RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema constituído de reator UASB seguido de pós-tratamento com reator de lodo granular aeróbio (LGA) no tratamento de água residuária de suinocultura (ARS) para fins de disposição em solo arenoso. Para tanto, foram avaliadas as características do efluente tratado e do solo proveniente de um local de disposição, assim como foram determinados os parâmetros de mobilidade de contaminantes como coeficiente de dispersão, dispersividade, fator de retardamento e número de Péclet. A ARS tratada foi percolada em regime de fluxo permanente em colunas de solo saturado. Foram geradas curvas de eluição (breakthrough curves), obtendo-se os parâmetros de transporte do ajuste da equação de transporte de solutos no solo. O solo utilizado foi caracterizado como neossolo quartzarênico com textura arenosa. Foi observado que, apesar de o tratamento UASB-LGA apresentar altas eficiências de remoção para demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, sólidos suspensos totais, nitrogênio e fósforo, a ARS tratada ainda não atendia a alguns parâmetros de lançamento em corpos hídricos ou disposição no solo previstos na legislação vigente. Com exceção do fosfato e do potássio, os íons apresentaram tendência à movimentação no solo e à contaminação do lençol freático.

ABSTRACT This work aimed to evaluate the efficiency of a system composed of a UASB reactor followed by post-treatment with an aerobic granular sludge reactor (AGS) in the treatment of swine wastewater (SW) for disposal in sandy soil. The characteristics of the treated effluent and the soil from a disposal site were evaluated, as well as the parameters of mobility of contaminants such as dispersion coefficient (D), dispersivity (λ), delay factor (R), and Péclet number (Pe) were determined. Treated SW was percolated in a permanent flow regime in columns of saturated soil. Elution curves (breakthrough curves) were generated, obtaining the transport parameters by adjusting the solute transport equation in the soil. The soil used was characterized as a quartzene soil with a sandy texture. It was observed that, although the treatment presents high removal efficiencies for COD, BOD, TSS, nitrogen, and phosphorus, the treated SW still did not meet some parameters for surface water discharge or soil disposal based in current legislation. Except for phosphate and potassium, ions showed a tendency to move in the soil and to contaminate the groundwater.

Resumo Em um cenário de crises hídricas cada vez mais frequentes, o uso de águas residuárias tratadas (ART) aparece como uma importante ferramenta de gerenciamento hídrico, sendo desenvolvidos em todo o mundo padrões de qualidade a fim de garantir a segurança na utilização de ART. Nesse contexto, é preciso garantir a confiabilidade das estações de tratamento de esgoto (ETE). A confiabilidade vem sendo utilizada para prever a probabilidade de alcance dos padrões estabelecidos ou para determinar a concentração de projeto necessária para esse atingimento. O presente trabalho teve como objetivo a associação do conceito de confiabilidade ao estudo de ETEs de uma indústria siderúrgica, no tocante à produção de água para reúso. Para tanto, foi utilizado o método desenvolvido por Niku et al. (1979) e utilizado por Oliveira and Von Sperling (2008) para a determinação do coeficiente de confiabilidade, das concentrações médias de projeto e do percentual de atendimento aos parâmetros exigidos pela legislação de 3 ETEs que tratam efluentes industriais e 1 ETE que trata efluente sanitário. Os percentuais de cumprimento da legislação para a maioria dos parâmetros foram iguais ou próximos a 100% indicando um excelente desempenho das 4 ETEs, podendo inclusive permitir a adoção de níveis de confiabilidade ainda mais elevados. Portanto, os estudos de confiabilidade em conjunto com a modelagem da dispersão de contaminantes no solo mostraram-se uma abordagem muito interessante para projetos relacionados ao uso não potável de águas residuárias tratadas em indústrias siderúrgicas.

Abstract In a scenario of increasingly frequent water crises, the use of treated wastewater is an important water management tool, with quality standards being developed worldwide to ensure safety in such practices. In this context, it is necessary to guarantee the reliability of wastewater treatment plants (WWTP). Reliability has been used to predict the probability of reaching the established standards or determine the design concentrations required to achieve them. This study associated the reliability concept with the study of WWTP in the steel industry, focusing on water use. The method developed by Niku et al. (1979) and used by Oliveira and Von Sperling (2008) was used to determine the coefficient of reliability, the mean project concentrations, and the percentage of compliance with the parameters required by the legislation of 3 WWTPs that treat industrial effluents and 1 WWTP that treats sanitary effluent. The percentages of compliance with legislation for most parameters were equal to or close to 100%, indicating an excellent performance of the 4 WWTPs, which could even allow the adoption of even higher levels of reliability. Therefore, the reliability studies together with a modeling of the contaminants’ dispersion in the soil proved to be a very interesting approach for projects related to non-potable uses of treated wastewater in steel industries.

RESUMO Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo de modelagem da dispersão de contaminantes no solo com águas residuárias produzidas e tratadas em uma indústria siderúrgica. Para isso, foram realizados ensaios de coluna de lixiviação utilizando amostras de solo coletadas nas áreas dentro da indústria onde aconteceria o reúso das águas residuárias tratadas nas estações de tratamento da própria siderúrgica. Com base nos ensaios, foram geradas curvas de eluição (breakthrough curves), para análise da mobilidade dos contaminantes no solo, e obtidos os parâmetros de transporte (coeficiente de dispersão, retardamento e dispersividade). As águas residuárias produzidas na siderúrgica apresentam baixas concentrações de metais pesados após o tratamento realizado, sendo apenas o ferro e o zinco, contaminantes de maior preocupação para a disposição no solo. Os solos analisados, com elevado percentual de areia, demonstraram ineficiência na retenção dos contaminantes presentes, aumentando os riscos de contaminação da água subterrânea. Conclui-se que, para a indústria siderúrgica realizar o reúso não potável das águas residuárias, deve-se associar este a técnicas de manejo e conservação do solo que aumentem a capacidade do solo em adsorver contaminantes, ou de impermeabilização na área de resfriamento de placas.

ABSTRACT This research aimed to carry out a modeling study on the dispersion of contaminants in the soil with wastewater produced and treated in a steel industry. For this purpose, column leaching tests were performed using soil samples collected in areas inside the industry where the reuse of treated wastewater would occur. Based on the tests, elution curves (breakthrough curves) were generated to analyze the mobility of contaminants in the soil, and transport parameters were obtained (dispersion coefficient, delay, and dispersivity). The wastewater produced in the steelworks has low concentrations of heavy metals after the wastewater treatment is carried out, with only iron and zinc posing a risk for wastewater disposal. The analyzed soils, with a high percentage of sand, showed a low retention capacity for the contaminants present, increasing the risks of groundwater contamination. Therefore, the non-potable reuse of treated wastewater is possible in the steel industry, but it must be associated with soil management and conservation techniques that increase the capacity of the soil to adsorb its contaminants or the impermeabilization in the area of plate cooling.