Trabalho de Sistema de tratamento para água e seus efluentes (1)

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINTER INTERNACIONAL
TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS
FÁBIO GERMANO DA SILVA
RU:3590527
TRABALHO DE SISTEMAS DE TRATAMENTO PARA ÁGUA E SEUS EFLUENTES
JOINVILLE-SC
2023
INTRODUÇÃO
A crescente preocupação das autoridades constituídas e da sociedade em geral com as relações HOMEM x MEIO AMBIENTE fez com que os vários segmentos econômicos adotassem medidas de controle com relação aos despejos industriais, agrícolas e urbanos.
Quase todos os dias são noticiados fatos relativos à agressão do meio ambiente ou sobre soluções, desenvolvimento tecnológico etc.
Muitos países desenvolvidos criaram inclusive artifícios para barrar a importação de produtos industriais cujos países não apresentam comprometimento ambiental. é o caso dos países da Comunidade Econômica Europeia (CEE), com a criação do selo verde, necessário obter-se para poder exportar para os países da CEE. Mais recente temos as normas da série ISO 14.000, que também estão contribuindo para que várias indústrias adotem sistemas de tratamento de seus dejetos em um curto espaço de tempo.
A implantação de sistemas de tratamento de efluentes não resolve o problema em definitivo – deve-se buscar constantemente o aperfeiçoamento das técnicas de tratamento empregadas e a formação técnica para os profissionais ligados direta e indiretamente às emissões e ao tratamento dos efluentes gerados.
 Tratar um efluente, que é nome dado para resíduo líquido que uma indústria libera, não é uma tarefa simples e nem possui um só método, vários e diferentes processos, cada um possuindo uma particularidade para o efluente em questão. Conforme efluentes industrias (2015), em um primeiro instante, pode-se concluir que são simples os procedimentos e atividades de controle de cada tipo de efluente na indústria, contudo as diferentes composições físicas, biológicas e químicas, as variações de volumes produzidos em relação ao tempo do processo produtivo, a potencialidades de toxicidade e os diversos pontos de geração na mesma unidade de processamento aconselham que os efluentes sejam caracterizados, quantificados, tratados e acondicionados de forma correta antes de serem devolvidos ao meio ambiente. As empresas criam planos de gestão de efluentes conforme as suas necessidades, mas principalmente “devido às determinações da legislação ambiental; ao desejo de consolidar uma imagem positiva do empreendimento e a uma mudança positiva de concepção no que diz respeito ao tratamento adequado dos dejetos”. (POR QUE EMPRESAS, 2014). O principal problema é a variação que os resíduos líquidos sofrem de empresa para empresa, as características físicas, químicas e biológicas dependem do tipo de indústria, da matéria-prima, do destino da água, e isso muda a forma de tratamento necessária. Com tantas opções e divergências, as empresas precisam fazer um estudo acerca de todos esses fatores, para depois chegarem à conclusão de qual a melhor forma para tratar seu efluente e não agredir o meio ambiente, além de condizer com a legislação ambiental. Diante disso, foi levantado o seguinte problema: Quais são as formas de tratar os efluentes líquidos industriais? Para auxiliar os resultados foram levantadas as seguintes questões: Como se chega à conclusão de qual a melhor forma de tratar um efluente em especial? Para que existe o tratamento de efluentes industriais e o que incentiva a empresa a tratar o seu efluente? O que é feito com o efluente depois de tratado? Os objetivos da pesquisa consistiram em descobrir como a empresa chega à conclusão de qual a melhor forma de tratar um efluente em especial, os motivos da existência do tratamento de efluentes industriais e o que incentiva a empresa a tratar o seu efluente, além de saber o que é feito com o efluente depois de tratado. O tratamento de efluentes tem uma importância significativa para o meio ambiente. Quando não são tratados, resíduos líquidos industriais geram problemas imensos, relacionados a doenças infecciosas e degradação de corpos receptores.
 A implantação de sistemas de tratamento de efluentes não resolve o problema em definitivo – deve-se buscar constantemente o aperfeiçoamento das técnicas de tratamento empregadas e a formação técnica para os profissionais ligados direta e indiretamente às emissões e ao tratamento dos efluentes gerados.
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PROCESSO DE AUTODEPURAÇÃO DOS CURSOS D´ÁGUA
Provavelmente você concorda que o efluente deve ser tratado, mas você sabe por quê?
para evitar a transmissão de doenças por meio da água contaminada;
para preservar e proteger o ambiente aquático e as diversas formas de vida que dele dependem.
O homem muitas vezes lança seus resíduos diretamente em rios, lagos e mares que servem de corpos receptores, esperando que a natureza se encarregue de depurá-los. Isto realmente ocorre.
O processo de autodepuração mantém o corpo receptor limpo e benéfico aos seres vivos, enquanto a carga poluente não for muito grande.
Se muita carga poluente for lançada na água, a autodepuração natural não será capaz de manter a situação original e condições inconvenientes para a sobrevivência dos seres aquáticos serão geradas no corpo receptor.
Todas as formas de vida aquática originais podem ser exterminadas e o corpo receptor fica inadequado para uso humano.
Quando um efluente líquido, com um alto teor de matéria orgânica é descartado em um curso d’água, profundas alterações ocorrem neste sistema.
A matéria orgânica propicia uma intensa proliferação bacteriana, originando uma enorme população de bactérias aeróbias que utilizam o oxigênio dissolvido no meio para se alimentar dessa matéria orgânica, mantendo estável o seu metabolismo.
A restauração do oxigênio dissolvido é promovida pela aeração superficial e pela atividade de organismos fotossintetizantes. Estes, porém, são raros nesta fase, devido normalmente à elevada turbidez da água nestes pontos, o que impede a penetração da luz e, consequentemente, a fotossíntese.
Assim, o oxigênio dissolvido pode ser totalmente consumido pelas bactérias, fungos e demais organismos aeróbios, instalando-se condições de anaerobiose (falta de oxigênio), em toda a massa líquida, ou pelo menos nos pontos de maior concentração de lodo orgânico.
PROCESSO DE TRATAMENTO – FÍSICO-QUÍMICO
Estação elevatória: 
São tanques de contenção para armazenar o efluente bruto (industrial e sanitário).
Bombas utilizadas: bomba Nemo e uma bomba de deslocamento positivo. Modelo NMO15BW02512B. 
Fabricante: NETZSCH
Foto 1: Estação elevatória
Gradeamento:
Processo para remoção de material grosseiro em suspensão, objetos flutuantes etc., com a finalidade de proteger bombas, válvulas de retenção, tubulações e demais equipamentos.Figura 2: Gradeamento
Equalização:
Tem como objetivo regularizar a vazão que deve ser o mais uniforme possível nas unidades subsequentes e homogeneizar o efluente, tornando-o mais uniforme em relação aos principais parâmetros (pH, temperatura, cor, turbidez, entre outros).
Variações bruscas de vazão, pH ou concentração de determinado poluente podem interferir de maneira negativa no funcionamento das demais unidades de tratamento (aplicação de cargas de choque).
Figura 3: Tanque de equalização
Obs: o tubo verde contém efluente industrial tratado
Flotação:
É injetado ar comprimido na tubulação, onde este ar causa microbolhas, fazendo com que graxas, óleos e sólidos leves elevem-se à superfície. Este tanque contém uma pá raspadora, fazendo com que este material flotado vá para um tanque de armazenamento.Figura 4: tanque de flotação
Figura 5: Tanque de material flotado
Tanque de neutralização:
Este tanque tem como objetivo fazer com que o pH ácido se junte a uma base, assim ocorrendo um equilíbrio de pH, chamado neutralização.
Figura 6: Tanque de neutralização.
Tanque de floculação em dois estágios:
Chama-se dois estágios pelo fato de que, no primeiro estágio, há a adição de cal para que o pH atinja 10.50para precipitar os metais pesados. No segundo estágio, há a adição de sulfato de alumínio e polímeros, onde estes auxiliam no agrupamento das partículas, para que estas formem flocos maiores e possam decantar pelo seu próprio peso.
Decantador:
É o equipamento destinado a promover a separação de uma suspensão de partículas sólidas ou flocos, diluídos em meio líquido, pela ação da gravidade. A fase sedimentada (lodo) poderá ser coprocessada ou enviada para o aterro industrial após desaguamento, e a fase líquida, seguirá o tratamento de acordo com suas características.
Os decantadores podem ser classificados de acordo com sua finalidade (clarificadores ou espessa dores), quanto ao processo (em batelada ou contínuos), quanto à concentração da suspensão (sedimentação livre ou retardado) e quanto ao uso coadjuvante (natural ou forçada).
Figura 7: Decantador lamelar
Saída do líquido limpo
Zona de concentração
variável
Saída do lodo
Figura 8: Zonas de sedimentação em um sedimentador contínuo (industrial)
Alimentação
Líquido limpo
Zona de concentração uniforme
Zona de transição
Zona de
Espessamento
Adensador de lodo:
É um tanque cilíndrico contendo uma pá raspadora, fazendo com que o lodo seja adensado e a água saia pelo extravaso, em direção à equalização.
Figura 9: Adensador de lodo
Filtro prensa:
Neste equipamento a remoção de água é feita forçando-se a água do lodo sob alta pressão, expulsando-a da torta. Em termos de vantagens do uso do filtro prensa, este proporciona uma alta concentração da torta de sólidos e boa clarificação do filtrado. Suas desvantagens são a complexidade mecânica, alto custo com produtos químicos, operação e duração do tecido filtrante.
Os filtros prensam são compostos de uma série de pratos metálicos suspendidos por barras laterais. O lodo é bombeado para dentro da câmara sob pressão para os canais de alimentação de cada prato.
Neste processo o ciclo operacional varia entre 3 e 5 horas, e os fatores mais relevantes para a velocidade de filtração são: escolha dos tecidos de filtro e suas condições de uso, pressão de bombeamento, filtrabilidade do teor de sólidos secos do lodo.
O líquido filtrado retorna ao tanque de equalização.
Figura 10: filtro prensa
PROCESSO DE TRATAMENTO - BIOLÓGICO
O processo de tratamento adotado nesta estação consiste no sistema “Lodos Ativados”. 
Neste sistema, as bactérias são os consumidores primários, ou seja, são os responsáveis pela degradação da matéria orgânica. Os protozoários utilizam as bactérias como base nutricional, que por sua vez irão constituir a base nutricional dos micros metazoários.
A principal característica deste processo é a formação de aglomerados de micro-organismos (flocos), que é importante na separação do lodo formado. A quantidade de bactérias filamentosas tem um papel fundamental na floculação do lodo.
A floculação bacteriana é consequência direta da operação do biorreator, que promove condições de stress nutricional, conduzindo à menor atividade das células no sistema, ou induzindo ao metabolismo endógeno celular. A baixa atividade das bactérias favorece a floculação no biorreator, bem como a auto oxidação das células, o que em certo grau auxilia na diminuição da massa celular.
Tanque de aeração:
É o tanque onde ocorre a degradação da matéria orgânica. Os micro-organismos e bactérias existentes no efluente sanitário ficam concentrados neste tanque, que recebe ar por meio de difusores submersos no líquido e tubulações distribuidoras de ar. O ar é introduzido próximo ao fundo do reator biológico para evitar a sedimentação do lodo e fornecer o oxigênio necessário.
Figura 11: Tanque de aeração
 
Decantador:
Tanque onde ocorre a sedimentação do material degradado.
Após permanecer por aproximadamente 36 horas no tanque de aeração, o efluente é encaminhado, por gravidade, até o decantador, para que haja a separação entre as fases sólida e líquida (efluente tratado). O efluente tratado sai pelas arestas da calha Parshall. Parte do material sedimentado retorna para o tanque de aeração (o que caracteriza o sistema de lodos ativados) e outra parte é encaminhada ao adensador, para compactação e posterior filtragem.
Figura 12: Decantador biológico
A vazão da estação é de aproximadamente 10m3/h.
· Lodo gerado:
Resíduo final gerado nos processos físico-químico e biológico após a prensagem.
Este resíduo será destinado ao aterro industrial 
Figura 13: caçamba de lodo
· Calha Parshall:
A calha Parshall é utilizada para medir a vazão do efluente tratado que é lançado no corpo receptor (rio). Este equipamento é instalado na saída do efluente final e a leitura da vazão é feita por meio da visualização de régua instalada na parte interna do medidor, que mostra o resultado em metros cúbicos por hora (m3/ h).
Figura 14: calha parshall
CONCLUSÃO
 Tecnólogo Processos Químicos, cabe a ele planejar, gerenciar e realizar ensaios e análises laboratoriais, bem como interpretar os resultados, especificar e selecionar os métodos e as técnicas mais adequadas à condução de processos de uma unidade industrial e fazer vistoria, avaliação e parecer técnico em sua área de atuação.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Apostila “Curso de Tratamento de Efluentes” – SENAI, 2002.
Fundação Estadual de engenharia do Meio Ambiente (Rio de Janeiro) Manual do meio ambiente métodos FEEMA. Rio de Janeiro, 1983.134p.
Von Sperling,M.Introdução á qualidade das aguas e o tratamento de esgotos.2.ed.Belo horizonte:Universidade Federal de Minas Gerais,Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental,1996.Metcalf e Eddy.Wastewater engineerig treatment disposal.
GONÇALVES, R. F.; BRANDÃO, J. T.; BARRETO, E. M. Viabilidade econômica da regeneração do sulfato de alumínio de lodos de Estações de Tratamento de Águas. In: 20º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL, II – 045, 1999, RIO DE JANEIRO: ABES RIO, 1999, p – 1298 – 1306.
ATIVIDADE PRÁTICA REALIZADA COM SIMULADOR VIRTUAL MINIESTAÇÃO DE ÁGUA
1) Qual o objetivo da prática realizada? Justifique.
R: O objetivo da prática da Miniestação de tratamento de água é ter uma ideia do funcionamento de um ETA. Foram manuseados alguns tipos de equipamentos como PH metro, turbidimetro e JAR teste. Também foram realizadas algumas análises de PH e turbidez.
Jar teste ter como objetivo mostra a determinação da melhor concentração do coagulante sulfato de alumínio AL2(SO4)3, para o controle da cor e turbidez, o teste se mostra em uma simulação das condições de uma estação de tratamento ETA, mistura rápida, mistura lenta e a decantação.
 A estação de tratamento tem como objetivo garantir os padrões de potabilidade ao consumo humano.
2) Porque ocorre a alteração do pH, após o tratamento e após o decantador?
R:O afluente que saiu do controlador de vazão, foi para recipiente depois para calha parshall onde recebeu alguns produtos químicos como hidróxido de sódio, sulfato de alumínio, polímero (catiônico e aniônico) e hipoclorito de sódio. Esse processo é chamado de coagulação, tem como objetivo promover condições para agregar a matéria orgânica suspensa e coloidal. Esses sais como (sulfato de alumínio) entre outros consume muita alcalinidade da água, fazendo se necessário posterior correção de PH afim de atender ao padrão de potabilidade.
3) Qual a função da adição de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) e do hidróxido de sódio (NaOH)?
R:A função sulfato de alumínio AL2(SO4)3 é ser um agente coagulante, isso se deve à sua capacidade de remover impureza e clarificar a água. O sulfato de alumínio é um produto fornece íons que neutraliza as cargas elétricas das partículas dispersas na água, causando sua precipitação.
Já Hidróxido de sódio é responsável pela precipitação química, desestabilizando as cargas dos elementos tornando-os insolúveis e precipitáveis, como também pode ser utilizando como neutralizando corrigindo seu PH.
4) Qual a funçãoda determinação da turbidez da água ou do efluente? Quais os limites estabelecidos no Brasil?
R:A determinação nefelometria da turbidez é utilizada nas atividades de controle da poluição hídrica e verificação de parâmetros físicos da água potável.
Turbidez pode ser definida com uma medida do grau de interferência a passagem da luz através do líquido. A turbidez em termos práticos é a redução da transparência da água devido à presença de matérias em suspensão. Essa medida é feita através do turbídimetro que compara o espelhamento de feixe de luz ao passar pela amostra. Quanto maior espelhamento maior será turbidez.
Os valores de turbidez são expressos, normalmente, em Unidades Nefelométricas de turbidez-UNT, ou mg/L de SIO2(Miligramas por litro de sílica).
No Brasil a norma de potabilidade da água classe I, CONAMA 357/05, valor máximo permitindo 5.0 NTU. Já efluente dispõe de uma norma sobre sua condição e padrões de lançamento Conama 430/11, valor máximo permitindo para efluente classe II 100 NTU.
5) Qual a função da calha de floculação?
R:A floculação é o processo pelo qual as partículas (coágulos formados) se aglutinam em pequenos massas, (cujo peso específico é maior que a água), formados flocos. Caracteriza-se pelo transporte de partículas dentro do líquido através de um processo de mistura lenta. Então eles se tocam, formando um coágulo poroso (floco). Durante esse processo, partículas instáveis colidem entre si e formam coágulos maiores (flocos).
Abaixo algumas imagens simulador virtual mini estação de água
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