Tratamento de águas residuais

A criação de peixes num sistema de recirculação onde a água é constantemente reutilizada não faz desaparecer os resíduos da produção de peixe. Sujeira ou excreções do peixe ainda precisam terminar em algum lugar.

_Figura 6.1 Excreção de azoto (N) e fósforo (P) de peixes de criação. Note-se a quantidade de N excretada como matéria dissolvida. Fonte: Biomar e Agência de Protecção do Ambiente, Dinamarca. _

Os processos biológicos dentro da RAS reduzirão, em menor escala, a quantidade de compostos orgânicos, devido à simples degradação biológica ou mineralização dentro do sistema. No entanto, uma carga significativa de lamas orgânicas provenientes da RAS terá ainda de ser tratada.

_Figura 6.2 Esboço dos fluxos de e para um sistema de aquicultura de recirculação. _

A maioria das RAS terá um estouro de água de processo para equilibrar a água que entra e sai do sistema. Esta água é a mesma água que os peixes estão nadando e, como tal, não é um poluente a menos que a quantidade de água descarregada do transbordamento seja excessiva e a descarga anual através deste ponto aumente. Quanto mais intensiva a taxa de recirculação, menos água será descarregada através do transbordamento.

As águas residuais que saem do processo de recirculação provêm normalmente do filtro mecânico, onde as fezes e outras matérias orgânicas são separadas na saída de lamas do filtro. Os biofiltros de limpeza e descarga também aumentam o volume total de águas residuais do ciclo de recirculação.

O tratamento das águas residuais que saem do RAS pode ser realizado de diferentes maneiras. Muitas vezes, um reservatório tampão é instalado antes do sistema de tratamento de lamas, onde as lamas são separadas da água de descarga. O lodo vai para uma instalação de acumulação para sedimentação ou posterior desidratação mecânica, antes de ser espalhado em terra, normalmente como fertilizantes e melhoria do solo em fazendas agrícolas, ou pode ser usado na produção de biogás para gerar calor ou eletricidade. A desidratação mecânica também torna o lodo mais fácil de manusear e minimiza o volume pelo qual a eliminação ou as possíveis taxas se tornam mais baratas.

_Figura 6.3 As vias das lamas e da água dentro e fora de um recirculati no sistema. Quanto maior a taxa de recirculati em, menor a quantidade de água libertada do sistema (linha dott ed), e menor a quantidade de águas residuais a serem tratadas. Fonte: Hydrotech. _

Figura 6.4 Correia de hidrotecnologia utilizada como tratamento secundário de água para a desidratação das lamas. _

_Figura 6.5 Uma lagoa vegetal colocada após uma exploração de trutas de recirculação na Dinamarca - antes e depois do crescimento excessivo. Fonte: Per Bovbjerg, DTU Aqua. _

As águas residuais limpas do tratamento das lamas têm geralmente uma elevada concentração de azoto, enquanto o fósforo pode ser quase completamente removido no processo de tratamento das lamas. Esta água de descarga é chamada de água de rejeição, e é mais frequentemente descarregada para os arredores, rio, mar, etc. juntamente com a água de transbordamento da RAS. O conteúdo de nutrientes na água rejeitada e na água de transbordamento pode ser removido dirigindo-o para uma lagoa vegetal, zona radicular ou sistema de infiltração, onde os compostos fósforo e azotados remanescentes podem ser ainda mais reduzidos.

_Figura 6.6 O projeto EcoFutura explorou a possibilidade de cultivar tomates com o cultivo de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Fonte: Priva (Países Baixos) _

Como alternativa, a água de rejeição pode ser usada como fertilizante em sistemas aquapônicos. Aquaponics são sistemas onde os resíduos dos peixes são usados para o cultivo de vegetais, plantas ou ervas aromáticas, tipicamente dentro de estufas. Para sistemas de piscicultura maiores, recomenda-se que as lamas sejam utilizadas para terras agrícolas e biogás, enquanto que a água de rejeição é utilizada para a aquapônica, uma vez que esta é mais simples de manusear e ajustar no que diz respeito às culturas em estufas.

O teor de nitrogênio na água de descarga também pode ser removido por desnitrificação. Como descrito no capítulo 2, o metanol é mais comumente usado como fonte de carbono para este processo anaeróbio, que transforma nitrato em nitrogênio livre para a atmosfera, removendo assim o nitrato da água rejeitada. A desnitrificação também pode ser usada dentro do sistema de recirculação para reduzir a quantidade de nitrato na água do processo RAS, a fim de reduzir a concentração de nitrato, minimizando assim a necessidade de nova água no sistema. O uso da desnitrificação fora do sistema de recirculação é realizado a fim de reduzir a descarga de nitrogênio no ambiente. Como alternativa ao uso de metanol, a água rejeitada proveniente do sistema de tratamento de lamas pode ser usada como fonte de carbono. O uso de água de rejeição como fonte de carbono requer uma gestão rigorosa da câmara de desnitrificação, e a lavagem posterior e limpeza da câmara podem tornar-se mais difíceis. Em qualquer caso, um sistema eficiente de desnitrificação pode reduzir significativamente o teor de azoto na água do efluente.

Deve notar-se que os peixes excretam resíduos de uma forma diferente da de outros animais, como porcos ou vacas. O azoto é excretado principalmente na urina através das brânquias, enquanto uma parte menor é excretada com fezes do ânus. O fósforo é excretado apenas com as fezes. Portanto, a fração principal do azoto é completamente dissolvida na água e não pode ser removida no filtro mecânico. A remoção das fezes no filtro mecânico captará uma parte menor do azoto fixado nas fezes e, em maior medida, a quantidade de fósforo. O azoto dissolvido restante na água será convertido no biofiltro principalmente em nitrato. Nesta forma, o nitrogênio é facilmente absorvido pelas plantas e pode ser usado como fertilizante na agricultura ou simplesmente ser removido em lagoas vegetais ou sistemas de zonas radiculares.

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_Figura 6.7 Remoção de nitrogênio (N), fósforo (P) e sólidos em suspensão (SS) do filtro mecânico. Fonte: Estação de Investigação das Pescas de Baden-Württemberg, Alemanha. _

As fezes dos tanques de peixes devem fluir imediatamente para o filtro mecânico sem serem esmagadas no caminho. Quanto mais intactas e sólidas forem as fezes, maior será o nível de sólidos removidos e outros compostos. A Figura 6.7 mostra a remoção estimada de nitrogênio, fósforo e sólidos em suspensão (matéria orgânica) em um filtro mecânico de 50 mícrons.

Quanto maior a taxa de recirculação, menos água nova será usada e menos água de descarga precisará ser tratada. Em alguns casos, nenhuma água retornará ao ambiente circundante. No entanto, este tipo de piscicultura de “descarga zero” é caro de construir e os custos de funcionamento para o tratamento de resíduos são significativos. Além disso, a operação diária do tratamento de resíduos exigirá atenção significativa para fazê-lo funcionar de forma eficiente. Para a piscicultura com descarga zero, deve-se também estar ciente de que uma certa quantidade de troca de água é sempre necessária para evitar a acumulação de metais e compostos fósforos no sistema. O ponto de partida é que as autoridades e o aquicultor devem chegar a acordo sobre uma autorização de descarga que permita proteger o ambiente, tendo simultaneamente uma actividade económica e viável da piscicultura.

_Figura 6.8 Comparação da descarga de azoto em diferentes intensidades de recirculação. Os cálculos baseiam-se num exemplo teórico de um sistema de 500 toneladas/ano com um volume total de água de 4 000 m^3^, sendo 3 000 m^3^ o volume do tanque de peixes. Não é o grau de recirculação em si que reduz a descarga de azoto, mas a aplicação da tecnologia de tratamento de águas residuais. No entanto, uma taxa de recirculação mais intensiva torna cada vez mais fácil tratar as águas residuais, uma vez que este é reduzido em volume. _

Combinar a piscicultura intensiva, seja recirculação ou tradicional, com sistemas de aquicultura extensos, como por exemplo a cultura tradicional de carpas, pode ser uma forma fácil de manusear resíduos biológicos. Os nutrientes do sistema intensivo são usados como fertilizantes nas lagoas extensas quando o excesso de água da fazenda intensiva flui para a área da lagoa de carpa. A água da extensa área da lagoa pode ser reutilizada como água de processo na fazenda intensiva. O crescimento de algas e plantas de água nas lagoas extensas será consumido pela carpa herbívora, que no final são colhidas e utilizadas para consumo. As condições de criação eficientes são obtidas no sistema intensivo e o impacto ambiental foi contabilizado em combinação com a extensa área do lago.

_Figura 6.9 Sistemas combinados de piscicultura intensiva extensiva na Hungria. O número de oportunidades parece ilimitado. Fonte: Laszlo Varadi, Instituto de Investigação das Pescas, Aquicultura e Irrigação (HAKI), Szarvas, Hungria. _

*Fonte: Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura, 2015, Jacob Bregnballe, Guia para a Aquicultura de Recirculação, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Reproduzido com permissão. *