Resumo O presente estudo teve por objetivo realizar a avaliação de ciclo de vida (ACV) ambiental de uma estação de tratamento de esgoto (ETE), dotada de filtros biológicos percoladores (FBPs) de baixa taxa, como pós-tratamento de reatores anaeróbios - UASB. A ETE está localizada no sul do Brasil e emprega como alternativas de destinação do lodo o aterro sanitário e o uso agrícola. Para realizar a avaliação, utilizou-se a técnica de ACV, empregando o software SimaPro® 9. Os resultados evidenciaram que os gases metano (CH4) e dióxido de enxofre (SO2), emitidos para a atmosfera, após a queima parcial do biogás em queimadores abertos, são os principais responsáveis pelos impactos nas categorias de mudanças climáticas (GW) e acidificação terrestre (TA), respectivamente. Devido à baixa taxa de aplicação hidráulica de esgoto nos FBPs, as emissões de óxido nitroso (N2O) se destacaram pelo elevado impacto na categoria de depleção de ozônio estratosférico (SOD). O emprego do lodo na agricultura obteve um maior potencial de impacto ambiental, em relação ao aterro sanitário, em 5 das 8 categorias avaliadas. Os principais impactos do uso agrícola foram na categoria de toxicidade humana (HT), devido à elevada concentração de zinco presente no lodo, e na categoria de acidificação terrestre (TA), em virtude da emissão de amônia (NH3) durante a higienização do lodo. Por sua vez, os principais aspectos positivos foram os produtos evitados como ureia, fertilizante fosfatado e calcário. Os resultados reportados contribuem para uma maior discussão dos processos de tratamento de esgoto, bem como de alternativas de gerenciamento de lodo, empregados em países em desenvolvimento.

Abstract This study aimed to undertake an environmental life cycle assessment (LCA) of a sewage treatment plant (STP) equipped with low-rate trickling filters (TFs) as post-treatment of upflow anaerobic sludge blanket (UASB). The STP is located in South Brazil and uses landfill and agriculture as sludge-disposal alternatives. The evaluation was performed using the LCA technique and SimaPro® 9 software. The results revealed that the gases methane (CH4) and sulfur dioxide (SO2), emitted into the atmosphere after the partial burning of the biogas in flares, are mainly responsible for impacts in the categories of global warming (GW) and terrestrial acidification (TA), respectively. Due to the low rate of hydraulic sewage application in TFs, nitrous oxide (N2O) emissions stood out due to their high impact in the category of stratospheric ozone depletion (SOD). The use of sludge in agriculture obtained a greater potential for environmental impact compared to landfills in five of the eight categories evaluated. The main impacts of agricultural use were in the category of human toxicity (HT), due to the high concentration of zinc present in the sludge, and in the category TA, due to the emission of ammonia (NH3) during hygienization of the sludge. In turn, the main positive aspects were avoided products, such as urea, phosphate fertilizer and limestone. The results contribute to a greater discussion of sewage-treatment processes, as well as sludge-management alternatives used in developing countries.

Resumo Reatores de manta de lodo anaeróbio de fluxo ascendente (UASB), usados no tratamento de esgoto, geram dois subprodutos que podem ser utilizados: lodo e biogás. O objetivo do presente estudo foi realizar a avaliação da sustentabilidade de quatro diferentes cenários de tratamento e destinação final do lodo biológico e biogás, numa Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), de porte médio, localizada no Sul do Brasil. Nesta Estação o lodo é higienizado, pela Estabilização Alcalina Prolongada, e disposto na agricultura (cenário base). O cenário 1 corresponde a utilização do biogás para a secagem do lodo e este destinado na agricultura. Nos cenários 2 e 3, o calor da combustão do lodo é utilizado para a secagem e higienização, sendo no cenário 3, as cinzas destinadas para aterro. A avaliação dos impactos ambientais foi realizada através da avaliação do ciclo de vida, utilizando-se como método de avaliação o ReCiPe 2016. Para a avaliação social foram utilizados os indicadores da avaliação de ciclo de vida social, adaptados e desenvolvidos para ETEs, a avaliação econômica foi realizada através da análise dos custos do ciclo de vida. Para a avaliação global da sustentabilidade, foi utilizado o método Dashboard of sustainability. Com relação à avaliação global da sustentabilidade, o cenário 1 obteve a maior pontuação (678 pontos) (melhor cenário) no DoS. A dimensão que favoreceu esse cenário foi a ambiental, onde os indicadores de acidificação terrestre e formação de ozônio, ecossistema terrestre foram os indicadores que apresentaram uma pontuação mais elevada, em comparação com os demais cenários. O cenário base apresentou a menor pontuação (pior cenário) (375 pontos).

Abstract Upflow anaerobic sludge blanket reactors (UASBs) used in sewage treatment generate two useful byproducts: sludge and biogas. This study evaluated the sustainability of four different scenarios for the treatment and final destination of biological sludge and biogas in a medium-sized wastewater treatment plant (WWTP) in South Brazil. At this plant, the sludge is sanitized by Prolonged Alkaline Stabilization and applied to agriculture (base scenario). Scenario 1 is about biogas use to dry sludge, which is taken to be used in agriculture. In Scenarios 2 and 3 the heat of the sludge burning is used for drying and sanitation. Finally, in Scenario 3 the ashes are destined to landfills. An environmental impact assessment was performed through life-cycle assessment using the ReCiPe 2016 evaluation method. Social life-cycle assessment indicators, adapted and developed for WWTPs, were used for social assessment. Economic assessment was performed through the analysis of life-cycle costs. The dashboard of sustainability (DoS) method was used for global assessment of sustainability. For overall sustainability assessment, Scenario 1 had the highest score (678 points) (best scenario) in the DoS. The environmental dimension was what facilitated this scenario. For this dimension, the following indicators presented the highest points when compared to the other scenarios: soil acidification, ozone formation, terrestrial ecosystem. The base scenario had the lowest score (worst case scenario) (375 points).