BSI - Biossistemas Integrados

Biossistemas Integrados

A experiência do O Instituto Ambiental (OIA)

Guilherme Castagna

[email protected]

Histórico OIA

Concepção para America Latina• Professor Michael Braungart, Cradle to Cradle• Professor José Lutzenberger• Professor George L. Chan, ZERI/ONU

InícioHamburger Umwelt Institut – HUI, em 1991, estação em Silva Jardim/RJ

Fundação1993: assume a responsabilidade de gerir o projeto de Silva Jardim

www.oia.org.br

1994: Sertão da Carangola

(Silva Jardim/RJ)

www.oia.org.br

• Parceria com o SEOP – Serviço de Educação e Organização Popular e com a Associação de Moradores local.

Sertão da Carangola

(Silva Jardim/RJ)

www.oia.org.br

• Programa de Educação Ambiental com jovens estudantes de jornalismo e publicidade da PUC RJ, acompanhados do professor André Trigueiro

2013

Mais de 200 projetos (residenciais unifamiliares, comunitários, públicos e comerciais) implantados e assessorados no Brasil, Nicarágua, El Salvador, Republica Dominicana, Espanha e Haiti

Força de trabalho

Bacterias

Unicelulares2?m

10.000 espécies

Catalizam a maioria das reações no

tratamento de águas.

Algas

Unicelulares50B100?m

10.000 espécies

Carregados eletricamenteAcumulam

C, N, P e metais

Protozoários

MultiBcelulares200?m

Filtram organismos com tamanho até

25?m(bacterias e algas)

Servem de comida para peixes

Micro fauna

Rotíferos, Daphnia 200?m – 1mm

Organismos de vida livre, fixos

Filtram algas e Bacterias

Michael Shaw

The Ecovillage Institute

Olho no olho - paradigmas

• Água como meio de vida• Energia incorporada;• Recursos finitos, ciclos infinitos

BSI Alto do Caxixe

Venda Nova do Imigrante/ES

ETE’s centralizadas vs.

descentralizadas

ETE Barueri

São Paulo/SP

BSI domiciliar em Petrópolis-RJ

Haiti – Bel Air

Haiti – Bel Air

www.oia.org.br

Algas, peixes, patos e plantas aquáticas

Haiti – Bel Air

- Mudas entregues em todo Haiti por U$ 0,50 cada;

- Integração de biossistemasresidenciais e comunitários num plano regional de crédito de carbono para os usuários (comunidade);

- Capacidade de construção de ~1.000 sistemas/ano

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Estação de Reciclagem de Nutrientes de Araruama (Consultoria OIA para Águas do Imperador)

Fonte: Esgoto da CidadePopulação: 80.000 pessoas

Produção mensal: 350t de biomassa (lemnas e papiros)

Ano: 2005

Público atendido: ~550 pessoas

Área total: 5.000 m2

Área útil 2.500 m2

Custo total: R$110,000

Custo individual: R$200/pessoawww.oia.org.br

Vídeo Caxixe

http://www.youtube.com/watch?v=0ZonwU_7Bc8

O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é

fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga

orgânica e produção de biogás

Biossistema Caxixe

Biodigestor: Câmara fechada onde a biomassa é

fermentada anaerobicamente e produzido o biogás.

Ø1.

007.

35

0.80

0.80

área = ,80 m2per = 3,14

CX ENTRADACX SAIDA

CX SAIDA

40 m3

3.40

1.83

solo

CORTE > A - B

0.50

1.23

1.40

1.00

R3.13

0.12

0.23

0.11

0.13 0.

56

A

1.00

área = 19,60 m2per = 15,70

1.00

Ø5.00

área = 19,60 m2per = 15,70

Ø5.00

B

Biogás

Secador de café na Nicaragua Iluminação

Gerador de energiaAquecedor de água




Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de

materiais filtrantes e colônias de bactérias

Biossistema Caxixe

Filtro anaeróbico: Retém resíduos não

filtráveis que passam pelo biodigestor.

A

25 m3

Ø5.00

área = 10 m2

3.40

1.61

solo

B

0.50

1.23

1.40

0.86

R3.13

0.12

0.37

0.10

0.70

−0,60 −0,70

−0,70

−0,60Ø3.

501.

90

área = 9,60 m2per = 11,00

1.76

1.71

nivel do efluentenivel do efluente (vem do digestor)

nivel do inicio do processo

17 m3

0.65

0.89

0.20

ÁREA DE FILTRAGEM

ÁREA DE PASSAGEM

CX ENTRADA CX ENTRADA

CX SAIDA

Ø1.00






Na Zona de Raízes há uma primeira redução de

nutrientes e redução do volume por ação das plantas

Biossistema Caxixe

A função da zona de raízes também é filtrar resíduos, mas

contribui para acelerar a remoção de nutrientes pelas

plantas através de suas raízes, além de eliminar patógenos.








Tanque de produção de algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servir de alimentos

para peixes

Biossistema Caxixe

TANQUE DE ALGAS

0.22

1- Entrada do efluente2 - Tanque de algas

3 - Lamina 4 - Tanque de peixes

1 2 3

4

Tanque de algas: Aumenta o tempo de detenção em ambiente aeróbico e permite o crescimento rápido das

algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servirão de alimento para diferentes espécies de peixes

Fitoplâncton do tanque de peixes

43%

23%

21%

10% 3%

Chlorophyceae Cyanophyceae Euglenophyceae

Bacillariophyceae Chrysophyceae

F SACULDADE DE AÚDE E EIO MBIENTEM A









para peixes

Permite a criação consorciada de peixes que habitarão níveis tróficos diferentes, se alimentando dos diferentes níveis

Biossistema Caxixe

Tanque de peixes: Uso de diferentes espécies de peixes habitando diferentes níveis tróficos









para peixes


Plantas aquáticas jflutuantes, contribuem para remover os nutrientes restantes no corpo aquático

Biossistema Caxixe

Tanques com macrófitas flutuantes: Plantas flutuantes removem nutrientes e

patógenos produzindo uma enorme quantidade de biomassa.









para peixes


Plantas aquáticas jflutuantes, contribuem para remover os nutrientes restantes no corpo aquático

Plantações, de bambus e frutíferas e retorno ao rio

Biossistema Caxixe

Evapotranspiração: Bambuzal e árvores frutíferas

recebem água rica em nutrientes, filtram patógenos no solo

ativo e transpiram mais água

Composteira: Produção de adubo com biomassa excedente, fezes de animais matéria orgânica e seca (e

eventualmente lodo do biodigestor)

Integração do Biossistema

Biodigestor

Biofiltro

Zona de raízes

(plantasornamentais)

Tq. algas

Tq peixes

Tq macrófitas

Fertirrigação

Composteira

Comunidadebiogás

lodo

Talos e folhas

Plantas

Animais mortos

Plantas

Composto

Frutos, alimentos e lenha

Plantas

Viveiro

$Recuperacao

de areas degradadas

Mudas

…

Peixes, patos e

ovos

$

MONITORAMENTO Efluentes Líquidos

Pontos de coleta

A

NPA/FAESA – Núcleo de Pesquisas Ambientais da FAESA

Parâmetros de Controle

�Temperatura do ar�Temperatura da água�Oxigênio Dissolvido�Cor verdadeira �pH�Turbidez �DBO5 �DQO �DQO filtrada�Alcalinidade �Óleos e graxas �Coliformes termotolerantes �Ovos de helmintos

�Sólidos totais �Sólidos suspensos �Sólidos sedimentáveis �Sólidos dissolvidos �Sólidos voláteis�Nitrogênio Kjeldhal �Nitrogênio amoniacal �Nitrato�Nitrito �Fósforo total �Ortofosfato

Efluentes Líquidos

Matéria Orgânica: responsável pelo consumo de oxigênio dissolvido na água

Sólidos : formam depósitos no fundo dos córregos

Nutrientes : quando em elevadas concentrações podem conduzir a eutrofização

Organismos Patogênicos : quando presentes podem causar doenças de veiculação hídrica


RESULTADOS Efluentes Líquidos

Maior remoção biodigestor

DBO 5 mgO2/Ln 20 20 20 19 19 19 19 19

media 385 380 198 186 87 72 42 17

desvpad 195 137 114 102 30 28 23 15

DBO

Eficiência (%)95,5


REÚSO EFLUENTE TRATADO

pH 7,2 --

Turbidez (UT) 15 --

Sólidos Totais (mg/L)287

--

Sólidos Suspensos Totais (mg/L) 53

--

DBO5 (mg de O2/L) 13 --

DQO (mg/L) 92 --

Óleos e Graxas (mg/L)

9,3 --

NTK (mg/L) 18,9 --

Fósforo Total (mg/L) 3,1 --

Coliformes Termotolerantes

(NMP)7,99x102 < 1000

Helmintos (ovo/L) Ausente < 1

Parâmetro Efluente final BSI OMS*

* OrganizaçãoMundial de Saúde(1989): Diretrizespara o ReúsoAgrícola

Irrigação de culturas aserem ingeridas cruas,campos esportivos,parques públicos

Resultados

+ ~550 pessoas+ área total: 5.000m2+ área útil (elementos de projeto): 2.500m2 (~5 m2/pessoa)+ produção:

biogás: 10m3/dia (15 a 20 kwh/d)peixes: 1 ton/anocomposto: 500 kg/anovolume diário de efluentes tratados: 40m3produção de mudas: 1.000/mes para projetos de reflorestamento locais usando compostoalevinos triplicam de tamanho em um mês quando alimentados com algasfrutas: 1 ton/ano de bananas e laranjasmadeira: 600 ml/ano

+ custo de construção: R$110,000 (R$200/pessoa)+ custo de operação anual: R$38/pessoa/ano

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Resultados

+ ZERO consumo ou geração de produtos tóxicos / químicos+ ZERO consumo de energia elétrica

+ Ambiente saneado+ Rio limpo+ Comunidade envolvida e empoderada+ Criação de área verde de uso comum+ Sala de aula ao ar livre

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O que se produz em um biossistema(além de água limpa)?

Guilherme [email protected]

(11) 2386-2647

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Design

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