Wetland

Ingles: Constructed Wetland
Português: Filtro plantado com macrofitas ou Wetland construido

Aplicação

Solução indicada para responder a altas exigências a eficiência e especialmente em situações que são caraterizadas pelas variâncias de vazões e/ou cargas e contam com suficiente áreas para instalar um wetland a exemplo de condomínios, empreendimento industriais, campus universitários, pousada, entre outros.

Rotaria do Brasil possui vasta experiências em integrar seus wetlands na paisagem local e sabe aproveitar as áreas disponíveis inclusive aplicando o wetland em combinação com outras tecnologias.

Na escala internacional os sócios do Rotaria do Brasil contribuíram para o desenho de (1) wetland de fluxo vertical em consideração especial da remoção de nutrientes. A introdução de mais outras aplicações desta tecnologia no Brasil como o (2) Sistema Frances, (3) Wetland aerado e (4) Canteiro de mineralização de lodo, são frutas da sua parceria com Global Wetland Technology GWT .

O que nos torna diferente: cada projeto sempre adaptado as condições e necessidades especificas

Princípio de tratamento

Wetlands imitam as funções de auto-depuração de pantanais naturais, que consiste na capacidade de filtração física (retenção de sólidos) e biológica (degradação pelas bactérias) acompanhada pela adsorção química ou biológica dos certos componentes.
As macrofitas contribuem a eficiência de sistema especialmente através de suas raízes, que mantem a porosidade do filtro, drenam os efluentes e forneçam condições complementarias para o desenvolvimento de biofilmes que estão sendo formados pelas bactérias.
De forma corretamente dimensionada e operada dominam no wetland os processos aeróbios de degradação completa, produzindo efluentes totalmente clarificados inclusive quando se se trata de efluentes com substancias de difícil degradação.

Demonstração de raízes de Vetiver no wetland da Rotaria, curso pela UNALM; Lima/ Peru

1. Wetland de fluxo vertical (FV) da Rotaria

Em busca de garantir alta eficiência com espaço otimizado, a Rotária do Brasil adaptou o desenho do wetland de fluxo vertical as condições climáticas no Brasil, aplicando o próprio modelo de dimensionamento.

Este tipo de wetland usa uma camada (>50 cm) de areia grossa como material filtrante. O efluente é bombeado em intervalos sobre a superfície do filtro, desta maneira conseguindo um ótimo aproveitamento da toda área e permitindo a elevada entrada do ar que segue a percolação do efluente em direção ao fundo de wetland onde o efluente tratado é coletado pelo dreno.

Interessante saber: Nas primeiras pesquisas na Alemanha nos anos 50 foram usados wetlands de fluxo vertical e horizontal com filtro de areia e a visão de aplicar diretamente o esgoto bruto. Logo se mostrou a necessidade de aplicar nestes casos um pre-tratamento para reduzir a carga de sólidos. O tanque séptico (fossa) que se usa muitas vezes para este fim, foi adoptado pela Rotaria do Brasil ao conceito de Baffled Reator ou RAC (Reator Anaeróbio Compartimentado), mais compacto e com elevada eficiência de reter e tratar o lodo do esgoto bruto.

2. Sistema “Francês”:

Em busca de poder substituir o tanque séptico e tratar efluentes com elevada concentração de sólidos no wetland, foi desenvolvido nos anos 90 na França o sistema composto de duas etapas: a primeira etapa, um filtro de brita, retêm os sólidos na sua superfície, onde completam sua decomposição durante uma permanência de até 15 anos, e a segunda etapa, um filtro de areia e brita, trata o efluente livre de sólidos. O sistema é conhecido como Phragmifiltre® e foi desenvolvido com contribuição principal de Dirk Esser (Epur Nature) membro de GWT.
Mais que 1.600 destes sistemas se encontram aplicado somente na França e há crescente número de aplicações em outros países, principalmente fomentado pelos membros da GWT. Em 2008 a Rotária do Brasil implantou com AKUT, outro parceiro na GWT, no Portugal 3 destes sistemas. Em 2011 a filial Peruana da Rotaria do Brasil aplicou o sistema pela primeira vez na América do Sul. Aproveitando suas experiências com desenho de wetland no clima quente fez certas adaptações que resultaram em uma eficiência surpreendente e já a primeira etapa mostrou um potencial superior as outras tecnologias de tratamento primário e até secundário. Atualmente a Universidade Agraria La Molina (UNALM) continua investigando um piloto deste tipo em Lima (Peru) construído pela nossa filial.

Primeira etapa de sistema Frances adaptado pela Rotaria

Parte de piloto realizada na UNALM pela Rotaria

Interessante saber: Quando os expertos da Alemanha recém atualizaram a guia técnica alemã para o desenho de wetlands (DWA 262, 2016) decidiram tirar o wetland de fluxo horizontal porque não se mostrava mais relevante na prática. Em câmbio, devido de crescente relevância, foi introduzido no guia o sistema francês. Pela experiência da Rotaria a relevância de sistema no clima do Brasil pode ser muito superior e além do tratamento de esgoto doméstico pode ser usado para diversas outros efluente com elevado teor de sólidos.

3. Wetland aerado (intensificado)

Em 2012 Rotaria implementou no Brasil o primeiro wetland com aeração técnica. O conceito de “intensified wetland” foi desenvolvido e patenteado pelo Scott Wallace (Naturally Wallace Consulting), membro de GWT, para poder reduzir a área ocupada pelo wetland de forma significativa, mantendo suas caraterísticas: pouca necessidade de operação e alta eficiência de tratamento.

Wetland intensificado com fluxo horizontal e fluxo vertical de esgoto, esquema da ARM Ltd. da Inglaterra, membro de GWT

Interessante saber: O conceito de wetland com aeração responde a novas exigências como o tratamento de escoamento de pistas de aeroportos, drenagem de áreas impermeabilizadas de empreendimentos ou de certas efluentes industriais com restrições de área. Outra aplicação interessante é a transformação de wetland antigos e/ou sobrecarregados para recuperar a eficiência do sistema. Busque nas referências do GWT: http://www.globalwettech.com/en/references.html

4. Canteiros de Mineralização de Lodo (CML)

Estes sistemas se desenvolveram a partir dos anos 80 em vários países da Europa para o tratamento do lodo de ETEs principalmente de tipo lodo ativado. Nos últimos anos se aplicou também para o tratamento de lodos fecais de instalações in sito (Tanques sépticos ou fossas) e mais atualmente para lodos de ETA. A maior densidade de plantas CML se encontram hoje na Dinamarca, a maioria projetadas por Steen M. Nielsen (Orbicon), parceiro da GWT. Rotária implementou o primeiro canteiro de mineralização no Brasil em 2004, para tratar lodo da uma ETE (SBR) junto com lodos de Tanques sépticos.

Esquema de operação de canteiros de Mineralização

Canteiro de Mineralização para lodo de SBR (ca. 4.000 habitantes equivalentes)

Pela função na ETE o CML pode ser comparado com um leito de secagem. A grande diferencia e no mesmo tempo a vantagem do tratamento no CML é que completa a desidratação e decomposição do lodo (mineralização) e permite sua permanência  por mais que 12 anos. Durante este período o material em decomposição cresce a uma altura de até 2 metros. O percolado deve ser reciclado à ETE ou tratado separadamente aplicando, por exemplo, um wetland.

Interessante saber: As experiências da Rotaria com a operação de Canteiros de Mineralização no Brasil mostram a imensa capacidade deste sistema no clima quente, sempre quando se carregam de forma adaptada com suficiente tempo de repouso de superfície, permitindo a drenagem e mantendo a porosidade do filtro e o crescimento das macrofitas junto com o nível de lodo. A primeira aplicação no Brasil a mais que 12 anos, está sendo pesquisada pela UFSC para estudar, entre outro, sobre as opções de sua reutilização como terra fértil.

Pesquisa e Desenvolvimento

Rotaria do Brasil desenvolveu próprias pesquisas sobre o sistema wetland e sua adaptação a diferentes exigências e contribui com seus sistemas Wetland na escala real a várias pesquisas e publicações, feito no Brasil, por exemplo, pela UFSC e no Peru pela UNALM. Seguem algumas publicações:

  1. Estudo sobre a remoção de nutrientes em sistema wetland, resumo em inglês de Water Science and Technology
  2. Sistema Wetland composto pelo filtro vertical e horizontal, para remoção de nitrogênio pela nitrificação e desnitrificação, Congresso IWA, full paper em inglês
  3. Adaptação de modelo de dimensionamento de Wetland de fluxo vertical  ao clima quente, artigo em português (ABES 2007)
  4. Tratamento de efluentes grises e negras no sistema wetland com fim da reutilização dos efluentes – estudo de casos, artigo no PERUSAN em espanhol
  5. GIZ, 2011 Revisão das experiências internacionais sobre Wetlands de fluxo vertical e horizontal, livro em espanhol.
    Para a versão em inglês e mais informações acesse a site de SuSanA (Sustainable Sanitation Alliance).
  6. Realização de Wetlands de duas etapas,  adaptação do sistema francês  para o tratamento de esgoto bruto ao clima quente, artigo em português
  7. Tratamento de efluentes grises e negras no sistemas Wetland e fim da reutilização, 4 estudos de caso, artigo em espanhol
  8. Wetland de retenção de efluente para irrigação de um parquinho em Lima (Peru), Water21 – Projeto LIWA, em inglês
  9. Experiências de longo prazo com Wetlands de fluxo vertical, tradução da apresentação no congresso IWA 2016 – tradução  em português
  10. Original sobre Experiências de longo prazo com Wetlands de fluxo vertical, no  congresso IWA 2016 em inglês (paper original)