Tratamento e Controle de Residuo - TCR (1)

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CONTROLE DE POLUIÇÃO INDUSTRIAL 
TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS 
 
 
 
 
 
 
PPRROOFFAA LLIIBBEERRTTAALLAAMMAARR BBIILLHHAALLVVAA SSAARRAAIIVVAA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JJUULLHHOO,, 22000088 
 
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1. INTRODUÇÃO 
Na sociedade primitiva cada indivíduo, para sobreviver precisava ter um conhecimento 
concreto do seu ambiente, isto é, das forças da natureza, das plantas e dos animais que o 
rodeavam. A civilização começou de fato quando o homem aprendeu a usar o fogo e outros 
instrumentos para modificar o seu ambiente, o que para a humanidade no seu conjunto é 
mesmo mais necessário do que nunca possuir um conhecimento inteligente do ambiente 
em que vive. Com efeito, verificamos que existe uma influência decisiva do meio ambiente 
sobre os seres vivos (ação) e destes sobre o meio (reação). Todos estes fenômenos 
bioenergéticos se passam no seio de um único conjunto, a biosfera, verificando-se o 
fornecimento de energia, exterior a este sistema, apenas sob a forma de radiação solar. 
 
A humanidade constitui, atualmente, uma grande população de mais de cinco bilhões de 
indivíduos, que continua crescendo em ritmo acelerado. O aumento da população mundial 
ao longo da história exige áreas cada vez maiores para a produção de alimentos e técnicas 
de cultivo que aumentem a produtividade da terra. Florestas cedem lugar a lavouras e 
criações, espécies animais e vegetais são domesticadas, muitas extintas e outras, ao 
perderem seus predadores naturais, multiplicam-se aceleradamente. É preciso considerar 
que a atividade humana sempre tem algum impacto negativo sobre o ambiente: matamos 
seres de outras espécies para obter alimento, destruímos ecossistemas naturais para 
construir moradias e eliminamos nossos excrementos e lixo nos mares, nos rios ou no solo. 
 
A escalada do progresso técnico humano pode ser medida pelo seu poder de controlar e 
transformar a natureza. Quanto mais rápido o desenvolvimento tecnológico, maior o ritmo 
de alterações provocadas no meio ambiente. Cada nova fonte de energia dominada pelo 
homem produz determinado tipo de desequilíbrio ecológico e de poluição. A invenção da 
máquina a vapor, por exemplo, aumenta a procura pelo carvão e acelera o ritmo de 
desmatamento. A destilação do petróleo multiplica a emissão de gás carbônico e outros 
gases na atmosfera. Com a petroquímica, surgem novas matérias-primas e substâncias não-
biodegradáveis, como alguns plásticos. 
 
 Produtos químicos não-biodegradáveis, usados para aumentar a produtividade e evitar 
predadores nas lavouras, matam microrganismos decompositores, insetos e aves, reduzem 
a fertilidade da terra, poluem os rios e águas subterrâneas e contaminam os alimentos. A 
urbanização multiplica esses fatores de desequilíbrio. A grande cidade usa os recursos 
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naturais em escala concentrada, quebra as cadeias naturais de reprodução desses recursos e 
reduz a capacidade da natureza de construir novas situações de equilíbrio. 
 
O estilo de desenvolvimento econômico atual estimula o desperdício. Automóveis, 
eletrodomésticos, roupas e demais utilidades são planejados para durar pouco. O apelo ao 
consumo multiplica a extração de recursos naturais: embalagens sofisticadas e produtos 
descartáveis não-recicláveis nem biodegradáveis aumentam a quantidade de lixo no meio 
ambiente. 
 
A diferença de riqueza entre as nações contribui para o desequilíbrio ambiental. Nos países 
pobres, o ritmo de crescimento demográfico e de urbanização não é acompanhado pela 
expansão da infra-estrutura, principalmente da rede de saneamento básico. Uma boa 
parcela dos dejetos humanos e do lixo urbano e industrial é lançada sem tratamento na 
atmosfera, nas águas ou no solo. A necessidade de aumentar as exportações para sustentar 
o desenvolvimento interno estimula tanto a extração dos recursos minerais como a 
expansão da agricultura sobre novas áreas. Cresce o desmatamento e a superexploração da 
terra. Quanto maior for o número de pessoas, maior será a exploração da atmosfera, da 
água e do solo. Os efeitos globais da poluição gerada pelo desenvolvimento industrial já 
são evidentes: em certos locais, as chuvas são ácidas e corrosivas; há dois grandes buracos 
na camada de ozônio que envolve a Terra e teme-se que a temperatura esteja subindo em 
todo o planeta, devido ao efeito estufa, provocado pela poluição atmosférica. 
 
2. POLUIÇÃO 
Do latim “POLUO” que significa sujar, o conceito de poluição está associado à idéia de 
degradação de um bem natural, provocado geralmente pela ação negligente do Homem. A 
poluição costuma ser definida, do ponto de vista ecológico, como qualquer alteração da 
composição e das características do meio que cause perturbações nos ecossistemas. Essa 
definição, entretanto não atende a objetivos práticos básicos ligados ao controle de 
qualidade do meio ambiente. Por exemplo, a introdução de uma grande quantidade de água 
doce, ainda que perfeitamente “limpa”, em um ambiente marinho, causa profundas 
perturbações nos ecossistemas aí existentes. A água poluída (assim como o ar poluído por 
poeira, vapores, fumaças) no sentido original do termo, baseado no sentimento estético 
pode, pois, não causar distúrbios ecológicos, assim como distúrbios ecológicos bastante 
profundos podem ocorrer em águas que não são poluídas, nesse mesmo sentido. Uma 
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maneira realista de enfrentar as dificuldades acima expostas seria, pois, a de criar um 
vínculo entre o conceito de poluição e a noção de utilidade da água. 
 
A poluição consiste numa alteração indesejável nas características físicas, químicas e 
biológicas do ar, da água, do solo que podem afetar prejudicialmente a vida do homem ou 
a das espécies desejáveis; processos industriais; condições de vida ou patrimônio cultural; 
ou pode deteriorar os nossos recursos em matéria prima. Os poluentes podem advir de 
desperdícios, subprodutos inevitáveis de processos industriais, de transporte, da 
agricultura, estilo de vida, geração de energia, etc. 
 
E, contaminação é a existência no meio ambiente de organismos patogênicos, substância 
tóxica, resíduos radioativos e outros contaminantes denominados “Agentes de 
Contaminação”. Todo meio contaminado é poluído, porém nem toda meio poluído é 
contaminado. 
 
O custo da poluição pode ser medido de três maneiras: 
1) a perda de recursos através de explorações esbanjadoras, desnecessárias; 
2) custo da redução e do controle da poluição é cada vez mais complexo e dispendioso; 
3) custo em saúde pública. 
 
Tipos de poluição: 
Ambiente afetado: Água, ar, solo 
Poluentes: químicos, físicos, biológicos, radiações 
Totalidade da redução: degradáveis e não degradáveis 
 
3. POLUIÇÃO DAS ÁGUAS 
3.1 QUALIDADE DE ÁGUAS 
Uma vez que a água é simultaneamente tanto uma substância essencial como a mais 
abundante do protoplasma, poderá afirmar-se que toda a vida é aquática. Na prática, 
todavia, considera-se um ambiente aquático aquele em que a água é o principal meio 
externo, tanto como um meio interno. Os habitats da água doce podem ser classificados em 
duas séries: 
 De água parada ou lênticos: lagoa, lago, charco ou pântano. 
 De água corrente ou lóticos: nascente; ribeiro ou rio 
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A água pode ser vista e estudada sob diferentes dimensões: 
Dimensão química - A água pura é formada por duas moléculas de hidrogênio e uma 
molécula de oxigênio em ligações covalentes com ângulo espacial de 105° entre os átomos 
de oxigênio e hidrogênio. Na natureza a água nunca está pura. Gases, inclusive oxigênio, 
dióxido de carbono, nitrogênio, etc, estão dissolvidos entre as moléculas de água. Sais 
como nitratos,cloretos e carbonatos, também se tornam partes da solução líquida. Sólidos 
como poeiras, areias e restos de animais podem ser carregados em suspensão. Outras 
substâncias químicas dão cor e gosto à água. Íons podem causar reações alcalinas ou ácidas 
e as temperaturas variam de acordo com o local e a profundidade dos corpos d’água 
influenciando o comportamento químico. 
 
Dimensão biológica - Nos corpos de água, em meio á mistura química variada, existe uma 
coleção extraordinária de vida vegetal e animal. Desde o fitoplâncton (vegetais) e 
zooplâncton (animais) unicelulares até de grande porte existe todo o espectro de tamanhos 
na água. Alguns particularmente os insetos podem viver diferentes estágios de vida tanto 
dentro como fora da água. Mas cada categoria de biota tem um nicho particular e todos 
necessitam de uma forma ou de outra da água para sobreviver. 
 
Dimensão do tempo - No ambiente natural a água muda constantemente de acordo com 
padrões geográficos, climáticos, etc. As chuvas, por exemplo, variam geograficamente e 
flutuam com as estações; as temperaturas superficiais variam para a água à medida que as 
estações passam ou as horas do dia transcorrem. Os ciclos biogeoquímicos são 
superpostos, variando o estado físico, temperatura e qualidade da água, com variações de 
sua composição. 
 
Dimensão cultural - A água tem um valor importante para as populações tanto material 
como emocional. Por exemplo, para os agricultores a presença de água em épocas críticas 
pode significar a diferença entre o sucesso ou o fracasso. As cidades precisam de água para 
beber, banhar-se, apagar fogos, embelezar jardins,etc. As indústrias usam água para resfriar 
equipamentos, agregar à matéria prima, limpezas,geração de vapor, energia,etc. A água 
pode ser meio de transporte para embarcações pequenas e grandes embarcações como 
navios de carga, transatlânticos. 
 
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3.2 USOS DAS ÁGUAS - O uso das águas pode ser dividido em dois grandes grupos: 
GRUPO I – Impõe a retirada de água das coleções em que se encontram: 
 Abastecimento doméstico 
 Abastecimento industrial 
 Matéria prima para a indústria 
 Irrigação 
GRUPO II – Não necessita a retirada de água das coleções em que se encontram: 
 Recreação (piscinas → exceção) 
 Fonte de proteína (preservação da flora e fauna) 
 Geração de energia 
 Transporte 
 Diluição de despejos 
 
3.3 FONTES DE POLUIÇÃO - Os efluentes líquidos ao serem despejados com os seus 
poluentes característicos causam a alteração de qualidade nos corpos receptores e 
conseqüentemente a sua poluição (degradação). Historicamente o desenvolvimento urbano 
e industrial ocorreu ao longo dos rios devido à disponibilidade de água para abastecimento 
e a possibilidade de utilizar o rio como corpo receptor dos dejetos. A poluição hídrica pode 
ser definida como qualquer alteração da qualidade de um corpo hídrico, capaz de 
ultrapassar os padrões estabelecidos para a classe, conforme o seu uso preponderante. 
Considera-se a ação dos agentes: físicos materiais (sólidos em suspensão) ou formas de 
energia (calorífica e radiações); químicos (substâncias dissolvidas ou com potencial de 
solubilização); biológicos (microorganismos). 
As principais fontes de poluição decorrentes das atividades humanas: 
 Esgotos domésticos 
 Despejos industriais 
 Águas pluviais urbanas (drenagem) 
 Águas de retorno de irrigação 
 Águas de drenagem de minas 
Os resíduos podem ser classificados por dois grandes grupos: 
 Resíduos degradáveis – se decompõem facilmente por processos naturais ou por 
tratamento (matéria orgânica) 
 Resíduos não degradáveis – se diluem, podem mudar de forma, mas a massa não se 
reduz (metais pesados). 
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4. Características físicas, químicas e biológicas da poluição 
4.1 Temperatura - A temperatura tem efeito direto sobre as propriedades físicas, químicas 
e biológicas de um corpo d’água, na medida que o aumento de temperatura acelera o 
metabolismo microbiano, a decomposição da matéria orgânica presente e é um fator 
importante de desoxigenação. O aumento de temperatura diminui a solubilidade dos gases 
diminuindo as concentrações de oxigênio e dióxido de carbono dissolvido. Também 
diminui a viscosidade e a densidade da água promovendo a sedimentação de sólidos 
suspensos e causando assoreamento. As variações de densidade por aumento ou 
diminuição de temperatura causam a estratificação térmica (fenômeno em que diferenças 
de temperatura geram camadas d’água com diferentes densidades, constituindo uma 
barreira física à mistura onde o calor não se distribui uniformemente) em corpos d’águas 
como lagos o que pode acarretar zonas com pouco oxigênio dissolvido ou diminuição de 
nutrientes. As diferentes temperaturas causam uma seletividade de espécies: Bactérias: < 
20°C – Psicrófilas; 20°C a 55-65°C – Mesófilas;> 55°C< 65°C - Termófilas 
As medidas de temperatura são realizadas por termômetros de inversão. 
 
4.2 Cor - A cor no ambiente é a cor aparente, composta de substâncias dissolvidas 
(corantes naturais ou artificiais) e coloidais (turbidez). O lançamento de efluentes coloridos 
atrai a atenção de quem estiver observando um corpo hídrico. 
 
4.3 Turbidez - O material em suspensão é o material particulado não dissolvido, 
encontrado suspenso no corpo d’água, composto por substâncias inorgânicas e orgânicas, 
incluindo-se aí os organismos planctônicos (fito e zooplâncton). Sua principal influência é 
na diminuição na transparência da água, impedindo a penetração da luz. Os valores para o 
material em suspensão podem ser obtidos através da filtragem da água com a utilização de 
filtros especiais e posterior análise espectrofotométrica. 
 
4.4 pH - indica o caráter ácido ou básico dos efluentes. Às águas superficiais possuem 
geralmente um pH entre 4 e 9. As vezes são ligeiramente alcalinas devido à presença de 
carbonatos e bicarbonatos. Naturalmente, nesses casos, o pH reflete o tipo de solo por onde 
a água percorre. Em lagoas com grande população de algas, nos dias ensolarados, o pH 
pode subir muito, chegando a 9 ou até mais. Isso porque as algas, ao realizarem 
fotossíntese, retiram muito gás carbônico, que é a principal fonte natural de acidez da água. 
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Geralmente um pH muito ácido ou muito alcalino está associado à presença de despejos 
industriais. A determinação do pH é feita através do método eletrométrico, utilizando-se 
para isso um pHmetro digital. 
 
4.5 Condutividade Elétrica - é a capacidade que a água possui de conduzir corrente 
elétrica. Este parâmetro está relacionado com a presença de íons dissolvidos na água. Em 
águas continentais, os íons diretamente responsáveis pelos valores da condutividade são, 
entre outros, o cálcio, o magnésio, o potássio, o sódio, carbonatos, carbonetos, sulfatos e 
cloretos. A condutividade pode variar de acordo com a temperatura e a concentração total 
de substâncias ionizadas dissolvidas. Em águas cujos valores de pH se localizam nas faixas 
extremas (pH> 9 ou pH< 5), os valores de condutividade são devidos apenas às altas 
concentrações de poucos íons em solução, dentre os quais os mais freqüentes são o H+ e o 
OH-. A determinação da condutividade pode ser feita através do método eletrométrico, 
utilizando-se para isso um condutivímetro digital. 
 
4.6 Cloretos - O teor de sais minerais nutrientes dissolvidos na água é de grande 
importância principalmente para o desenvolvimento de organismos autotróficos, podendo 
alguns constituir fator limitante ao desenvolvimento de algas e outros vegetais aquáticos. 
Outra relevante conseqüência relevante da presença de sais minerais para a ecologia 
aquática diz respeito ao fenômeno osmótico. Em geral, os organismos de água doce são 
adaptados ao ambiente de baixa pressão osmótica, um aumento pode produzir perda de 
água dos organismos. Os sais minerais encontrados nas águas naturais, principalmente os 
cloretos são provenientes da percolação em soloscom depósitos minerais por desgaste 
físico-químico das rochas que compõem o terreno, do contato com água do mar, da 
poluição por esgotos domésticos, da poluição por esgotos industriais ou de águas de 
retorno de irrigação. Os cloretos são determinados por Argentimetria, ou seja, titulação 
com nitrato de prata e cromato de potássio como indicador. Em águas poluídas, a titulação 
se faz com nitrato de mercúrio e n-fenil carbazona como indicador. 
 
4.7 Oxigênio Dissolvido - O nível de oxigênio dissolvido em uma água determina o índice 
expresso da qualidade sanitária desta. Águas saturadas de oxigênio podem estar 
contaminadas, mas estão isentas de cargas orgânicas. A solubilidade do oxigênio é função 
da temperatura, da pressão e da salinidade. O consumo de oxigênio se dá pela respiração 
de bactérias que promovem a remoção de poluentes como matéria orgânica. A oxigenação 
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de um corpo de água pode ser artificial, por tratamentos e recuperação dos rios e natural 
por turbulências, fotossíntese. 
A determinação do oxigênio pode ser feita pelo Método de Winkler ou por Sondas 
Oximétricas. 
 
4.8 Óleos e Graxas - A presença de níveis elevados de óleos e graxas em meios aquáticos 
afeta diretamente o meio biológico, porque podem formar uma película superficial 
causando um isolamento da coleção d’água do ar e pode causar anaerobiose. Os óleos e 
graxas presentes no meio aquático podem ser originados da decomposição do plâncton, 
decomposição de vidas superiores ou despejos urbanos e industriais emulsionados ou não. 
Consideram-se óleos e graxas, compostos como ácidos graxos, sabões, ceras, óleos e 
graxas. Os óleos e graxas podem ser determinados por gravimetria após extração em funil 
de decantação ou Soxlet usando Hexano como solvente. 
 
4.9 Matéria orgânica - A matéria orgânica está contida na fração de sólidos voláteis, mas 
normalmente é medida de forma indireta pelas demanda bioquímica de oxigênio (DBO) 
e demanda química de oxigênio (DQO). A DBO mede a quantidade de oxigênio 
necessária para que os microorganismos biodegradem a matéria orgânica. A DQO é a 
medida da quantidade de oxigênio necessária para oxidar quimicamente a matéria 
orgânica. A matéria orgânica ao ser biodegradada nos corpos receptores causa um 
decréscimo da concentração de oxigênio dissolvido (OD) no meio hídrico, deteriorando a 
qualidade ou inviabilizando a vida aquática. A matéria orgânica pode ser medida também 
como carbono orgânico total (COT), sendo este parâmetro utilizado principalmente em 
águas limpas e efluentes para reuso. Outros componentes orgânicos tais como os 
detergentes, os fenóis e os óleos e graxas podem ser analisados diretamente. 
 
4.10 Nitrogênio e Fósforo - As águas naturais, em geral, contêm nitratos em solução e, 
além disso, principalmente tratando-se de águas que recebem esgotos, podem conter 
quantidades variáveis de compostos mais complexos, ou menos oxidados, tais como: 
compostos orgânicos quaternários, amônia e nitritos. Em geral, a presença destes denuncia 
a existência de poluição recente, uma vez que essas substâncias são oxidadas rapidamente 
na água, graças principalmente à presença de bactérias nitrificantes. Por essa razão, 
constituem um importante índice da presença de despejos orgânicos recentes. Os 
compostos de fósforo são um dos mais importantes fatores limitantes à vida dos 
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organismos aquáticos e a sua quantidade, em uma massa d’água, é de importância 
fundamental no controle ecológico das algas. Despejos orgânicos, especialmente esgotos 
domésticos, bem como alguns tipos de despejos industriais, podem enriquecer as águas 
com esse elemento. 
 
4.11 Detergentes - Os detergentes são todas as substâncias tensoativas ou que diminuem a 
tensão superficial. Os chamados detergentes vieram substituir os sabões; no início da 
década de 70, participavam dos produtos de limpeza em concentrações de 15 a 17%. 
Atualmente são usados no Brasil em concentrações de 30a 35% e denominados de 
surfactantes. Os surfactantes ou detergentes ou tensoativos são compostos orgânicos que 
possuem em uma mesma molécula dois grupos estruturais diferentes. O primeiro constitui-
se de uma cadeia carbônica de 8 a 12 carbonos, semelhante aos ácidos graxos, que pode ser 
linear ou ramificada. Este grupo é apolar sendo insolúvel. A segunda parte da molécula é 
em geral uma ligação sulfônica em que o enxofre se liga diretamente a um átomo da cadeia 
carbônica permitindo a sua solubilidade em água sob a forma de sal sódico, sendo, portanto 
um grupo polar. O grupo sulfônico confere o poder surfactante e, conseqüentemente 
permite a formação de espumas. Os detergentes podem ser classificados conforme o tipo 
de grupo solúvel em: 
 Aniônicos – o grupo polar carrega-se negativamente em soluções aquosas ou 
dispersões 
 Catônicos – o grupo polar carrega-se positivamente em solução aquosa ou dispersão 
 Não iônicos – não se carregam quando em solução ou em dispersão 
 Anfóteros – apresentam duas porções na molécula: uma ácida e uma básica. 
Os principais problemas causados pelos detergentes ao meio aquático são: acúmulo de 
espuma, mudança de sabor, problemas operacionais com a ETA e ETE. Os detergentes não 
têm ação tóxica muito acentuada, mas os efeitos secundários são graves. Destroem as 
células dos microrganismos não permitindo a degradação nos esgotos e muitos detergentes 
ainda não são biodegradáveis. Em 1975, por exemplo, foram utilizados 33000 toneladas de 
detergentes sintéticos no Brasil,o que corresponde a 0,32 kg/hab/ano. Hoje os detergentes 
estão bem mais complexos contendo compostos como o fósforo para melhorar a eficiência 
na detergência. Os detergentes podem ser determinados pela reação com azul de metileno 
em leitura a 625 nm por espectrofotometria (substâncias ativas ao azul de metileno). 
 
 11
4.12 Pesticidas - é o nome que geralmente se dá a todos os defensivos agrícolas, utilizados 
na agricultura e no combate às pragas, que incluem outras designações particulares como 
inseticidas, fungicidas, carrapaticidas, raticidas, herbicidas etc. A classificação dos 
pesticidas é uma função do uso biológico, forma de uso (atrativos, fumegantes, 
repelentes...) ou do grupamento químico mais importante da molécula. Podem ser 
inorgânicos como os arsenicais, mercuriais, boratos, fluoretos; orgânicos sintéticos 
(clorados, fosforados, carbamatos) ou orgânicos naturais como a Rotenona, pyretrim 
nicotina. Os pesticidas inorgânicos são tóxicos ao homem, plantas e insetos. Os clorados 
não são biodegradáveis e são persistentes formando depósitos na gordura de animais e no 
homem sendo cumulativos. Os fosforados orgânicos são mais tóxicos e pouco persistentes 
por serem facilmente hidrolisáveis. 
A poluição das águas por pesticidas pode ser: 
 De forma direta pela aplicação do pesticida diretamente no corpo d’água. Por ex:, a 
aplicação de BHC no combate ao borrachudo, caramujo da esquistossomose... 
 Indiretamente quando produtos específicos para combater pragas na lavoura são 
aplicados na agricultura e carregadas para os cursos d’água 
 
4.13 Metais – os metais podem ser considerados micro ou macro poluentes dependendo de 
sua quantidade no resíduo líquido. O efluente industrial pode ser rico em um determinado 
metal que deverá ser separado dos demais despejos. Os metais em concentrações elevadas 
são tóxicos aos organismos dos corpos d’água. Tabela 05. 
 
4.14 Biológicos – Coliformes – os corpos d”água são habitados normalmente, por muitos 
tipos de bactérias, fungos, protozoários assim como por várias espécies de algas e de 
peixes. Os microrganismos são importantíssimos porque consomem toda a carga poluidora 
que lhe é lançada, sendo assim os principais responsáveis pela auto-depuração. Porém, 
quando os corpos d’água recebem esgotos, eles passam a conter outros tipos de 
microrganismos que não são naturais do meio e que podem ou não causar doenças às 
pessoas que beberemdessa água. Um grupo importante, dentre elas, é o grupo das 
bactérias coliformes. Os coliformes não são causadores de doenças; ao contrário, vivem no 
interior do intestino auxiliando a nossa digestão, por isso tem uma grande importância para 
a avaliação da qualidade da água. São as fezes das pessoas doentes que transportam, para 
as águas ou para o solo, os microrganismos causadores de doenças. Assim, se a água 
recebe fezes, ela pode muito bem estar recebendo patogênicos. Por isso, a presença de 
 12
coliformes na água indica a presença de fezes e, portanto, a possível presença de seres 
patogênicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1: Parâmetros Físicos 
 13
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Tabela 2: Parâmetros químicos inorgânicos: 
 14
Tabela 3: Parâmetros químicos orgânicos 
 
 
Tabela 4:Parâmetros biológicos 
 
 
 
 
 
 
 16
Tabela 5: poluentes metálicos 
Parâmetro Ocorrência Toxicidade 
 
Cádmio 
 Águas doces em conc. Traço, 
inferiores a 0,001 mg/L 
 Queima de combustíveis fósseis 
 Utilizado na produção de pigmentos, 
soldas, equipamentos eletrônicos, 
lubrificantes, praguicidas, acessórios 
fotográficos 
 Acumula-se em 
organismos aquáticos 
 Precursor de vários 
processos patológicos 
como: disfunção renal, 
hipertensão, câncer, 
arterioesclerose. 
 
Bário 
 Águas naturas em conc. De 0,0007 a 
0,9 mg/L 
 Utilizado no processo de produção de 
pigmentos, fogos de artifício, vidros e 
praguicidas. 
 Aumento de pressão 
sanguínea, efeitos tóxicos 
sobre o coração, vasos e 
nervos. 
 
Chumbo 
 Teores baixos em águas naturais 
 Queima de combustíveis fósseis como 
aditivo antiimpacto na gasolina; 
 O chumbo e seus compostos também 
são usados em eletrodeposição, 
metalurgia, materiais de construção, 
plásticos e tintas. 
 Substância 
cumulativa tóxica pode 
levar ao saturnismo; 
 Outros sintomas são: 
tontura, irritabilidade, dor 
de cabeça, perda de 
memória. 
 
Cobre 
 Em águas superficiais, menores que 
0,02 mg/L; 
 Corrosão de tubulações de latão por 
águas ácidas; 
 Algicidas aquáticos; 
 Contaminação de águas 
subterrâneas pelo uso de fungicidas; 
 Precipitação atmosférica de fontes 
industriais: mineração, fundição, 
refinação 
 Ingestão em altas 
doses pode acarretar 
irritação e corrosão da 
mucosa; 
 Danos capilares; 
 Irritação do sistema 
nervoso central; 
 
 
Cromo 
 Em água doce as concentrações são 
inferiores a 0,001 mg/L; 
 Na forma 
hexavalente é tóxico e 
 17
 Utilizado em aplicações industriais 
na produção de alumínio anodizado, aço 
inoxidável, tintas, pigmentos, explosivos, 
papel, fotografia; 
 Na forma de cromo trivalente é 
utilizado em curti mento de couro. 
cancerígeno 
 
Níquel 
 Em águas naturais superficiais pode 
chegar a 0,1 mg/L; 
 Em áreas de mineração pode chegar 
a 11,0 mg/L; 
 Queima de combustíveis fósseis 
 Processo de mineração, fundição, 
fusão e modelagem de ligas, 
eletrodeposição; 
 Agentes secundários na fabricação 
de alimentos, refrigerantes e sorvetes 
aromatizados 
 Doses elevadas 
podem causar dermatites 
nos indivíduos mais 
sensíveis, afetar nervos 
cardíacos e respiratórios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 18
5. PROCESSOS DE TRATAMENTOS DE EFLUENTES LÍQUIDOS 
Os processos de tratamento a serem adotados, as suas formas construtivas e os materiais a 
serem empregados são considerados a partir dos seguintes fatores: a legislação ambiental 
regional; o clima; a cultura local; os custos de investimento; os custos operacionais; a 
quantidade e a qualidade do lodo gerado na estação de tratamento de efluentes industriais; 
a qualidade do efluente tratado; a segurança operacional relativa aos vazamentos de 
produtos químicos utilizados ou dos efluentes; explosões; geração de odor; a interação com 
a vizinhança; confiabilidade para atendimento à legislação ambiental; possibilidade de 
reuso dos efluentes tratados (GIORDANO,1999). Os sistemas de tratamento de efluentes 
são baseados na transformação dos poluentes dissolvidos e em suspensão em gases inertes 
e ou sólidos sedimentáveis para a posterior separação das fases sólida/líquida. Sendo assim 
se não houver a formação de gases inertes ou lodo estável, não podemos considerar que 
houve tratamento. 
 
5.1 TIPOS DE TRATAMENTO 
Cada efluente é um caso particular relativo ao tratamento que deverá sofrer. Podem-se 
combinar os vários estágios de tratamento ou eventualmente suprimir alguns. 
Método 
Químico 
Tipo de despejo Modo de 
operação 
Produto obtido observações 
Troca iônica Revestimento, 
nuclear 
Filtração 
contínua com 
resina 
Água 
desmineralizada, 
produto 
recuperado 
Pode requerer 
neutralização e 
remoção de 
sólidos 
Redução, 
precipitação 
Revestimento, 
metais pesados 
Tratamento em 
batelada ou 
contínuo 
Completa 
remoção de 
metais pesados 
Disposição de 
lodo ou 
desidratação 
Coagulação Indústria de 
papel, refinaria, 
borracha, tinta, 
têxteis. 
Batelada ou 
contínuo 
Completa 
remoção de 
matéria 
suspensa ou 
coloidal. 
Controle de pH, 
tanques de 
coagulação e 
sedimentação 
Adsorção Tóxicos ou 
orgânicos 
Colunas 
granulares de 
Completa 
remoção de 
Carbono ativado 
com processo de 
 19
carvão ativado orgânicos lodo ativado 
Oxidação 
química 
Orgânicos e 
tóxicos 
Ozônio 
contínuo ou em 
batelada ou 
catálise com 
peróxido de 
hidrogênio 
Oxidação 
parcial ou 
completa 
Oxidação parcial 
para remover 
orgânicos mais 
biodegradáveis 
Método 
biológico 
Operação Remoção Área 
 
equipamento observações 
Lagoa sem 
aeração 
Facultativa 
ou anaeróbia 
Intermediária 10 a 60 
dias de 
retenção
 Controle de 
odor 
Lagoa 
aerada 
Mistura 
completa ou 
fluxo pistão 
Alta no verão e 
baixa no 
inverno 
2 -5 m 
prof. 
Aeradores 
superficiais ou 
difusores 
Separação de 
sólidos, 
desidratação 
e disposição 
Lodo 
ativado 
Mistura 
completa ou 
fluxo pistão, 
reciclo de 
lodo 
Remoção maior 
de 90% 
3- 6 m 
prof. 
Aerador 
mecânico ou 
difusores, 
separação de 
lodo 
(sedimentador) 
Excesso de 
lodo que deve 
ser seco e 
disposto 
Filtro 
biológico 
Aplicação 
contínua 
Alta ou 
intermediária 
remoção 
dependendo da 
carga aplicada 
 Discos 
plásticos 
Requer 
separação de 
sólidos 
Anaeróbico Mistura 
completa com 
reciclo, fluxo 
ascendente ou 
descendente 
UASB 
Intermediário Requer coleta 
de gás 
(metano) 
Requer lodo 
ativado ou 
tratamento 
aeróbio 
 20
 
 
Para a avaliação da carga poluidora dos efluentes industriais e esgotos sanitários são 
necessárias as medições de vazão in loco e a coleta de amostras para análise de diversos 
parâmetros sanitários que representam a carga orgânica e a carga tóxica dos efluentes. Os 
parâmetros utilizados são conjugados de forma que melhor signifiquem e descrevam as 
características de cada efluente. 
 
O tratamento de efluentes industriais consta de uma série de operações e processos 
unitários que dão os diferentes graus de tratamento: 
♦ preliminar 
♦ primário 
♦ secundário 
♦ terciário 
♦ especial 
As operações e processos unitários empregados em engenharia ambiental podem ser 
classificados em: 
♦ operações físicas, processos químicos, processos biológicos 
 
 21
 
Tipos de Tratamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
Operações 
unitárias 
Físicas 
• Mistura 
• Sedimentação 
• Flotação 
• Filtração
Meios de tratamento 
em que se aplicam 
predominantemente 
forças físicas 
Processos 
Unitários QUÍMICOS 
• Coagulação 
• Floculação 
• Adsorção 
• Troca iônica 
• Cloração 
BIOLÓGICOS 
• Lodos ativados 
• Filtros biológicos 
• Digestão anaeróbia 
Pré - tratamento • Grades ou desintegradores 
• Caixa de areia 
• Tanques de remoção de óleos e graxas 
T. primário • Equalização 
• Flotação 
•Sedimentação 
T. secundário • Lodos ativados, aeração estendida 
• Lagoas de estabilização, lagoas aeradas 
• Filtros biológicos 
• Tratamento anaeróbio
T. terciário 
• Micropeneiras 
• Filtração 
• Precipitação e coagulação 
• Adsorção (carvão ativado) 
• Troca iônica 
• Eletrodiálise 
• Osmose reversa 
• Ozonização 
• Cloração 
 22
 
A seleção do processo de tratamento ou seqüências de tratamento depende: 
 
5.2 Levantamento de dados 
Para caracterizar a carga poluidora dos efluentes industriais é necessário o conhecimento 
prévio do processo industrial ou urbano para a definição do programa de amostragem. As 
informações importantes a serem obtidas são: 
Fluxograma do processo industrial indicando os pontos nos quais são gerados efluentes 
contínuos ou intermitentes; identificar os pontos de lançamento de efluentes; definir o 
sistema de medição de efluentes e instalá-lo. O ritmo produtivo também deve ser 
conhecido, não só os horários dos turnos de trabalho, como também o das operações de 
limpeza, manutenção, ou por processos industriais sazonais (indústrias de frutas, produtos 
têxteis relacionados à moda, cosméticos, bebidas, etc.). 
 Lista de matérias-prima, principalmente aquelas que de alguma forma possam ser 
transferidas para os efluentes; 
 A caracterização físico-química das águas, esgotos sanitários, efluentes industriais e 
também dos resíduos industriais (resíduos sólidos industriais - RSI), consiste em serviços 
de determinação no campo e a utilização do controle analítico de laboratório relativos aos 
parâmetros sanitários e ambientais. Os parâmetros escolhidos para a caracterização dos 
efluentes devem ser representativos da carga poluidora; servirem para o dimensionamento 
da estação de tratamento; atenderem ao programa de monitoramento estabelecido para o 
atendimento à legislação ambiental. Para isto se deve proceder a um programa de 
amostragem: 
 Período de amostragem: estabelecido de forma que seja representativo pelas 
características da produção industrial. Pode ser influenciado pela sazonalidade da produção 
(indústrias de alimentos, de cosméticos e têxteis); Variabilidade da produção; Fatores 
climáticos. 
 Metodologia para quantificação de vazões; Tipo de coleta 
 Coleta das amostras; Análises laboratoriais, sua interpretação e comparação com a 
legislação ambiental. Outra definição importante é sobre o tipo de amostra, ou seja, se a 
amostra é simples ou composta. A Amostra Simples representa o que está ocorrendo 
naquele momento. Se o manancial não varia muito, ela pode ser representativa. A Amostra 
Composta é formada por várias e pequenas alíquotas coletadas ao longo do tempo. À cada 
turno (8 horas, 24 horas), coletam-se alíquotas que formam as amostras compostas. 
 23
 
5.2.1 Dispositivos de Medição de Vazão - Dependendo da natureza da indústria (anexo 1) 
e do uso da água projetado, pode haver vários constituintes na água e podem ser removidos 
antes da descarga. Isto pode ser sumarizado como: 
 Orgânicos solúveis 
 Sólidos suspensos 
 Traços de orgânicos. Ex: fenol 
 Metais, cianetos e orgânicos tóxicos 
 
A vazão do efluente industrial é usualmente definida em termos de unidade de produção e 
a variação das características por uma distribuição estatística. A magnitude da variação vai 
depender da diversidade dos produtos e processos. 
O cálculo da vazão dos despejos industriais envolve um procedimento de balanço de fluxos 
e materiais de todos os processos e águas produzidas e deve seguir algumas etapas como: 
a) desenvolvimento de um mapa de resíduos com planta e inspeção dos vários 
processos e operações. Este mapa vai indicar possíveis estações de amostragens e uma 
perspectiva da grandeza dos fluxos de resíduos líquidos, sólidos e gasosos. 
b) Amostragens contínuas de acordo com o fluxo. O período de amostragem e a 
composição das amostras devem ser estabelecidos de acordo com a natureza dos processos 
a serem investigados. 
c) desenvolvimento de um balanço de material com diagrama, para verificar as fontes 
de descarga mais significativa e as que podem ser tratadas separadamente. 
d) Estabelecimento de um estudo estatístico das características significativas. 
 
Ex: Pasteurização de leite: Vazão mínima 0,0001m3/L leite 
 Vazão média 0,0016m3/L leite - – DBO – 1,64 kg/L 
 Vazão máxima 0,0052 m3/L leite 
 
 Dispositivos simples: para pequenas vazões, como por exemplo, cubagem, onde se 
anota o tempo que a água leva para encher um recipiente de volume conhecido. Como a 
vazão é o volume em função do tempo, é só dividir o volume do recipiente pelo tempo que 
se levou para enchê-lo. Se não se conhece o volume do recipiente, faz-se uma marca no 
recipiente, anota-se o tempo e depois se vai aferir o volume em outro local. Em indústrias 
modernas há hidrômetros em cada seção para se controlar o consumo de cada seção da 
 24
indústria ou etapa do processo. Aproveitam-se as medições parciais obtidas por estes 
hidrômetros em cada ramal ou seção para se chegar à vazão total. 
 Vertedores: Para cada faixa de vazão deve-se adotar um tipo de vertedor, com o seu 
formato e equação específica. 
1. vertedor retangular sem restrição ou contração Q > 20 m3/h (usado para grandes 
vazões) 
 
 
2. Vertedor triangular de Thompson Q < 50 m3/h - A foto mostra um vertedor triangular 
de Thompson, com régua de medição instalada. 
 
4. Calha Parshall (tem padrões pré-estabelecidos), devendo ser adquirida, sendo 
indicada para vazões >50 m3/h. 
5. Fluxômetros - Para calhas de rios, utilizam-se fluxômetros para se obter a vazão. 
6. Traçadores Radioativos e Fluorimétricos - são utilizados nos casos de impossibilidade 
de instalação de medidores de vazão ou até mesmo para a elaboração do “as built” da rede 
 25
coletora de efluentes. Os traçadores são utilizados também para se conhecer as zonas de 
dispersão de efluentes lançados em rios ou em emissários submarinos. 
 
5.3 PROCESSOS - para a definição do processo de tratamento dos efluentes industriais 
são testadas e utilizadas diversas operações unitárias. Os processos podem ser classificados 
em físicos, químicos e biológicos em função da natureza dos poluentes a serem removidos 
e ou das operações unitárias utilizadas para o tratamento. 
 
5.3.1 TRATAMENTO PRELIMINAR – PROCESSOS FÍSICOS 
O tratamento preliminar destina-se principalmente à remoção de: sólidos grosseiros e areia. 
Inclui-se também a unidade de medição de vazão, que pode ser por Calha Parshal ou 
vertedouros triangulares ou retangulares. 
 
 
A remoção dos sólidos grosseiros é feita freqüentemente por meio de grades, mas podem-
se usar também peneiras hidrodinâmicas, peneiras rotativas ou trituradores. O objetivo 
deste pré-tratamento é principalmente proteger unidades de tratamento subseqüentes e 
equipamentos como bombas e dispositivos de condução dos efluentes como tubulações, 
além da proteção dos corpos receptores. 
São os processos que basicamente removem os sólidos em suspensão sedimentáveis e 
flutuantes através de processos físicos, tais como: 
 Gradeamento; 
 Peneiramento; 
 Separação de óleos e gorduras; 
 Sedimentação; 
Fase sólida
Desarenador
Fase sólida
 26
 Flotação; 
São processos físicos também aqueles capazes de remover a matéria orgânica e inorgânica 
em suspensão coloidal e reduzir ou eliminar a presença de microrganismos tais como: 
 Processos de filtração em areia; 
 Processos de filtração em membranas (micro filtração e ultrafiltração); 
 
5.3.1.1 Gradeamento - Objetiva da remoção de sólidos grosseiros capazes de causar 
entupimentos e aspecto desagradável nas unidades do sistema de tratamento são utilizadas 
grades mecânicas ou de limpeza manual. O espaçamento entre as barras varia normalmente 
entre 0,5 e 2 cm. 
 
5.3.1.2 Peneiramento - Com o objetivo da remoção de sólidos normalmente comdiâmetros superiores a 1 mm, capazes de causar entupimentos ou com considerável carga 
orgânica são utilizadas peneiras. As peneiras mais utilizadas têm malhas com barras 
triangulares com espaçamento variando entre 0,5 a 2mm, podendo a limpeza ser 
mecanizada (jatos de água ou escovas) ou ser estática. No caso de serem utilizadas 
peneiras em efluentes gordurosos ou com a presença de óleos minerais devem-se utilizar as 
peneiras com limpeza mecanizada por escovas. 
 
5.3.1.3 Separação água/ óleo - O processo de separação é um processo físico que ocorre 
por diferença de densidade, sendo normalmente as frações oleosas mais leves recolhidas na 
superfície. No caso de óleos ou borras oleosas mais densas que a água, esses são 
sedimentados e removidos por limpeza de fundo do tanque. Este processo não é capaz de 
remover óleo emulsionado, sendo utilizado na etapa preliminar dos sistemas de tratamento. 
 
 27
 
 
5.3.1.4 Sedimentação - O processo de sedimentação é uma das etapas de clarificação, 
devendo ser aplicado conforme as características de cada efluente e do processo de 
tratamento. No caso dos processos que gerem lodos orgânicos deve-se evitar a 
permanência exagerada desses no fundo dos decantadores para reduzir a sua anaerobiose e 
a conseqüente formação de gases que causam a flutuação de aglomerados de lodos. A 
sedimentação é um processo físico, logo se deve evitar nos decantadores as condições para 
ocorrência da atividade microbiana. 
Nos casos de lodos originados nos processos químicos ou com efluentes originados em 
processos industriais inorgânicos pode-se admitir um tempo de retenção maior dos lodos 
no fundo dos decantadores. Os decantadores apresentam diversas formas construtivas e de 
remoção de lodo, com ou sem mecanização. Os decantadores podem ser circulares ou 
retangulares, com limpeza de fundo por pressão hidrostática ou com remoção de lodo 
mecanizada por raspagem ou sucção. No caso da presença de escumas (materiais 
flutuantes), é necessário um removedor de escuma. 
 
5.3.2 TRATAMENTO PRIMÁRIO – FÍSICO-QUÍMICOS 
São considerados como processos químicos os que utilizam produtos químicos tais como 
agentes de coagulação, floculação, neutralização de pH, oxidação, redução e desinfecção 
em diferentes etapas do processo. 
 
5.3.2.1 Equalização 
O objetivo da equalização é minimizar ou controlar as flutuações nas características dos 
efluentes e também de vazão, proporcionando um fluxo contínuo e com características 
definidas para a estação de tratamento de efluentes. O tanque de equalização é projetado 
 28
para atender a um ciclo de produção e a mistura é usualmente requerida para prevenir 
sedimentação de sólidos e homogeneizar adequadamente os resíduos. Como alternativa 
pode-se utilizar aeração para oxidar compostos reduzidos. 
A homogeneização pode ser feita por: 
• distribuição do fluxo de entrada 
• misturador por turbilhonamento 
• aeração por difusores 
• aeração mecânica 
 
5.3.2.2 Neutralização 
Muitos rejeitos industriais contêm materiais ácidos ou alcalinos que necessitam 
neutralização antes de serem enviados a estação de tratamento físico- químico ou 
biológico. Para um tratamento biológico o pH ideal deve ser mantido entre 6,5 e 8,5 para 
que haja uma atividade biológica ótima. Nesta etapa o controle automático de pH facilita o 
controle de qualidade do tratamento de efluentes. 
 
5.3.2.3 Coagulação e precipitação 
Os efluentes contêm sólidos inorgânicos suspensos ou coloidais, material orgânico em 
solução, microrganismos e outras impurezas que, em virtude da mútua repulsão das cargas 
elétricas em sua superfície, se mantêm em suspensão estável por longos períodos de tempo. 
A coagulação é empregada para remoção de materiais em suspensão ou formas coloidais. 
Partículas coloidais são representadas por tamanhos acima de 1 mm até 0,1 mm. Estas 
partículas não sedimentam e não podem ser removidas por processos físicos 
convencionais. Os colóides presentes na água podem ser hidrofílicos ou hidrofóbicos. Os 
colóides hidrofóbicos (barro ou lodo) não possuem afinidade pelo meio líquido e não 
estabilizam na presença de eletrólitos. Eles são facilmente suscetíveis à coagulação. 
Colóides hidrofílicos como as proteínas exibem uma grande afinidade pela água. Eles 
absorvem água, retardam a coagulação e freqüentemente requerem um tratamento especial 
para a coagulação efetiva. 
 
Os colóides possuem propriedades elétricas que criam uma força repelente e evitam a 
aglomeração e sedimentação. Os íons estabilizados são altamente adsorvidos a uma 
camada interna que possui uma carga que varia com a valência (número de oxidação) e o 
 29
número de íons adsorvidos. Os íons de cargas opostas formam uma camada difusa fora que 
está segurando próximo à superfície por forças eletrostáticas. O potencial Zeta é a 
diferença de potencial que se instala entre cada colóide e o líquido suspenso. 
 
a) Mecanismo da coagulação 
Os processos físico-químicos são baseados na desestabilização dos colóides por 
coagulação seguido de floculação e separação das fases por sedimentação ou floculação. A 
desestabilização dos colóides pode ser conseguida por diferentes meios: o calor, a agitação, 
agentes coagulantes químicos, processos biológicos, eletrocoagulação. 
 
b) Propriedades dos coagulantes 
O coagulante mais popular é o sulfato de alumínio ou alúmem (Al2(SO4)3. 18H2O), que 
pode ser obtido sólido ou líquido. Quando o sulfato de alumínio é adicionado à água na 
presença de alcalinidade, a reação é: 
( ) ( ) OH18)OH(Al2CaSO3OHCa3OH18SOAl 23422342 ++→+⋅ 
O hidróxido de alumínio na forma de óxido Al2O3.xH2O é anfótero e pode agir tanto em 
condições ácidas ou básicas. 
O floco de alumínio é mais solúvel em pH em torno de 7. A carga é positiva abaixo de 7 e 
negativa acima de 8,2. 
 
 
 
b.1) Outros coagulantes: 
♦ Sais de ferro como sulfato e cloreto de ferro III 
♦ Cloreto de alumínio 
♦ Taninos vegetais 
 
 30
c) Auxiliares de coagulação 
Alguns compostos são utilizados como ajudante de coagulação (floculantes) pois 
aumentam o tamanho do floco e auxiliam na precipitação. 
♦ A sílica ativada é uma cadeia polimérica pequena que serve para juntar micro 
partículas de alumínio hidratado. Em altas dosagens a sílica pode inibir a formação dos 
flocos por suas propriedades eletronegativas. A dosagem normal está entre 5 e 10 mg/L. 
♦ Os polieletrólitos são polímeros de alo peso molecular que contêm grupos 
adsorventes e formam pontes entre as partículas ou cargas dos flocos. Eles não são 
afetados pelo pH e podem servir como coagulante por reduzir os efeitos das cargas dos 
colóides. Podem ser de três tipos: catiônicos, aniônicos e não iônicos. 
♦ Catiônicos – que adsorvem um colóide negativo ou partícula coagulada 
♦ Aniônicos – que substituem os grupos aniônicos em uma partícula coloidal e 
permitem uma ligação de hidrogênio entre o colóide e o polímero. 
♦ Não iônicos – que adsorvem e floculam por pontes de hidrogênio entre a superfície 
dos sólidos e os grupos polares no polímero. 
 
5.3.2.4 Sedimentação 
 A sedimentação é empregada para a remoção dos sólidos suspensos. O processo pode ser 
considerado em três classificações dependendo da natureza dos sólidos presentes na 
suspensão: discreto, floculento e por zonas. 
Sedimentação discreta – Partícula discreta é aquela que não perde sua identidade ao 
longo do percurso de queda. A sedimentação discreta pode ser analisada através das leis 
clássicas de Newton e Stokes, onde a velocidade final de uma partícula discreta em 
sedimentação em um líquido é constante, porque a força de atrito de atrito de iguala a força 
gravitacional. 
Conceito de tanque de sedimentação de fluxo ideal – a sedimentação discreta de uma 
partícula pode ser analisada através de um tanque de fluxo horizontal com velocidade de 
escoamento horizontal constante (V). 
 
 31
 
 
 
Velocidade do fluxo ='A
Q sendo que : Q – vazão em m3/h e A’ é a área transversal ao 
fluxo: 
 
 
Para as partículas discretas podemos dizer: 
 
H
L
V
V
S
= então: 
H
V
L
V S= 
 
VWHVAQ == ' e ( )HLVV S= 
 
L
H 
W 
 32
xWH
H
LVQ S 




= AVLWVQ SS == 
 
A
QVS = 
 
 
Teste de sedimentação – Em uma suspensão típica de matéria particulada ocorre uma 
grande diversidade de tamanhos de partículas. Para se determinar a eficiência de remoção 
em um determinado tempo, é necessário considerar-se toda a faixa de velocidades de 
sedimentação encontradas no sistema. Tal é efetuado através de testes em uma coluna de 
sedimentação, no qual são extraídas amostras a diversas profundidades e tempos. 
 
 
Exemplo: 
Os resultados de um teste de sedimentação efetuada numa suspensão conduziram aos 
valores apresentados abaixo. Plotar o perfil acumulado da velocidade de sedimentação, e 
calcular a fração de partículas removidas para uma taxa de aplicação superficial de v0 = 
1m/h. 
 
 
 
 
 
 
amostragem 
 33
Amostra Profundidade de 
coleta (m) 
Tempo de 
amostragem (h) 
SS ma amostra 
(mg/L) 
1 0,0 0,0 
2 0,0 0,0 
3 0,0 0,0 
222 
4 1,0 1,0 140 
5 1,0 3,0 108 
6 1,0 6,0 80 
7 2,0 1,0 142 
8 2,0 3,0 110 
9 2,0 6,0 106 
10 3,0 1,0 142 
11 3,0 3,0 130 
12 3,0 6,0 124 
13 4,0 1,0 147 
14 4,0 3,0 126 
15 4,0 6,0 114 
 
 
Solução: 
 
a) Plotar a curva da fração de partículas x velocidade de sedimentação 
 
Considerando a amostra 9 (prof. De 2 m e tempo de amostragem de 6,0 h). As velocidades 
de sedimentação das partículas encontradas na amostras são inferiores a 2,0/6,0 = 0,33 
m/h. Desta forma 48% das partículas (106/222=0,48=48%) têm uma velocidade de 
sedimentação inferior a 0,33 m/h. A eficiência de remoção na amostra é 1-0,48 = 52%. 
 
 
 
 
 
 
 34
Amostra Velocidade (m/h) Fração remanescente 
4 1,0 0,63 
5 0,33 0,49 
6 0,17 0,36 
 
7 2,00 0,64 
8 0,67 0,60 
9 0,33 0,48 
 
10 3,00 0,64 
11 1,00 0,59 
12 0,50 0,56 
 
13 4,00 0,66 
14 1,33 0,57 
15 0,67 0,51 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 1 2 3 4 5
velocidade de sedimentação (m/h)
Fr
aç
ão
 re
m
an
es
ce
nt
e
 35
b) Determinar a fração de partículas removidas 
 
Pela figura acima se tem que 0,57 das partículas tem uma velocidade inferior a 1,0 m/h . 
Assim a fração removida destas partículas é 1-0,57 = 0,43 ou 43%. 
 
Há ainda, uma outra fração removida, correspondente às partículas com velocidade de 
sedimentação inferior a v0, e que não iniciaram a sedimentação no topo da coluna. A fração 
de remoção destas partículas é dada pela área ocupada entre o eixo dos Y e a curva, até 
x =3,0 m/h. 
 
Faixa dos dxi 
(eixo do y) 
Largura da faixa 
(dxi) (eixo do y) 
Velocidade média 
na faixa (vxi) (eixo 
do x) 
dxi/vxi 
0,60-0,57 0,07 0,80 (em y=0,54) 0,056 
0,40 – 0,50 0,10 0,36 (em y=0,45) 0,036 
0,30 – 0,40 0,10 0,14 (em y=0,36) 0,014 
0,20 – 0,30 0,10 0,05 (em y=0,25) 0,005 
0,10 – 0,20 0,10 = 0 (em y=0,15) 
0,00 – 0,10 0,10 =0 (em y=0,05) 
Total 0,111 
 
 
A fração removida esta segunda forma é: 
 
111,0
0,1
111,0.
==∑
vo
vxidxi
 
 
A fração total removida é: 0,43+0,11=0,54 ou 54% 
 
Portanto para a taxa superficial de 1,0 m3/m2/h remove-se 54% dos sólidos. 
 
 
 
 36
Sedimentação floculenta – As partículas se aglomeram, formando flocos que tendem a 
crescer de tamanho à medida que sedimentam. Com o aumento dos flocos, aumenta a 
velocidade de sedimentação. Assim na sedimentação floculenta, a velocidade não é 
constante. 
 
Como a floculação ocorre na medida em que as partículas se dirigem para o fundo, quanto 
mais chance de contato elas tiverem maior será a formação de flocos e a velocidade. Em 
decorrência disto, a sedimentação floculenta tem sua eficiência aumentada com o aumento 
da profundidade H, no tempo t. 
 
Exemplo: 
 
Assumindo os valores apresentados na tabela abaixo, calcular a percentagem de remoção 
esperada nos seguintes casos: 
 
♦ Tanque de 2,0 m de profundidade, com um tempo de detenção de 1,50 h. 
♦ Tanque de 2,0 m de profundidade com um tempo de detenção de 3,0 h 
♦ Tanque de 1,0 m de profundidade com um tempo de detenção de 3,0 h 
♦ Tanque de 2,5 m de profundidade com um tempo de detenção de 3,75 h 
 
 
 
Tempo de amostragem (h) Profundidade de amostragem (m) 
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 
1,0 26 44 49 55 63 66 71 77 
 37
2,0 20 34 44 51 56 60 62 64 
3,0 19 27 37 45 51 57 60 68 
 
 
Solução: 
As porcentagens de remoção são calculadas com base na concentração inicial C0 e na 
concentração no instante da amostragem. Assim, por exemplo, se a concentração inicial 
fosse 200 mg/L e a concentração na profundidade e instante da amostragem fosse 132 
mg/L, a eficiência de remoção seria (200-132/200 = 0,34=34%) 
 
 
 
 
 
Sedimentadores - Cálculo de um decantador: 
Considerando: 
 taxa de aplicação: v0 - 0,8 m3/m2/h 
 Q = 41,66 m3/h 
a) Área do decantador 
0v
QA = A = 52,08 m2 
b) Diâmetro do decantador 
D = 8,14 = 8,0 m 
c) Volume útil do decantador 
 
Tempo de retenção recomendado: tr – máximo de 4 horas 
 38
trQV ⋅= V = 166,67 m3 
 
 
 
 
 
 
 
 39
 
 
 
Ponte raspadora de decantador 
 
5.3.2.5 Remoção de metais pesados 
Os metais pesados existentes nos despejos industriais são geralmente removidos através da 
precipitação, em geral como hidróxidos através da adição de cal ou soda cáustica a um pH 
de solubilidade mínima, que varia com o metal. Por exemplo, a solubilidade do cromo e do 
zinco está a um pH de 7,5 e 10,2 respectivamente e mostram um significante aumento de 
 40
concentração em pHs acima destes valores. Também podem ser removidos pela 
precipitação com sulfetos, formando sulfeto metálico que é insolúvel. 
Para muitos metais como o cádmio e o arsênio a co-precipitação com ferro e alumínio é 
altamente efetiva para remoção de níveis bastante baixos. 
Em alguns casos o metal deve ser primeiramente reduzido par depois ser precipitado em 
uma forma mais estável. Como exemplo, o cromo hexavalente é primeiramente reduzido 
para cromo trivalente e depois sedimentado em meio alcalino com cal ou soda cáustica. Os 
agentes redutores para o cromo em geral são ferro, meta bissulfito de sódio ou dióxido de 
enxofre. 
++++ +→+ 3326 FeCrFeCr 
sólido)OH(CrOH3Cr 3
3 →+ −+ 
 
a.1) Remoção de alguns metais: 
1. Arsênio – precipitação como sulfeto a pH entre 6 e 7 ou por filtração com carvão 
ativado em concentrações baixas, ou removido por co-precipitação com ferro. 
2. Bário – sulfato 
3. Cádmio – precipitação em meio alcalino ou troca iônica. 
4. Cobre – precipitação em meio alcalino 
 
 
5.3.2.6 Flotação 
A flotação é usada para remover sólidos suspensos e óleos e graxas, quando a densidade 
dos sólidos é menor que a densidade do líquido. Uma quantidade de ar é misturada à massa 
de sólidos suspensos que ficam bem mais leves que a água e sobem à superfície de onde 
são removidos. Para isto é usado um compressor de ar e um sistema de flotação onde 
acontece a mistura. Nos flotadores há uma remoção de sólidos por um sistema de raspador 
superficial. 
 
 41
Flotação e componentes necessários para a flotação 
A flotação se dá com a mistura de ar ao esgoto bruto sob pressão. A saturação de ar na 
água é diretamente proporcional a pressão e inversamente proporcional à temperatura. A 
quantidade de ar liberada para a solução quando a pressão é reduzida: 
 
 onde: S – ar liberado a pressão atmosférica por unidade de volume a 100% saturação 
(cm3/L). 
 Sa – saturação a pressão atm (cm3/L) 
 P – pressão absolutaPa – pressão atm 
A solubilidade do ar em águas industriais pode ser menor que na água. 
 





 −= 1
Pa
fPSaS f – fator de saturação no tanque de retenção 
Q
R
SS
Sa
S
A
= 
 
onde: A/S – taxa de ar sobre os sólidos suspensos; SS – sólidos suspensos ou teor de 
gordura no esgoto; R – reciclo; Q – vazão de esgoto 
 
 
Efeitos de A/S na qualidade do efluente 
 42
 
 
 
 Esquema de um flotador 
 
 
 43
 
 
 
5.3.2.7 Produção e desidratação de lodos 
A produção de lodos é função dos sólidos sedimentáveis e suspensos que caracteriza o 
efluente bruto, do tipo de coagulação e floculação empregado (precipitação natural ou 
precipitação química), da dosagem de produtos químicos (coagulantes ou floculantes) 
utilizados e do tipo de clarificador (sedimentação ou flotação). 
 
A desidratação de lodos pode ser por: pressão atmosférica (adensadores, leitos de 
secagem), pressão maior que a atmosférica (filtro prensa de placas ou de cinta, filtro 
rotativo a vácuo, desaguadores centrífugos) 
 
 44
 
 
 
 45
 
 
 
Bibliografia Consultada 
1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA), AMERICAN WATER 
WORKS ASSOCIATION, WATER ENVIRONMENT FEDERATION. Standard Methods 
for the examination of water and wastewater. 20ª ed., WASHINGTON, D.C.: APHA, 
AWWA, WEF, 1998, 1157p. 
2. CETESB – Cia. de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Nota Técnica sobre 
tecnologia de controle – Abate de bovinos – NT-12. São Paulo, 1986, 19 p. 
3. CETESB – Cia. de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Nota Técnica sobre 
tecnologia de controle – Indústria de laticínios – NT-17. São Paulo, 1990, 20 p. 
4. CETESB – Cia. de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Nota Técnica sobre 
tecnologia de controle. Indústria Têxtil – NT-22. São Paulo, 1992, 31 p. 
5. CETESB – Cia. de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Nota Técnica sobre 
tecnologia de controle – Indústria de pigmentos – NT-32. São Paulo, 1995, 29 p. 
 46
6. ECKENFELDER Jr, W.W., “Water Pollution Control”; Jenkins book publishing co., 
Austin and New York ,1970. 
7. GIORDANO, G. Avaliação ambiental de um balneário e estudo de alternativa para 
controle da poluição utilizando o processo eletrolítico para o tratamento de esgotos. Niterói 
– RJ, 1999. 137 p. Dissertação de Mestrado (Ciência Ambiental). Universidade Federal 
Fluminense, 1999. 
8. GIORDANO, G. Análise e formulação de processos para tratamento dos chorumes 
gerados em aterros de resíduos sólidos urbanos. Rio de Janeiro – RJ, 2003. 257 p. Tese de 
Doutorado (Engenharia Metalúrgica e de Materiais) PUC-Rio, 2003. 
9. GRADY Jr, C.P.L. e Lin, H.C. Biological wastewater treatment, Pollution 
engineering and technology, New York: Marcel Decker, inc, 1980, 963p. 
10. IMHOFF, K.R. e Karl. Manual de tratamento de águas residuárias. São Paulo: 
Editora Edgard Blücher Ltda, 1986, 301p. 
11. METCALF & EDDY – Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. 4a 
ed.Boston: Mc Graw Hill, 2003, 1819 p. 
12. RAMALHO, R.S. Tratamiento de aguas residuales. Barcelona: Editorial Reverté 
S.A., 1991, 705 p. 
13. SAWYER C.N., McCarty P.L, PARKIN, G.F. “Chemistry for Environmental 
Engineering and Science” – 5a edition - International Editions; Mc Graw - Hill 
 Higher Education, Boston (USA) 2004. 
14. CHERNICARO, C.A.L. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias. 
UFMG: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, 1997. v. 5, 246p. 
15. ECKENFELDER, J.W.W. Industrial water pollution control. Second Edition. 
MacGraw – Hill Book Company, p. 53 – 67. 1989. 
16. JORDÃO, E. P.; PESSOA, C.A. Tratamento de esgotos domésticos. 3ª ed., Rio de 
Janeiro: ABES, 1995, 720p. 
17. KARL&KLAUS, R. IMHOFF, Manual de Tratamento de Água Residuária. 
18. MASSARO, Sérgio & PONTIM, Joel Arnaldo. O que é poluição química. 
Brasiliense, 1989. 
19. SPERLING, M. V. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias - 
lagoas de estabilização. UFMG: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, 
1996. v.3, 134p. 
20. SHREVE, Norris. R e BRINK, Joseph Jr. Indústria de Processos Químicos, Ed. 
Guanabara 
 47
5.3.3 TRATAMENTO SECUNDÁRIO – PROCESSOS BIOLÓGICOS 
O tratamento secundário envolve fenômenos biológicos. Depende dos fatores físico-
químicos com a temperatura do meio, pH, concentração de oxigênio dissolvido. 
 
A Biodegradabilidade é a capacidade do resíduo ser degradado biologicamente, ou a 
quebra de complexas estruturas químicas ou bioquímicas a formas mais simplificadas que 
possam ser incorporadas ao metabolismo microbiano. O resultado destas complexas 
reações, em interação com o desenvolvimento microbiano, se traduz por uma redução 
significativa da carga orgânica do efluente que será lançado ao meio ambiente. 
DQO = DBO 1 + DBO 2 
Nos fenômenos biológicos de degradação estão interagindo os organismos produtores, 
consumidores e decompositores. 
 
Os organismos produtores são seres autotróficos que dispondo somente de substâncias 
inorgânicas têm a capacidade de sintetizar os compostos orgânicos que necessitam. Ex: 
algas. 
 
Os organismos consumidores são seres heterotróficos e incapazes de realizar a síntese de 
substâncias orgânicas a partir de substâncias minerais. Vivem à custa da matéria orgânica 
produzida por seres autotróficos de onde obtêm energia para viver. 
 
Os organismos decompositores são seres heterotróficos, responsáveis pela decomposição 
até substâncias mais simples dos organismos que morrem, as quais serão utilizadas pelos 
produtores. 
 
Na cadeia alimentar os consumidores primários se alimentam de vegetais, os secundários 
se alimentam dos consumidores e os terciários se alimentam dos consumidores 
secundários. A interação destes organismos nos ecossistemas naturais é chamada de cadeia 
trófica. Qualquer alteração em um dos elos dessa cadeia como, como a superprodução de 
determinados organismos, muda significativamente as características e a harmonia do meio 
e provoca situações que constituem uma forma de poluição. 
 
 48
Os sistemas de tratamento fazem uso dos organismos da cadeia trófica, ou de parte deles, 
para de maneira artificial, imitar a natureza e depurar os resíduos industriais que poderiam 
causar poluição. 
 
Os tratamentos biológicos de esgotos e efluentes industriais têm o objetivo de remover a 
matéria orgânica dissolvida e em suspensão, através da transformação desta em sólidos 
sedimentáveis (flocos biológicos), ou gases (Ramalho, 1991). 
 
Os processos de tratamento biológicos têm como princípio utilizar a matéria orgânica 
dissolvida ou em suspensão como substrato para microrganismos tais como bactérias, 
fungos e protozoários, que a transformam em gases, água e novos microorganismos. Estes, 
através de mecanismos de produção de exopolímeros, formam flocos biológicos mais 
densos que a massa líquida, da qual separam-se com facilidade. 
 
Os flocos biológicos em excesso, chamado de excesso de lodo, são retirados dos sistemas 
de tratamento e submetidos a processos de secagem natural ou mecanizada. 
 
O metabolismo dos microrganismos compreende a síntese de compostos e por outro lado a 
sua decomposição, com liberação de energia para as atividades vitais: 
• Síntese de compostos orgânicos com energia armazenada a partir de elementos 
inorgânicos; 
• Transformações de compostos orgânicos; 
• Oxidação dos compostos orgânicos com liberação de energia 
 
 49
 
a) Fatores ambientais in terferentes: 
a.1 Temperatura – os microrganismos sobrevivem em uma determinada faixa de 
temperatura e a solubilidade do oxigênio diminui com a elevação da temperatura. 
 
a.2 pH – ligado diretamente à velocidade de reação enzimática para as bactérias que atuam 
no intervalo de 6 a 8, sendo que os fungos atuam a pH mais baixos, em torno de 4,5. 
 
a.3 Oxigênio dissolvido – varia conforme a pressão atmosférica e a temperatura. 
 
a.4 Luminosidade– influencia principalmente onde a fotossíntese é essencial no processo 
de depuração (lagoas) 
 
a.5 Nutrientes – os organismos necessitam de nutrientes para seu metabolismo. Se 
considerarmos como a fórmula empírica de um microrganismo C106H180O45N16P, podemos 
observar que o nitrogênio e o fósforo são elementos essenciais. A proporção DBO:N:P de 
100:5:1 têm se mostrado ideal, para o consórcio de microorganismos que atuam na 
degradação e oxidação da matéria orgânica. 
 
a.6 Substâncias tóxicas – podem causar efeito tóxico e impedir certo grupo de bactérias 
de se multiplicarem. 
 
a.7 Carga orgânica – apesar de ser o substrato dos organismos pode ser um fator 
limitante. 
 
CINÉTICA DA OXIDAÇÃO DA MATÉRIA ORGÃNICA 
 
As reações aeróbias para estabilização da matéria orgânica carbonácea comportam-se em 
sistema fechado em uma seqüência na qual predominam dois mecanismos: 
♦ Síntese (anabolismo) – no início a matéria orgânica presente no resíduo líquido é 
utilizada pelos microrganismos para suas atividades metabólicas de crescimento, 
predominando, portanto as atividades de síntese. 
 
 50
celularmaterialorgânicamatéria
EnergiaOHCONOHCONHOCH +++→++ 22275232 6338 
 
♦ Respiração endógena (catabolismo) – quando a matéria orgânica encontra-se quase 
totalmente removida, a principal fonte de alimento para o microrganismo passa a ser seu 
próprio protoplasma celular, predominam os mecanismos de auto-oxidação ou respiração 
endógena. 
 
celularmaterial
EnergiaOHNHCOONOHC +++→+ 2322275 255 
 
 
 
 
 
O conceito da DBO, representando tanto a matéria orgânica quanto o consumo de 
oxigênio, pode ser entendido por estes dois ângulos distintos: 
♦ DBO remanescente – concentração de matéria orgânica remanescente na massa líquida 
em um dado instante, expresso em termos de oxigênio; 
♦ DBO exercida – oxigênio consumido para estabilizar a matéria orgânica até este 
instante. 
 
 51
 
 
As duas curvas são simétricas, em imagem de espelho: 
 
♦ No tempo igual a zero, a matéria orgânica se apresenta em sua concentração total, 
enquanto o oxigênio consumido é zero; 
♦ Com o passar do tempo, a matéria orgânica remanescente vai se reduzindo, implicando 
no aumento do consumo de oxigênio. Após um período de dias a matéria orgânica está 
toda estabilizada (DBO remanescente igual a zero) e o oxigênio está todo exercido (DBO 
exercida). 
 
A cinética da remoção da matéria orgânica é freqüentemente modelada como uma reação 
de primeira ordem que é aquela na qual a taxa de mudança de concentração de uma 
substância é proporcional à primeira potência da concentração. 
 
KS
t
S
−=
∆
∆ 
 
Onde: S – concentração do substrato (DBO) remanescente (mg/L) 
 t – tempo (dia) 
 K – coeficiente de reação (dia-1) 
 
 52
Reator de fluxo pistão: 
KteSS −= 0 
 
Reator de mistura perfeita: )1(
0
Kt
SS
+
= 
 
 
PRINCÍPIOS DO CRESCIMENTO BACTERIANO 
 
Síntese e respiração endógena 
 
Os microrganismos heterotróficos utilizam a matéria orgânica como uma forma de energia 
condensada, necessária para os seus diversos processos metabólicos, incluindo crescimento 
e reprodução. Com a utilização do oxigênio (condições aeróbias) ou outro receptor de 
elétrons (nitrato em condições anóxicas) estes organismos realizam a oxidação da matéria 
orgânica, com a produção de mais material celular (crescimento e reprodução) e liberação 
de energia. 
 
Caso o substrato disponível se tornar escasso (tratamento de esgotos), os organismos 
passam a necessitar buscar outras fontes de matéria orgânica, ou de energia condensada. O 
principal substrato diretamente disponível é seu próprio prtoplasma e eles passam a fazer 
uso. 
 
Curva de Crescimento bacteriano 
 
O principal modo de reprodução das bactérias é por fissão binária, quando a célula atinge 
um determinado tamanho divide-se em duas, as quais irão gerar novas células 
progressivamente até 2n. Assim, ao inocular um volume líquido com uma certa quantidade 
de células bacterianas e uma quantidade limitada de substrato, o número de bactérias 
presentes ao longo do tempo progredirá segundo uma curva típica de crescimento 
bacteriano (escala vertical logarítimica). 
 
 53
 
♦ Fase de adaptação – período de adaptação enzimática das bactérias ao substrato 
fornecido. 
♦ Fase de crescimento exponencial – as células se dividem numa taxa constante, plotado 
em escala logarítmica o número de células cresce linearmente. 
♦ Fase estacionária – o alimento começa a escassear no meio, a taxa de crescimento é 
igual a taxa de mortandade. Assim o número de células se mantém temporariamente 
constante. 
♦ Fase de declínio ou mortandade – a disponibilidade de substrato no meio é bastante 
reduzida, nestas condições, prevalecem as características da respiração endógena. 
 
CINÉTICA DO CRESCIMENTO BACTERIANO 
 
1. Crescimento bruto específico – o crescimento bacteriano pode ser expresso em 
função da própria concentração de bactérias em um dado instante no reator. 
 
X
t
X
µ=
∆
∆
 
 54
 
Onde: X – concentração de microrganismos no reator (SSV) (mg/L) 
 µ - taxa de crescimento específica (dia-1) 
 t – tempo (dias) 
Quando o substrato apresenta-se em baixa concentração, a taxa de crescimento é 
proporcionalmente reduzida. A matéria carbonácea é, nos esgotos, usualmente o fator 
limitante do crescimento. 
 
Monod, em seus clássicos estudos com culturas bacterianas, apresentou uma relação da 
taxa de crescimento específico em função da concentração do substrato: 
 
SKs
S
máx +
µ=µ 
 
Onde: µmáx – taxa de crescimento específica máxima (dia-1) 
 S – concentração do substrato ou nutriente limitante (mg/L) 
 KS – constante de saturação, a qual é definida com a concentração do substrato para 
a qual µ=µmáx/2 (mg/L) 
 
Nutriente limitante é aquele que, caso seja reduzida sua concentração, implicará num 
decréscimo da taxa de crescimento populacional. Por outro lado, caso a concentração de S 
principie a aumentar, a população de microrganismos aumentará. No entanto, caso S 
continue a aumentar, chegará a um ponto em que passará a ser tão concentrado no meio, 
não mais sendo limitante para o crescimento populacional. 
 
Coeficiente de saturação KS – quando a concentração de substrato no meio é igual a KS 
(KS =S) o termo S/KS+S torna-se igual a 1/2. 
 
 55
 
 
 
 
 
Para o tratamento aeróbio (Metcalf & Eddy, 1991): 
µmáx = 1,2 a 6 d-1 
KS = 25 a 100 mgDBO/L 
KS = 15 a 70 mgDQO/L 
 
Para o tratamento anaeróbio (van Haandel e Lettinga, 1994): 
µmáx = 2 d-1 (bactérias acidogênicas) 
µmáx = 0,4 d-1 (bactérias metanogênicas) 
KS ≈ 200 mg DQO/L (bactérias acidogênicas) 
KS ≈ 50 mg DQO/L (bactérias metanogênicas) 
 
♦ Concentração relativa de substrato elevada 
S>>KS – reação aproximadamente de ordem zero, a taxa de crescimento independe de S 
 
♦ Concentração relativa de substrato baixa 
S<< KS – reação aproximadamente de primeira ordem, a taxa de crescimento depende de 
S (diretamente proporcional) 
 56
 
 
2. Decaimento bacteriano 
 
XK
t
X
d .−=∆
∆ 
 
Onde: Kd – coeficiente de respiração endógena (dia-1) 
 
♦ Para o tratamento aeróbio 
 Kd – 0,03 a 0,08 mg SSV/ mgSSV. Dia (base DBO) 
 Kd – 0,05 a 0,12 mg SSV/ mgSSV. Dia (base DQO) 
 
2. Crescimento líquido – A taxa de crescimento líquido é igual à taxa de crescimento 
bruto menos a taxa de mortandade das bactérias. 
 XKX
t
X
d−µ=∆
∆ 
 
ou 
 
XKX
SK
S
t
X
d
S
máx −+
µ=
∆
∆ 
 
 
 
PRODUÇÃO DE SÓLIDOS 
 
1. Produção bruta – o crescimento bacteriano pode ser expresso também em função 
do substrato utilizado. Quanto mais substrato for utilizado, maior a taxa de crescimento 
bacteriano. 
 
Taxa de crescimento bacteriano = Y . taxa de remoção de substrato 
 
 57
t
SY
t
X
∆
∆
=
∆
∆ 
 
 
Onde: X – concentração de microrganismos (SSV) (mg/L) 
 Y – coeficientede produção celular (g/g) 
 
♦ Tratamento aeróbio: 
 Y= 0,4 a 0,8 g SSV/g DBO removida (Metcalf e Eddy, 1991) 
 Y = 0,3 a 0,7 g SSV/g DQO removida ( EPA, 1993) 
 
♦ Tratamento anaeróbio: 
 Y= 0,15 g SSV/g DQO removida ( Bactérias acidogênicas) (van Haandel e Lettinga, 
1994) 
Y= 0,03 g SSV/g DQO removida ( Bactérias metanogênicas) (van Haandel e Lettinga, 
1994) 
 
 
2. Produção Líquida 
 
XK
t
SY
t
X
d−∆
∆
=
∆
∆ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 58
5.3.3.1 TIPOS DE TRATAMENTO 
O tratamento biológico pode ser classificado quanto a: 
a) Presença ou ausência de oxigênio dissolvido livre no meio: organismos aeróbios e 
organismos anaeróbios; 
b) A biomassa: fixa e suspensa 
c) Tipo de fluxo nos reatores: mistura completa, fluxo em pistão e fluxo disperso. 
 
5.3.3.1.1 PROCESSO BIOLÓGICO ANAERÓBIO DE TRATAMENTO 
Os processos anaeróbios são fenômenos associados á degradação da matéria orgânica, 
presente em despejos, na completa ausência de oxigênio livre no meio. Isso cria condições 
favoráveis ao desenvolvimento de microrganismos de metabolismo anaeróbio e a 
estabilização da matéria orgânica se dá pelo processo de digestão anaeróbia. 
 
A digestão anaeróbia pode ser dividida em: 
1. Hidrólise: o material particulado é convertido em compostos dissolvidos de menor peso 
molecular 
2. Acidogênese: os compostos dissolvidos gerados na hidrólise são absorvidos nas células 
bacterianas fermentativas e excretados como substâncias orgânicas simples como ácidos 
graxos voláteis, álcoois, ácido lático e compostos minerais como: CO2, H2, NH3, H2S 
3.Acetogênese: é a conversão dos produtos da acidogênese em compostos que formam os 
substratos para a síntese do metano: acetato, hidrogênio e dióxido de carbono. 
4. Metanogênese: O metano é produzido pelas bactérias acetotróficas a partir da redução 
do ácido acético ou pelas bactérias hidrogenotróficas a partir da redução do dióxido de 
carbono. 
a) metanogênese acetotrófica: 
243 COCHCOOHCH +→ 
b) metanogênese hidrogenotrófica: 
OH2CHCOH4 2422 +→+ 
 
Os tratamentos anaeróbios se classificam quanto a: 
A) Fixação dos micorganismos – os microrganismos aderem à superfícies fixas (leito 
fixo) ou móveis: filtros anaeróbios (fixa) e leitos fluidizados. 
 59
B) Tipo de estruturas dos agregados de microroganismos: Na floculação os 
microrganismos formam microestruturas em formato de flocos microestruturas e na 
granulação as microestruturas são em formato de grânulos: lagoas anaeróbias e digestores 
anaeróbios; reator anaeróbio de fluxo ascendente. 
c) A carga orgânica: 
Baixa taxa - tanques sépticos, digestor anaeróbioAlta taxa - Filtros anaeróbios, digestores 
anaeróbios, reatores anaeróbios de fluxo ascendente (UASB), lagoas de estabilização 
anaeróbias: 2 a 5 dias, prof. (2-5m), remoção de 50 a 70% 
 
 
 
 
 60
♦ Tanque séptico de câmara única 
 
 
 
 
 
♦ Filtro anaeróbio 
 
 
 
 
 
 61
 
 
♦ Digestor anaeróbio de fluxo ascendente (UASB) 
 
 
 
 
 
DIMENSIONAMENTO DE TANQUES SÉPTICOS 
 
NBR 13969 – ABNT/CB – 02 Construção Civil – Tanques sépticos – unidades de 
tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – projeto, construção e 
operação – 30/09/1997. 
 
A norma oferece alternativas de procedimentos técnicos para o projeto, construção e 
operação de unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos 
de tanque séptico, dentro do sistema de tanque séptico para o tratamento local de esgotos. 
As alternativas aqui citadas devem ser selecionadas de acordo com as necessidades e 
condições locais onde é implantado o sistema de tratamento, não havendo restrições quanto 
 62
à capacidade de tratamento das unidades. Conforme as necessidades locais, as alternativas 
citadas podem ser utilizadas complementarmente entre si, para atender ao maior rigor legal 
ou para efetiva proteção do manancial hídrico, a critério do orgão fiscalizador competente. 
 
Definição: são câmaras convenientemente construídas para deter os despejos domésticos, 
por um período de tempo estabelecido de modo a permitir a decantação dos sólidos e 
retenção do material orgânico contido nos esgotos, transformando-os, bioquimicamente, 
em substâncias e compostos mais simples e estáveis. 
 
Funcionamento: pode ser considerado nas seguintes fases: 
♦ Retenção – o esgoto é retido na fossa por um período que pode variar de 12 a 24 horas, 
dependendo das contribuições afluentes. 
♦ Decantação – sedimenta de 60 a 70% dos sólidos em suspensão contidos nos esgotos, 
formando-se o lodo. A parte não decantada é retida na superfície líquida, normalmente 
denominados de escuma. 
♦ Digestão – Ambos, lodo e escuma são digeridos por bactérias anaeróbias, provocando 
uma liberação de gases como H2S, NH3, CH4 e CO2. 
 
Dimensionamento: 
 
O ranque séptico deverá ser projetado de modo que suas dimensões atendam à descarga 
afluente e permita manutenção prática e econômica. 
 
Volume: 
 
321 VVVV ++= 
onde: 
V1 – volume decorrente do tempo de retenção hidráulica: NCTV =1 
N – número de contribuintes; 
C – contribuição em litros por pessoa, por dia; 
T – período de retenção em dias 
 
V2 – volume decorrente do período de armazenamento do lodo 
 63
V3 – volume correspondente ao lodo em digestão 
 
Contribuição: no cálculo de contribuição de despejos deve ser observado: 
a) O número de pessoas atendidas não pode ser inferior a 5; 
b) Consumo total de água (tabela 1); 
c) Nos prédios em que houver contribuintes permanentes e temporários, o volume 
total da contribuição é a soma dos volumes correspondentes a cada um dos casos; 
d) Período de detenção dos despejos para prédios residenciais, hotéis, quartéis e 
hospitais – 24 horas 
 
 
 
 
Tabela 1 – Contribuições unitárias de esgotos (C) e de lodo fresco (Lf) por tipo de prédio e 
de ocupantes 
Contribuição (L/dia) Prédio Unidade 
Esgotos (C) Lodo fresco 
(lf) 
1- Ocupantes permanentes 
Hospitais 
Apartamentos 
Residências 
Escolas – internatos 
Casas populares – rurais 
Hotéis sem cozinha e lavanderia 
Alojamento provisório 
 
Leito 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
 
250 
200 
150 
150 
120 
120 
80 
 
1,00 
1,00 
1,00 
1,00 
1,00 
1,00 
1,00 
2 – Ocupantes temporários 
Fábricas em geral 
Escritórios 
Edifícios públicos ou comerciais 
Escolas - externatos 
Restaurantes e similares 
Cinema, teatro e templos 
 
Operário 
Pessoa 
Pessoa 
Pessoa 
Refeição 
lugar 
 
70 
50 
50 
50 
25 
2 
 
0,30 
0,20 
0,20 
0,20 
0,10 
0,02 
 64
 
 
Volume mínimo da câmara de decantação – 500 litros 
Período de armazenagem do lodo digerido – mínimo de 10 meses ou 300 dias 
Período de digestão do lodo – 50 dias 
 
Tabela 2 – Período de retenção (T) 
Período de retenção (TR) Contribuição ( L/dia) 
Horas Dias 
Até 6000 
6000 a 7000 
7000 a 8000 
8000 a 9000 
9000 a 10000 
10000 a 11000 
Acima de 14000 
24 
21 
19 
18 
17 
16 
12 
1 
0,875 
0,790 
0,75 
0,71 
0,67 
0,50 
 
 
Coeficiente de redução de volume decorrente da digestão anaeróbia são adotados: 
a) lodo digerido ...................................................R1 = 0,25 
b) lodo em digestão .............................................R2 = 0,50 
 
Cálculo do volume útil: 
 
Adotando-se os valores mínimos considerados: 
Ta – 300 dias (aproximadamente um ano entre cada limpeza) 
Td – 50 dias (período de digestão do lodo) 
R1 – 0,25 – coeficiente de redução do volume do lodo digerido 
R2 – 0,50 – coeficiente de redução do volume do lodo em digestão 
 
 
( )LfCTNV 100+= 
 
 65
Tipos e formas: 
a) Fossa séptica de câmara única 
b) Fossa séptica de