treatment of wastewater and subsequent resource recovery proved to be viable. In the first stage, 72 systems distributed among 26 countries were inventoried, with 75% of these inserted in a rural setting, highlighting that 38% treated raw sewage. In an urban setting, 09 out of 18 systems opted for gray water treatment. Both in urban and rural settings, there was a predominance of the use of horizontal subsurface runoff (HCW) CW at secondary level of treatment, after septic tanks (ST). It is noteworthy that the association of HCW with sedimentation tanks, presented an average removal above 97% for TSS, BOD and NH4+ parameters. The most used types of reuse were irrigation of green areas and subsurface irrigation of agricultural crops. Regarding the second stage, 65 systems were inventoried, in which 60% are located in a rural setting, 32% in an urban setting and 8% in a peri-urban setting. Nationally, there is a predominance of the association of HCW with ST. Around 93% of the systems achieved the BOD values required by national legislation for environmentally appropriate disposal of treated wastewater. 28 systems from the inventory fit into some type of classification for urban reuse, while 26 systems met the standards for agricultural reuse. Finally, a technological matrix was elaborated inferring about different arrangements for multiple contexts, in order to meet the quality standards required by different national legislations of reference, promoting the safe reuse of recovered water for irrigation of green areas, sanitary discharges and washing external areas, as well as for fertigation of agricultural crops. Mostly used at secondary level, the ecotechnology of the WC-FSS has shown robustness in its performance and compliance with most of the standards required by legislation for the environmentally appropriate destination of treated sewage. Finally, it should be inferred that in order to promote the reuse of treated sewage in wetlandstype systems, it is necessary to conduct microbiological and environmental risk analysis studies related to specific purposes, as well as to identify business models that legitimize the circular economy practiced in the Brazilian territory.