Constructed wetlands applied for wastewater treatment from a low carbon sanitation perspective

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.007.0035

Keywords:

Low-carbon economy, Sanitation, Wastewater treatment, Constructed wetlands, Greenhouse gases

Abstract

Wastewater treatment plants (WWTP) can be a greater or lesser source of greenhouse gases depending on the technology used. In Brazil, most small and medium-sized municipalities served by sewage services adopt anaerobic processes, whose methane generation potential can be up to 80 times higher than that associated with aerobic processes. Considering demographic, geographic and socioeconomical aspects of Brazilian cities and facing the challenge of switching to a low-carbon economy, constructed wetlands (CW) emerges as an important process for wastewater treatment in municipalities with up to 20,000 inhabitants. Based on the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) guidelines for greenhouse gas (GHG) inventories, this study aimed at analyzing the potential impact on GHG emissions reduction by the entry of  CW systems in the Brazilian wastewater treatment infrastructure. Assuming a universal sanitation coverage, methane emissions from municipal WWTP were estimated for three different infrastructure scenarios, each one with different participation of CW systems. The control scenario represents the maintenance of the wastewater treatment technologies currently adopted nationwide, and was considered as a baseline for methane emission reduction calculation in the other two scenarios. The results suggested that by switching the use of UASB reactors by CW systems, the methane emissions in the wastewater treatment infrastructure as a whole could be reduced by more than 10%, a value that represents approximately 867 million tons of carbon dioxide equivalent that are no longer emitted annually. In terms of carbon credits, this reduction could represent an average revenue of US$ 35 million per year.

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Author Biographies

Débora Carvalho Boratto, Universidade Federal de Minas Gerais

Engenheira Ambiental pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e atual responsável pelo setor de Engenharia de Processos na empresa Wetlands Construídos. Possui experiência nas áreas de saneamento sustentável (água, esgoto e resíduos sólidos), educação ambiental e programas socioambientais. Complementar à formação acadêmica, possui experiências internacionais acadêmicas e de pesquisa em Moçambique e no Canadá. ÁREAS DE ATUAÇÃO: ENGENHARIA SANITÁRIA (concepção, projeto e implantação de sistemas wetlands construídos para tratamento de águas, efluentes e lodos; engenharia de aplicação de projetos para tratamento de efluentes e para reúso da fase líquida e sólida; gestão e tratamento de resíduos orgânicos; soluções para saneamento rural; projetos de saneamento e habitação em comunidades indígenas); EDUCAÇÃO AMBIENTAL (Programas de Educação Ambiental; execução de atividades e oficinas voltadas para educação ambiental em comunidades com relevância social; técnicas e métodos para educação sanitária); PROGRAMAS SOCIOAMBIENTAIS (desenvolvimento de metodologias participativas; estudo e avaliação de impactos e riscos sociais e ambientais de projetos; mobilização e comunicação social; Adequação de relatórios à legislação brasileira e aos padrões de desempenho internacionais). 

André Baxter Barreto, Universidade Federal de Minas Gerais

Possui graduação em Ciências Biológicas com ênfase em Gestão Ambiental pela PUC Minas (2007), mestrado (2011) e doutorado (2016) em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pelo DESA/UFMG. Na área acadêmica desenvolve pesquisas sobre a importância da vegetação e da rizosfera para os sistemas wetlands construídos. Em 2013, realizou estágio internacional na Bélgica e Alemanha, em modelo de doutorado sanduíche, onde esteve em contato com importantes referências científicas e centros de pesquisa na área de wetlands construídos. Atuou como coordenador ambiental em empresa de consultoria ambiental, onde se envolveu com projetos de gerenciamento de áreas contaminadas, análises de qualidade de água e efluentes, entre outros. Em seguida, atuou como gerente técnico-comercial para vendas técnicas de equipamentos, serviços e sistemas de monitoramento, controle e remediação ambiental. Nesse período visitou e propôs soluções de tecnologia ambiental para diversas instituições públicas, empresas do setor de consultoria ambiental, saneamento, geologia, laboratórios e indústrias do setor de mineração, siderurgia, alimentos, entre outros. Mais recentemente, atou em empresa internacional especializada em sistemas wetlands construídos. Como gerente de projetos, coordenou implantações da empresa e  conduziu a concepção e dimensionamento de 14 sistemas de wetlands construídos para controle da poluição difusa de drenagem pluvial urbana.  Ultimamente dedica-se à condução da empresa Wetlands Construídos, especializada na consultoria e implantação de sistemas para tratamento de águas, efluentes e lodos. 

Pablo Heleno Sezerino, Universidade Federal de Santa Catarina

Possui Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental (1999), Mestrado em Engenharia Ambiental (2002) e Doutorado em Engenharia Ambiental (2006) pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, com período de Estágio de Doutoramento (Doutorado Sanduíche) na Universidade Técnica de Munique - TUM / Alemanha (2004). É Professor Associado do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC. Orienta alunos de pós-graduação em nível de Mestrado e Doutorado e Supervisiona projetos de Pós-doutorado junto ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental na UFSC. Coordenou o Curso de Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC (Gestão: 2014 - 2016 e Gestão: 2016 - 2018) e foi chefe do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC (Gestão 2019 - 2021). Tem experiência na área de Controle da Poluição e Tratamento de Águas Residuárias (com enfoque em saneamento descentralizado empregando sistemas tipo wetlands construídos, segregação de efluentes e reuso). Integra-se, também, ao setor de Planejamento, atuando na Governança dos diferentes modais de Esgotamento Sanitário, nos Planos de Saneamento Básico e nos Comitês de Bacia Hidrográfica. Lidera o Grupo de Estudos em Saneamento Descentralizado - GESAD/UFSC. Coordena o Grupo Nacional Wetlands Brasil. Presidente da Rede Panamericana de Sistemas Humedales. Conselheiro junto ao Conselho Municipal de Saneamento de Florianópolis, Conselheiro da Agência Reguladora Intermunicipal de Saneamento - ARIS e Membro da Câmara Técnica de Saneamento do Conselho Estadual de Meio Ambiente de Santa Catarina.

Cláudio Leite de Souza, Universidade Federal de Minas Gerais

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa (2003), mestrado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Minas Gerais (2006) e doutorado em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Minas Gerais (2010). Atualmente é professor associado - nível 1 da Universidade Federal de Minas Gerais. Tem experiência na área de Engenharia Sanitária, com ênfase em Saneamento Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: tratamento anaeróbio de esgoto doméstico, filtros biológicos percoladores aplicados ao pós-tratamento de efluentes de reatores UASB tratando esgoto doméstico, subprodutos do tratamento anaeróbio de esgoto doméstico: escuma e biogás. 

Published

2021-07-15

Issue

Section

Desenvolvimento, Sustentabilidade e Meio Ambiente