Modelagem matemática da emissão e dispersão do gás sulfídrico aplicada ao tratamento anaeróbio de águas residuárias.

Abstract

O tratamento anaeróbio de águas residuárias pode emitir grande quantidade de sulfeto de hidrogênio (H₂S) para atmosfera, uma vez que na presença de compostos sulfurados, um gênero específico de bactérias degrada a matéria orgânica utilizando-se o sulfato como receptor final de elétrons na cadeia respiratória e gera o H₂S. Também chamado de gás sulfídrico, o H₂S apresenta forte odor, além de ser corrosivo e tóxico. Os métodos de controle adequados para eliminação de H₂S muitas vezes demandam elevado custo de implantação e operação e, portanto, não são adotados. Dessa forma, o planejamento adequado da instalação de uma estação de tratamento de esgoto (ETE), pode auxiliar na prevenção do impacto e de possíveis problemas com a população. Modelos matemáticos de emissão e dispersão podem ser aplicados previamente para verificar o alcance do poluente e, portanto, subsidiar a definição do local mais adequado para instalação de uma ETE. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a emissão e dispersão de H₂S, provenientes de unidades anaeróbias de tratamento de águas residuárias, para dois diferentes estudos de caso, aplicando-se os modelos matemáticos de emissão e dispersão, WATER9 e AERMOD, respectivamente, integrados a ferramentas de geoprocessamento. O estudo de caso 1 (ETE A e ETE B) se refere a unidades de tratamento do estado do Paraná, enquanto o estudo de caso 2 foi realizado para um município de Minas Gerais (ETE C). No estudo de caso 1 foi realizada a validação do modelo de dispersão, a partir da comparação de dados preditos e observados. Os índices estatísticos – viés fracionário, erro médio quadrático normalizado, correlação, viés médio geométrico, variância geométrica e fator de dois – apresentaram os seguintes resultados: 0,078; 0,63; 0,65; 0,85; 4,79; e 0,53, respectivamente. Na simulação de emissão, verificou-se uma forte correlação (R² = 0,99) entre a carga afluente do H₂S e a emissão do composto, porém uma pequena influência de variáveis meteorológicas (temperatura e velocidade do vento) na volatilização. Na simulação de dispersão verificou-se, em geral, um amplo alcance da pluma de odor e a relação direta entre a direção predominante dos ventos e o deslocamento do poluente. No estudo de caso 2, verificou-se que a pluma de odor foi orientada pelo relevo. O vento exerceu influência direta na orientação do H₂S para o período 1 (novembro e dezembro de 2013). No entanto, para o período 2 (janeiro de 2014), não se verificou a mesma tendência. Através da análise das concentrações de pico (razão pico-média igual a 10), foi constatada a ocorrência de odor no local de estudo. Por fim, verificou-se que os modelos WATER9 e AERMOD apresentaram desempenho satisfatório para estudos de emissão e dispersão de H₂S em unidades anaeróbias de tratamento de águas residuárias.