DBO e DQO - Os Principais Parâmetros de Controle dos Efluentes

A demanda bioquímica de oxigênio, DBO, e a demanda química de oxigênio, DQO, são os parâmetros mais utilizados para avaliação dos impactos ambientais causados pelo lançamento de efluentes nos corpos hídricos. Eles representam métodos indiretos utilizados para quantificar o potencial poluidor dos efluentes industriais e das águas residuárias em geral. Daí a importância em se conhecer suas definições, relações e utilizações dentro dos sistemas operacionais para controle de processo de tratamento de efluentes, monitoramento, e atendimento as normas vigentes para despejo do efluente tratado no corpo receptor.

O controle de consumo de oxigênio antes do descarte, visa poupar o meio ambiente aquático da obrigação de ter que depurar o excesso de matéria orgânica afluente. Isso provocaria um consumo excessivo do oxigênio disponível no meio, prejudicando os micro-organismos aquáticos naturais e causando a morte de peixes, inviabilizando assim, o corpo receptor como fornecedor de água potável e de uso urbano em geral.

Por isso é que se utiliza dessas análises, ora para determinar a carga (kg DBO/hora ou kg DQO/hora) do despejo afluente ao sistema de tratamento, ora para caracterizar o efluente tratado e indicar a eficiência alcançada no tratamento ou ainda para caracterizar o corpo hídrico receptor.

A análise de DBO₅ (ou simplesmente DBO) numa amostra de um fluido qualquer, tem sido a mais utilizada como indicativo de seu  potencial poluidor e representa a quantidade em mg/L de oxigênio requerida pelos micro-organismos para oxidação da matéria orgânica a uma forma estável inorgânica, por um período de 5 dias, em local escuro e sob temperatura constante de 20º C. Se o leitor desejar conhecer os detalhes do método analítico, poderá consultar o item 5210 “Biochemical Oxygen Demand” no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition.

A conversão aeróbia da matéria carbonácea que ocorre numa análise de DBO, pode ser expressa de forma simplificada pela representação da fórmula molecular da glicose que se utiliza do oxigênio dissolvido no meio e se estabiliza em produtos inertes como gás carbônico e água, liberando energia:

Existem outras variantes da DBO, a saber:

- DBO₂₀ (também conhecida como DBO última) que representa a quantidade total em mg/L de oxigênio requerido pelos micro-organismos para estabilização bioquímica da matéria orgânica ao fim de 20 dias. Essa análise representa o primeiro estágio da demanda de oxigênio, onde são estabilizados os compostos carbonáceos. É particularmente utilizada no dimensionamento dos sistemas de aeração;

- DBO_max que representa o segundo estágio da demanda, quando são metabolizados também os compostos nitrogenados. Os resultados destas análises são alcançados em períodos superiores a 60 dias, conforme indica o Manual de Projeto de ETEs de Patricio Gallegos Crespo;

- DBO solúvel que corresponde à demanda de oxigênio gerada pela parcela orgânica dos sólidos filtráveis, ou seja, dos sólidos dissolvidos no meio. Assim como a DBO particulada – abaixo-, é utilizada para dimensionamento dos reatores biológicos;

- DBO particulada que corresponde à demanda de oxigênio gerada pela parcela orgânica dos sólidos em suspensão (sólidos suspensos voláteis).

Por sua vez, as análises de DQO (Demanda Química de Oxigênio) numa amostra de um fluido qualquer tal qual amostrada, expressam a quantidade em mg/L de oxigênio necessário para oxidar a matéria orgânica na presença de um agente químico forte oxidante, como o dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇), em meio ácido. Detalhes do método são encontrados no item 5220 do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition. Também utilizamos esse teste para medir a quantidade de matéria orgânica contida em efluentes muito tóxicos, de difícil degradação, como no caso de inseticidas e detergentes. Nesses casos, a depleção de oxigênio se apresenta incompleta nas análises de DBO devido a não participação dos micro-organismos na digestão do material tóxico, a exemplo dos sais minerais e de alguns materiais orgânicos de difícil degradação biológica, como piridina e lignina, existentes nos efluentes industriais.

Conforme lembra David Meissner, em troca de correspondência com nossa redação, a DQO começa a ter sua importância ainda na fase de estudos para projeto de uma estação de tratamento de efluentes.  É através dela que conhecemos os quatro componentes primários de carbono no efluente bruto que são fundamentais para o projeto de plantas de lodo ativado e sua operação. São estes:

- A) os componentes da DQO Biodegradável (BCOD) que se dividem em DQO Prontamente Biodegradáveis (RBCOD) e DQO Lentamente Biodegradável (SBCOD) e,

- B) os componentes da DQO Não Biodegradável (UCOD) que se dividem em DQO Não Biodegradável Solúvel (USCOD) e DQO Não Biodegradável Particulada (UPCOD).

O desconhecimento e falta desses dados pode acarretar grandes consequências a uma ETE. O monitoramento de carga carbonada apenas pelo uso da DBO₅ piora a situação dentro de uma planta de tratamento de efluentes. Em algum momento, será de extrema necessidade o conhecimento dos diferentes componentes da matéria orgânica que aflui para o sistema, para que se faça uma interpretação correta dos problemas que prejudicam a eficiência do processo de tratamento e possibilite corrigi-los mais prontamente.

Marcos von Sperling (1998) destaca, entre outras vantagens já citadas aqui, que o teste de DQO não é afetado pela nitrificação que ocorre nos sistemas de tratamento de efluentes por lodo ativado. Como principal desvantagem, a DQO oxida tanto a fração biodegradável quanto a inerte do efluente.

Geralmente é possível estabelecer a correlação entre DQO e DBO e fazer a substituição da segunda pela primeira. Além das questões de toxicidade e das incertezas das análises de DBO, cujos resultados são bem menos precisos e exatos que os da DQO, essa substituição agiliza a produção de resultados, pois temos aí 5 dias de espera pela DBO versus 2:30 horas de espera pelos resultados da DQO. Esse procedimento é muito útil em indústrias como as de celulose e papel que produzem efluentes muito recalcitrantes. Mas observe que, se no chão de fábrica a DQO pode ser um parâmetro utilizado internamente para ajustes de processo, o mesmo não ocorre com relação aos órgãos de controle ambiental que preferem sempre ter em mãos os resultados da DBO.

A propósito, no estado de São Paulo, o lançamento de efluentes líquidos deve atender a Resolução 430 do CONAMA e ao Decreto Estadual 8468/76 para garantir que os Valores Máximos Permitidos de um conjunto de parâmetros inorgânicos e orgânicos atendam às exigências legais com a finalidade de evitar maiores impactos ambientais. Lembrando que, para os parâmetros orgânicos, além da utilização clássica das análises de DBO e DQO, ainda podemos contar mais recentemente com a utilização de analisadores e medidores on-line contínuos de TOC (Carbono Orgânico Total) em conjunto com os valores de DBO e DQO.

Para os sistemas operacionais, a DBO e a DQO são importantes parâmetros utilizados para determinação das cargas afluentes a serem tratadas e para conhecimento e ajuste da A/M, que é a relação entre a quantidade de alimentação (DBO ou DQO) que entra nos reatores e a quantidade de micro-organismos ali existentes para exercer a estabilização da matéria orgânica. A eficiência do processo de depuração dos poluentes dentro do sistema de tratamento é outro indispensável dado fornecido pelas avaliações de DBO e DQO.

Para quem se interessar por mais informações, recomendamos consultar Tratamento de Efluentes nas Indústrias de Papel e Celulose – Alguns Conceitos Básicos e Condições Operacionais, de David Charles Meissner. Mais especificamente, sobre controle de cargas DBO-DQO do mesmo autor, basta seguir os links Parte 1, Parte 2 e Parte 3. Na primeira parte, além de algumas definições, o autor aborda a sistemática de medição das cargas orgânicas em uma ETE de lodo ativado. Na segunda, são tratados assuntos como monitoramento e controle das cargas, qual a faixa ideal e dificuldades de controle dessas cargas nos tanques de aeração. Na última parte (3), David examina alguns aspectos da relação alimento (DBO) com a biomassa, como: conceitos, faixa ideal de controle da variável A/M, suas variações e implicações biológicas na biomassa.

É isso! Se o leitor desejar comentar algo, acrescentar informações importantes ou tirar alguma dúvida sobre o assunto, pode utilizar-se da seção de comentários disponível nesse blog. Também poderá fazê-lo via e-mail ou até mesmo ligar para nosso escritório. Será um prazer atendê-lo.

José Leonardo da Silva Cardoso

Diretor Técnico da Biotrakti