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ACESSE AQUI ESTE MATERIAL DIGITAL! WENDELL ENGELMANN SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES LÍQUIDOS Coordenador(a) de Conteúdo Carla Simone Grassmann Projeto Gráfico e Capa Arthur Cantareli Silva Editoração Isabella Santos Magalhães Lavígnia da Silva Santos Design Educacional Maíra Rocha. Revisão Textual Harry Wiese Ilustração Andre Luis Azevedo da Silva Eduardo Aparecido Alves Geison Ferreira da Silva Realidade Aumentada Nome do Programador Fotos Shutterstock e Envato Impresso por: Bibliotecária: Leila Regina do Nascimento - CRB- 9/1722. Ficha catalográfica elaborada de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a). Núcleo de Educação a Distância. ENGELMANN, Wendell. Sistema de Tratamento de Águas e Efluentes Líquidos / Wendell Engelmann. - Florianópolis, SC: Arqué, 2024. 288 p. ISBN papel 978-65-6137-439-2 ISBN digital 978-65-6137-440-8 1. Sistema 2. Tratamento 3. Líquidos 4. EaD. I. Título. CDD - 628.162 EXPEDIENTE FICHA CATALOGRÁFICA N964 03506863 RECURSOS DE IMERSÃO Utilizado para temas, assuntos ou con- ceitos avançados, levando ao aprofun- damento do que está sendo trabalhado naquele momento do texto. APROFUNDANDO Uma dose extra de conhecimento é sempre bem-vinda. Aqui você terá indicações de filmes que se conectam com o tema do conteúdo. INDICAÇÃO DE FILME Uma dose extra de conhecimento é sempre bem-vinda. Aqui você terá indicações de livros que agregarão muito na sua vida profissional. INDICAÇÃO DE LIVRO Utilizado para desmistificar pontos que possam gerar confusão sobre o tema. Após o texto trazer a explicação, essa interlocução pode trazer pontos adicionais que contribuam para que o estudante não fique com dúvidas sobre o tema. ZOOM NO CONHECIMENTO Este item corresponde a uma proposta de reflexão que pode ser apresentada por meio de uma frase, um trecho breve ou uma pergunta. PENSANDO JUNTOS Utilizado para aprofundar o conhecimento em conteúdos relevantes utilizando uma lingua- gem audiovisual. EM FOCO Utilizado para agregar um conteúdo externo. EU INDICO Professores especialistas e con- vidados, ampliando as discus- sões sobre os temas por meio de fantásticos podcasts. PLAY NO CONHECIMENTO PRODUTOS AUDIOVISUAIS Os elementos abaixo possuem recursos audiovisuais. Recursos de mídia dispo- níveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem. 4 205U N I D A D E 3 SISTEMAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206 TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO DE LODOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234 REÚSO DA ÁGUA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .260 7U N I D A D E 1 A ÁGUA NA NATUREZA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 POLUIÇÃO E CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 TRATAMENTO DAS ÁGUAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70 103U N I D A D E 2 CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104 PROCESSOS FÍSICO-QUÍMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140 PROCESSOS BIOLÓGICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168 5 SUMÁRIO UNIDADE 1 MINHAS METAS A ÁGUA NA NATUREZA Entender a distribuição global da água na Terra e sua importância para a vida. Explorar os processos do ciclo hidrológico e como influenciam os recursos hídricos. Reconhecer os diversos usos da água, desde abastecimento até atividades industriais e agrícolas. Conhecer as impurezas presentes na água e suas fontes. Examinar os parâmetros de qualidade da água, como físicos, químicos e biológicos, para garantir a segurança. Utilizar os parâmetros na prática, enfocando situações comuns e desafios específicos de diferentes contextos. Compreender e aplicar requisitos e padrões de qualidade da água, promovendo práticas sustentáveis e conformidade regulatória. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 1 8 INICIE SUA JORNADA A água, líquido vital que sustenta a vida em nosso planeta, enfrenta desafios signi- ficativos na contemporaneidade. A crescente demanda populacional, as mudan- ças climáticas e a poluição desenfreada têm colocado em xeque a disponibilidade e qualidade desse recurso tão precioso. VOCÊ SABE RESPONDER? Como garantir a preservação da água em meio a um cenário de degradação ambiental e crescente escassez? Além disso, por ser um elemento essencial para todos os seres vivos, desempenha um papel fundamental nos ecossistemas naturais: ela molda paisagens, regula o clima e proporciona habitat para diversas formas de vida. No entanto, a urba- nização descontrolada, o desmatamento e a contaminação dos corpos d’água ameaçam comprometer esse equilíbrio delicado, impactando diretamente a bio- diversidade e a qualidade de vida. Diante da complexidade da crise hídrica, é imperativo repensar nossos há- bitos e políticas. Convido você a fazer uma reflexão individual e coletiva sobre o modo como utilizamos a água. É o primeiro passo para uma gestão mais sustentá- vel desse recurso. O engajamento comunitário, a educação ambiental e a cobrança por políticas públicas eficientes são elementos-chave para reverter a trajetória de degradação. A água, outrora vista como um recurso abundante, demanda agora nossa atenção e cuidado para garantir sua preservação para as gerações futuras. Em síntese, a água na natureza representa não apenas uma fonte de vida, mas também um indicador da saúde do planeta. A abordagem holística para a gestão desse recurso requer ações concertadas em níveis individual, comunitário e go- vernamental. O desafio é imenso, mas a urgência em preservar a água transcende fronteiras, unindo esforços para garantir um futuro sustentável para todos os habitantes deste planeta azul. UNIASSELVI 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 DESENVOLVA SEU POTENCIAL DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA TERRA Estudante! Mergulhe nas águas do conhecimento com o podcast “Panorama da água no Brasil: entre desafios e soluções”. Descubra os desafios enfrentados pelo Brasil em relação à água e as soluções emergentes para garantir a sustentabili- dade desse recurso vital. Uma jornada que ampliará sua compreensão sobre o panorama hídrico do nosso país. Não perca esse mergulho informativo! Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? Explore e relembre a relação fundamental entre a água e a vida na Terra, desde a sua importância para o equilíbrio dos ecossistemas, passando pela influência no clima e meio ambiente, até a formação e sustentação da vida, além da importância da preservação dos recursos hídricos e a necessidade de uma gestão responsável da água para garantir a sustentabilidade. https://www.youtube.com/watch?v=TcIHhOCeMBg&ab_channel=PlanetaTerra. Cerca de 71% da superfície terrestre coberta por esse líquido precioso A água, elemento essencial à vida, está presente ao redor de todo o globo, moldando paisagens e influen- ciando ecossistemas de maneiras fascinantes. Com cerca de 71% da superfície terrestre coberta por esse líquido precioso, a distribuição da água na Terra é complexa e heterogênea, mas ainda assim consegue manter a vida por todo o planeta. 1 1 A maior parte da água na Terra está nos oceanos, quecomprometem a qualidade da água, afetando a vida aquática e aumentando os riscos à saúde pública, portanto, medidas urgentes e eficazes são necessárias para mitigar esses impactos e preservar a segurança hídrica para as gerações futuras. Agentes poluidores de origem natural Sob uma classificação panorâmica, os agentes poluidores naturais podem ser oriundos de: Sedimentação natural: a sedimentação natural, um fenômeno decorrente da erosão do solo e processos geológicos, desempenha um papel significativo na dinâmica dos ecossistemas aquáticos. À medida que partículas de solo e minerais são transportadas pela água e depositadas em corpos d’água, ocorre a sedimen- tação, afetando diretamente a qualidade da água. Este processo pode resultar em uma série de impactos, como o aumento da turbidez, a diminuição da transpa- rência da água e o assoreamento de rios e lagos. Além disso, a sedimentação pode prejudicar a vida aquática ao cobrir habitats e interferir na disponibilidade de luz para as plantas aquáticas. UNIASSELVI 4 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 Minerais e substâncias naturais: a presença de minerais e substâncias natu- rais nas águas, provenientes de processos geológicos e atividades naturais, é uma característica intrínseca dos ecossistemas aquáticos. Embora muitos desses mi- nerais sejam essenciais para a saúde dos ecossistemas, sua concentração excessiva pode desencadear impactos negativos na qualidade da água. Erupções vulcânicas, por exemplo, podem liberar minerais como enxofre e outros compostos químicos nas águas, alterando a composição química e influenciando a vida aquática. Metais dissolvidos Ferro, Manganês, Cálcio, Magnésio, Sódio, Potássio, Sílica Compostos orgânicos naturais Ácidos húmicos e fúlvicos, Substâncias húmicas, Compostos orgânicos alifáticos Gases dissolvidos Gás carbônico (CO2), Metano (CH4), Nitrogênio (N2) Microrganismos Bactérias, Vírus, Protozoários, Algumas espécies de algas Sólidos Sólidos em suspensão, Sólidos dissolvidos (sais), Sólidos sedimentáveis Substâncias radioativas (em águas subterrâneas a depender da geologia) Urânio, Tório, Rádio, Arsênio Substâncias dissolvidas (a depender da geologia) Fluoretos, Cloretos, Sulfatos Quadro 1 – Principais contaminantes naturais da água / Fonte: o autor. 5 1 A poluição resultante desses agentes (principalmente os de origem antrópica) tem impactos profundos nos ecossistemas aquáticos e na saúde humana. A perda de biodiversidade, a proliferação de algas nocivas e a contaminação da água potável são apenas alguns exemplos. O livro “Primavera Silenciosa”, de Rachel Carson (2010), destaca como os pesticidas afetam negativamente a vida aquática, aler- tando sobre a interconexão delicada entre a saúde ambiental e humana. Veja quais são os tipos de poluição da água (química, física e biológica) para melhor compreensão de sua classificação conforme o tipo de fonte poluidora. https://ar- voreagua.org/usos-da-agua/poluicao-da-agua/tipos-de-poluicao-da-agua-2 EU INDICO A poluição das águas, desencadeada por agentes de origem humana e natural, exige uma resposta urgente e coordenada. A preservação dos recursos hídricos é essencial para a saúde do planeta e das comunidades que dependem desses ecos- sistemas. Ao adotar práticas sustentáveis, regulamentações eficazes e investir em educação ambiental, podemos traçar um caminho para a restauração e preserva- ção dos cursos d’água, garantindo um futuro sustentável para as gerações futuras. POLUENTES AQUÁTICOS: IDENTIFICAÇÃO E MÉTODOS DE QUANTIFICAÇÃO As águas são recursos vitais para a sobrevivência de ecossistemas e comunidades humanas, desempenhando um papel fundamental na manutenção da vida. No entanto, a presença de poluentes nas águas representa uma ameaça significativa à qualidade e à saúde dos corpos d’água. Neste tema, exploraremos os principais poluentes encontrados nas águas, abordando suas fontes, impactos e os métodos utilizados para quantificá-los. UNIASSELVI 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 Parâmetros das águas: uma abordagem detalhada O que determina um poluente ser classificado como tal é a sua concentração no meio em que se encontra, no caso a água, podendo ser uma substância estranha (que nunca esteve ou não deveria estar ali) ou sua concentração além do normal. No entanto, os poluentes são indicados por meio de parâmetros de qualidade, que vão variar conforme a origem da água que será analisada (superficial, subterrânea ou oceânica) e seu enquadramento (classe), bem como os limites permitidos. Veja e acesse as principais legislações brasileiras em nível federal: ■ Parâmetros de qualidade das águas subterrâneas: ■ Resolução CONAMA nº 396/2008: Dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento das águas subterrâneas, estabelecendo padrões de qualidade e critérios para o monitoramento. ■ Resolução CONAMA nº 420/2009: Estabelece critérios e diretrizes para o gerenciamento do lodo gerado em estações de tratamento de esgoto sanitário, considerando a proteção das águas subterrâneas. ■ Parâmetros de qualidade das águas superficiais: ■ Resolução CONAMA nº 357/2005: Define as classes de enquadra- mento das águas superficiais e estabelece os padrões de qualidade, in- dicadores e métodos de monitoramento. ■ Resolução CONAMA nº 430/2011: Dispõe sobre as condições e pa- drões de lançamento de efluentes, abordando diversos aspectos, como carga orgânica, substâncias tóxicas e critérios para o monitoramento da qualidade da água. 5 1 ■ Parâmetros de qualidade do tratamento de efluentes: ■ Resolução CONAMA nº 357/2005: Define as classes de enquadra- mento das águas e estabelece os padrões de qualidade, indicadores e métodos de monitoramento para as águas superficiais e subterrâneas. ■ Resolução CONAMA nº 430/2011: Dispõe sobre as condições e pa- drões de lançamento de efluentes, incluindo critérios para o monito- ramento da qualidade de esgotos domésticos e industriais. ■ Parâmetros de qualidade da água de abastecimento: ■ Portaria MS/GM nº 888/2021: Consolida as portarias n° 5/2017 e n° 2914/2011, reunindo e atualizando suas informações. Porém, ainda se encontram lugares e laboratórios que utilizam as portarias antigas para fins de comparação e monitoramento da qualidade das águas potáveis. Veja alguns dos principais parâmetros analisados nas águas: ■ Nutrientes excessivos: Nitrogênio (principalmente na forma amoniacal) e Fósforo Fontes: agricultura, efluentes industriais e esgoto doméstico. Impactos: eutrofização, crescimento excessivo de algas e deterioração da qualidade da água. Quantificação: a concentração de nutrientes é frequentemente medida por espectrofotometria e métodos colorimétricos (WETZEL; LIKENS, 2000). ■ Nitrogênio Amoniacal e Nitrito Padrão: varia conforme a classe do corpo d’água. Objetivo: indica a presença de compostos nitrogenados, que podem ser prejudiciais à saúde aquática. UNIASSELVI 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 O quadro, a seguir, resume as diferentes formas de nitrogênio na água, suas fontes e suas características principais. COMPONEN- TE DESCRIÇÃO FÓRMULA Nitrogênio Total (NT) Soma de todas as formas de nitrogênio presen- tes na amostra de água (orgânicas e inorgâni- cas) NT = Norg + NH₃-N + NO₂- -N + NO₃-N Nitrogênio Amoniacal (NH₃-N) Forma de nitrogênio na água, incluindo amônia (NH₃) e amônio (NH₄+) NH₃-N = NH₃ + NH₄+ Nitrogênio Orgânico (Norg) Fração de nitrogênio ligada a compostos orgâ- nicos na água Norg = NT - (NH₃-N + NO₂- -N + NO₃-N) Nitrito (NO₂-N) Forma intermediária de nitrogênio no ciclo do nitrogênio NO₂-N Nitrato (NO₃-N) Forma final oxidada do nitrogênio, resultante da nitrificação NO₃-N Quadro 2 – Nitrogênio na água, suas fontes e suas características principais. Fonte: adaptado de Ferreira e Manske (2022) e CETESB (2016). ■ Poluentes orgânicos: Compostos Químicos e Poluentes Orgânicos Per- sistentes (POPs) Fontes: despejos industriais, esgoto, produtos químicos agrícolas. Impactos:acúmulo em organismos aquáticos, contaminação da cadeia alimentar. Quantificação: cromatografia gasosa e líquida são técnicas comuns para análise de compostos orgânicos (METCALF; EDDY, 2015). 5 4 ■ Metais pesados: Mercúrio, Cromo, Chumbo e Cádmio, por exemplo Fontes: descargas industriais, mineração. Impactos: toxicidade para organismos aquáticos e riscos para a saúde humana. Quantificação: espectrometria de massa e técnicas eletroanalíticas são usadas para detectar metais pesados (HARRIS, 2017). Filme: Erin Brockovich – Uma mulher de talento Em “Erin Brockovich”, Julia Roberts interpreta uma mulher sem formação jurídica que desvenda a poluição por cromo hexa- valente (Cr+6) provocada pela empresa PG&E (Pacific Gas and Electric Company), levando-a a uma luta legal monumental contra os danos ambientais e pela justiça. O filme, baseado em fatos reais, destaca a coragem de Erin ao buscar justiça frente à poluição decorrente da substância cancerígena, mostrando a importância da responsabilidade corporativa e da persistência individual na busca por um meio ambiente saudável e de qualidade. INDICAÇÃO DE FILME O quadro, a seguir, apresenta os principais parâmetros de análise utilizados para avaliar a qualidade da água. Estes parâmetros fornecem informações essenciais sobre a presença de contaminantes e a saúde dos ecossistemas aquáticos, bem como os possíveis riscos à saúde humana associados à água contaminada. UNIASSELVI 5 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 PARÂMETRO PADRÃO OBJETIVO QUANTIFICAÇÃO Coliformes totais Ausência ou quanti- dade máxima permi- tida por 100 mL. Indicar contaminação por bactérias e possíveis riscos à saúde humana. Contagem de coli- formes por técnicas microbiológicas. Coliformes Ter- motolerantes Ausência ou quanti- dade máxima permi- tida por 100 mL Indicar contaminação fecal e possíveis riscos à saúde humana. Contagem de coli- formes por técnicas microbiológicas. Escherichia coli Ausência. Indicar contaminação fecal, principalmente por fezes humanas. Luminescência (para indicar presença/au- sência) ou contagem por técnicas microbio- lógicas. Oxigênio Dis- solvido (OD) Varia conforme a classe do corpo d’água. Avaliar a quantidade de oxigênio disponível na água para sustentar a vida aquática. Sondas para análise em campo (mais usual) ou análise físico-quí- mica em laboratório (menos usual e em desuso). Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) Varia conforme a classe do corpo d’água. Indicar a quantidade de oxigênio necessária para a decomposição biológi- ca de matéria orgânica. Análise físico-química em laboratório expres- sa em 5 dias de análise (DBO5). Demanda Química de Oxigênio (DQO) Varia conforme a classe do corpo d’água. Indicar a quantidade de oxigênio necessária para a decomposição química da matéria orgânica. Análise físico-química em laboratório. Turbidez Varia conforme a classe do corpo d’água. Indicar a quantidade de partículas sólidas em sus- pensão na água, afetando a transparência. Análise por especto- fotometria ou análise colorimétrica. Sólidos Totais Dissolvidos (STD) Varia conforme a classe do corpo d’água. Indicar a quantidade de materiais sólidos dissolvi- dos na água. Análise físico-quími- ca em laboratório ou sondas para análise de STD em campo. Sólidos Totais Suspensos (STS) Varia conforme a classe do corpo d’água. Indicar a quantidade de materiais sólidos suspen- sos na água. Análise físico-química em laboratório. pH Varia conforme a classe do corpo d’água. Indicar a acidez ou alcali- nidade da água, influen- ciando a vida aquática e outros processos químicos. Medição direta utili- zando pHmetro ou fita de pH. Quadro 3 – Qualidade da água e parâmetros de análise Fonte: adaptado de Wetzel e Likens (2000), Metcalf e Eddy (2015) e Harris (2017). 5 1 Reiterando, os padrões variam de acordo com a classe de enquadramento do corpo d’água (classe especial, classe 1, classe 2, classe 3, classe 4 e classe 5), indi- cando diferentes usos preponderantes e, consequentemente, diferentes níveis de qualidade requeridos e parâmetros analisados. Veja, a seguir, as classes de enqua- dramento por categoria de uso para as águas doces, salobras e salinas, de acordo com a Agência Nacional de Águas: UNIASSELVI 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 CLASSES DE ENQUADRAMENTO DOS CORPOS DE ÁGUAS DOCES, SALOBRAS E SALINAS, SEGUNDO OS USOS A QUE SE DESTINAM CLASSES DE ENQUADRAMENTO DOS CORPOS D'ÁGUA USOS DAS ÁGUAS DOCES ESPECIAL 1 2 3 4 Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas Proteção das comunidades aquáticas Recreação do contato primário Aquicultura Abastecimento para o consumo humano Recreação do contato secundário Pesca Irrigação Dessedentação de animais Navegação Harmonia paisagística Classe mandatória em Unidades de Conservação e Proteção Integral Classe mandatória em Terras Indígenas Após desinfecção Após tratamento simplificado Após tratamento convencional Após tratamento convencional avançado Hortaliças consumidas cruas e frutas que se desenvolvem rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção da película Hortaliças, Frutíferas, parques, jardins, capos de esporte e lazer Culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras QUALIDADE DA ÁGUA EXCELENTE USOS MAIS EXIGENTES QUALIDADE DA ÁGUA RUIM USOS MENOS EXIGENTES Figura 4 – Classes de enquadramento por categoria de uso para as águas doces Fonte: adaptada de ANA (2019). 5 8 QUALIDADE DA ÁGUA RUIM USOS MENOS EXIGENTES QUALIDADE DA ÁGUA EXCELENTE USOS MAIS EXIGENTES USOS DAS ÁGUAS SALOBRAS CLASSES DE ENQUADRAMENTO DOS CORPOS D'ÁGUA ESPECIAL 1 2 3 Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas Proteção das comunidades aquáticas Recreação do contato primário Aquicultura Abastecimento para o consumo humano Irrigação Recreação do contato secundário Pesca Navegação Harmonia paisagística Mandatório em UC de Proteção Integral Após tratamento con- vencional ou avançado Hortaliças, frutas, parques, jardins e campos de esporte Figura 5 – Classes de enquadramento por categoria de uso para as águas salobras. Fonte da imagem: adaptada de ANA (2019). Descrição da Imagem: enquadramento das águas salobras para seu uso preponderante, sendo que a classe especial é a que apresenta a melhor qualidade de água e tem seu uso para fins mais exigentes, enquanto que a classe 3 apre- senta a pior qualidade de água e tem seu uso para fins menos exigentes. A imagem exibe uma figura que detalha as diferentes classes de enquadramento dos corpos d’água, com foco nos usos das águas salobras. A parte superior da figura, é identificado como “CLASSES DE ENQUADRAMENTO DOS CORPOS D’ÁGUA”, enquanto abaixo são classificados os usos das águas salobras, divididos em categorias especiais, 1, 2 e 3. Os usos das águas salobras incluem: Preser- vação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas – especial: Classe mandatória em Unidades de Conservação e Proteção Integral. Proteção das comunidades aquáticas. Recreação do contato primário. Aquicultura. Abastecimento para o consumo humano – 1 – Após tratamento convencional ou avançado. Recreação do contato secundário – 1 – Hortaliças consumidas cruas e frutas que se desenvolvem rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção da película, parques, jardins, campos de esporte e lazer. Pesca. Navegação. Harmonia paisagística. Descrição da Imagem: enquadramento das águas doces para seu uso preponderante, sendo que a classe especial é a que apresenta a melhor qualidade de água e tem seu uso para fins mais exigentes, enquanto que a classe 4 apresenta a pior qualidade de água e tem seu uso para fins menos exigentes. A imagem apresenta uma figura que descreve as diferentes classes de enquadramento dos corpos d’água, com suas respectivas utilizações. Na parte superior está destacado “CLASSES DE ENQUADRAMENTO DOS CORPOS D’ÁGUA”. Abaixo são listados os usos das águas doces especiais,com classificações de 1 a 4. Os usos das águas doces especiais incluem: Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas - especial: Classe mandatória em Unidades de Conservação e Proteção Integral. Proteção das comunidades aquáticas – 1 – Classe mandatória em Terras Indígenas. Recreação do contato primário. Aquicultura. Abastecimento para o consumo humano – simples – Após desinfecção: após tratamento simplificado. Após tratamento convencional. Após tratamento convencional avançado. Recreação do contato secundário. Pesca. Irrigação: hortaliças consumidas cruas e frutas que se desenvolvem rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção da película. Hortaliças, frutíferas, parques, jardins, campos de esporte e lazer. Culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras. Dessedentação de animais. Navegação. Harmonia paisagística. UNIASSELVI 5 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 QUALIDADE DA ÁGUA RUIM USOS MENOS EXIGENTES QUALIDADE DA ÁGUA EXCELENTE USOS MAIS EXIGENTES USOS DAS ÁGUAS SALINAS ESPECIAL 1 2 3 Mandatório em UC de Proteção Integral Preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas Proteção das comunidades aquáticas Recreação do contato primário Aquicultura Recreação do contato secundário Navegação Harmonia paisagística Pesca CLASSES DE ENQUADRAMENTO DOS CORPOS D'ÁGUA Figura 6 – Classes de enquadramento por categoria de uso para as águas salinas. Fonte: adaptada de ANA (2020). Descrição da Imagem: enquadramento das águas salinas para seu uso preponderante, sendo que a classe especial é a que apresenta a melhor qualidade de água e tem seu uso para fins mais exigentes, enquanto que a classe 3 apresenta a pior qualidade de água e tem seu uso para fins menos exigentes. A figura apresenta as classes de enquadramento dos corpos d’água, com destaque para os usos das águas salinas, identificadas como ESPECIAL, 1, 2 e 3. Os usos das águas salinas são descritos da seguinte forma: Preservação do equilíbrio natural das comu- nidades aquáticas – especial: Classe mandatória em Unidades de Conservação e Proteção Integral. Proteção das comunidades aquáticas. Recreação do contato primário. Aquicultura. Abastecimento para o consumo humano. Recreação do contato secundário. Pesca. Navegação. Harmonia paisagística. 1 1 1 - Não em função de suas alterações, mas pode exigir dependendo do uso preponderante. 2 - Exige para todos os usos, exceto para o uso menos restritivo. 3 - Destinado a atividades sem requisitos de qualidade de água para uso. CLASSES DE ENQUADRAMENTO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Destinadas à preservação de ecossisemas em Unidades de Conservação de Produção Integral? CLASSE ESPECIAL Pode exigir tratamento dependendo dos usos preponderantes? Alteração da qualidade por atividades antrópicas? Pode exigir tratamento dependendo dos usos preponderantes? CLASSE 1 CLASSE 2 CLASSE 3 CLASSE 4 CLASSE 5 Depende¹ Sim² ?³ Sim Sim Sim Não Não Não Figura 7 – Classes de enquadramento das águas subterrâneas. Para ver os limites dos parâmetros de cada classe, consulte o CONAMA n° 396/2008. / Fonte: ANA (2019). Descrição da Imagem: enquadramento das águas subterrâneas para seu uso preponderante, sendo que a classe especial é a que apresenta a melhor qualidade de água e tem seu uso para fins mais exigentes, enquanto que a classe 5 apresenta a pior qualidade de água e tem seu uso para fins menos exigentes. Título: CLASSES DE ENQUADRAMENTO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS. Organograma: Destinadas à preservação de ecossistemas em Unidades de Conservação de Produção Integral? Sim: CLASSE ESPECIAL, Não: Alteração da qualidade por ativi- dades antrópicas? Sim: Pode exigir tratamento dependendo dos usos preponderantes? Depende¹: Classe 3, Sim²: Classe 4, Não³: Classe 5, Não: Pode exigir tratamento dependendo dos usos preponderantes? Não: Classe 1, Sim: Classe 2, Legenda abaixo da imagem: 1- Não em função de suas alterações, mas pode exigir dependendo do uso preponderante.2- Exige para todos os usos, exceto para o uso menos restritivo. 3- Destinado a atividades sem requisitos de qualidade de água para uso. UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 Ao consultar a Resolução CONAMA nº 357/2005 e verificar os parâmetros de qualidade para cada classe, perceba que quanto maior a classe de enquadramento, os valores definidos para os parâmetros são menos restritivos. Para as águas de classe especial deverão ser mantidas as condições naturais do corpo de água, não sendo admitido o lançamento de efluentes, ainda que tratados. O enquadramento deve ser feito com base em aspectos técnicos, econômicos, sociais e políticos, com metas de qualidade de água bem estabelecidas, factíveis e coerentes com o planejamento estabelecido, sobretudo, no Plano de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica. Quando não há estudos ou algum órgão que determine o enquadramento do corpo hídrico, parte-se do pressuposto que é classe 2, de acordo com o CONAMA n° 357/2005. Portanto, a utilização de métodos precisos de quantificação dos parâmetros de qualidade é primordial para avaliar a situação dos corpos d’água e implementar medidas eficazes de gestão ambiental, entendendo qual é o enquadramento do corpo hídrico e, assim, propor e dimensionar o melhor sistema de tratamento de água ou efluente. Aliado a isso, a conscientização sobre as fontes de poluição e a implementação de práticas sustentáveis são importantes para mitigar os im- pactos negativos, cujo monitoramento deve ser regular e essencial para garantir a sustentabilidade e a preservação dos recursos hídricos no Brasil. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . EM FOCO 1 1 NOVOS DESAFIOS Diante da crescente pressão sobre os recursos hídricos e da ameaça constan- te da poluição ambiental, o profissional com conhecimento da área ambiental desempenha um papel vital: suas responsabilidades abrangem desde o dimen- sionamento de sistemas de tratamento de água e esgoto até a gestão eficiente de resíduos sólidos. Ao enfrentar a poluição, esses profissionais aplicam tecnologias avançadas para monitorar e avaliar a qualidade da água e do solo e implementam estraté- gias de tratamento que visam remover poluentes, reduzindo assim os impactos negativos nos ecossistemas e na saúde pública. Além disso, trabalham ativamente na conscientização da comunidade sobre práticas sustentáveis e na promoção do consumo responsável. Além disso, o profissional com conhecimento da área ambiental será funda- mental na adaptação às mudanças climáticas, mitigando impactos adversos nas condições ambientais. A implementação de práticas de gestão integrada, aliada a uma abordagem holística que considere o ciclo completo da água, garantirá a eficiência e a resiliência dos sistemas de saneamento ambiental diante dos desa- fios futuros. Assim, o profissional com conhecimento da área ambiental emerge como um agente transformador, não apenas lidando com os efeitos da poluição, mas atuando proativamente na construção de um futuro mais limpo e sustentável para o nosso planeta. UNIASSELVI 1 1 1. A demanda bioquímica de oxigênio (DBO) é um importante indicador da quantidade de matéria orgânica presente em uma amostra de água. Este parâmetro mede a quantidade de oxigênio necessária para que microrganismos aeróbios decomponham a matéria orgânica ao longo de um período específico, geralmente cinco dias (BAIRD, 2011). Com base no trecho acima, assinale a alternativa correta sobre a demanda bioquímica de oxigênio (DBO): a) A DBO é uma medida direta da quantidade de matéria orgânica na amostra de água. b) A DBO é uma medida que reflete a habilidade dos microrganismos aeróbios de decompor a matéria orgânica em cinco dias. c) A DBO é um indicador do teor de oxigênio dissolvido na amostra de água. d) A DBO é uma medida que leva em consideração a decomposição anaeróbia damatéria orgânica na água. e) A DBO é um parâmetro que não leva em consideração a atividade biológica na amostra de água. 2. Com base nas resoluções do CONAMA nº 357/2005 (águas superficiais e efluentes), nº 396/2008 (águas superficiais e subterrâneas), nº 420/2009 (águas subterrâneas) e nº 430/2011 (efluentes), avalie as seguintes afirmações sobre enquadramento de águas e parâmetros analisados: I - O enquadramento de águas refere-se à classificação de corpos d’água de acordo com o que a prefeitura de cada município determina e a definição de metas de qualidade, visando à proteção e a recuperação dos recursos hídricos. II - A análise do parâmetro turbidez é relevante no enquadramento de águas, pois indica a quantidade de partículas sólidas em suspensão na água, afetando a transparência e a penetração da luz. III - A temperatura da água não é um parâmetro significativo no enquadramento de águas, uma vez que variações térmicas não influenciam os ecossistemas aquáticos. IV - A concentração de oxigênio dissolvido é um parâmetro fundamental no enquadramento de águas, pois afeta diretamente a sobrevivência da fauna aquática e a decomposição de matéria orgânica. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) II e IV, apenas. c) II e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) I, II, III e IV. AUTOATIVIDADE 1 4 3. O aumento constante da atividade industrial e a expansão urbana desenfreada têm con- tribuído significativamente para a poluição das águas em diversas regiões. O despejo in- discriminado de efluentes industriais, resíduos urbanos e agrícolas em corpos d’água tem comprometido a qualidade dos recursos hídricos, afetando ecossistemas aquáticos e re- presentando uma séria ameaça à saúde humana. A presença de poluentes, como metais pesados, substâncias químicas tóxicas e nutrientes em excesso, tem gerado impactos nega- tivos, incluindo a degradação da biodiversidade, a contaminação de aquíferos subterrâneos e a promoção de episódios de floração de algas nocivas. Avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: I - A atividade industrial é uma das principais causas da poluição das águas, contribuindo para o despejo de efluentes que contêm metais pesados e substâncias químicas tóxicas. PORQUE II - Somente os ecossistemas aquáticos, não representam uma ameaça direta à saúde hu- mana, visto que toda a população é atendida por serviço de tratamento de água e os poluentes são retirados da água consumida. A respeito dessas asserções, assinale a opção correta: a) As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. b) As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. c) A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa. d) A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira. e) As asserções I e II são falsas. AUTOATIVIDADE 1 5 REFERÊNCIAS ABNT. NBR 9648/86. Estudo de concepção de sistemas de esgoto sanitário. Disponível em: https://allevanteducacao.com.br/wp-content/uploads/Cursos/%5BDEFINITIVO%5D%20SIS- TEMAS%20DE%20ESGOTO%20SANIT%C3%81RIO%20M%C3%93DULO%202/NBR_9648_Estu- dos_de_Concepcao_de_Sistema.pdf. Acesso em: 9 abr. 2024. AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Enquadramento dos corpos d’água em classes. Bra- sília, DF, 2019. Disponível em: https://www.snirh.gov.br/portal/snirh/centrais-de-conteudos/ conjuntura-dos-recursos-hidricos/encarte_enquadramento_conjuntura2019.pdf. 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Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1997. 657 p. 1 1 1. Resposta correta: letra B). a) Incorreta. A DBO não mede diretamente a quantidade de matéria orgânica, mas a quan- tidade de oxigênio necessária para sua decomposição. c) Incorreta. A DBO está relacionada à quantidade de oxigênio necessário para a decompo- sição de matéria orgânica, não ao teor de oxigênio dissolvido. d) Incorreta. A DBO se baseia na decomposição aeróbia da matéria orgânica por microrga- nismos. e) Incorreta. A DBO é dinâmica e depende da atividade biológica na amostra, já que mede a quantidade de oxigênio consumida pelos microrganismos durante a decomposição. 2. I. Incorreta. O enquadramento de águas refere-se à classificação de corpos d’água de acordo com seus usos previstos (e não como cada prefeitura decide), além da definição de metas de qualidade, visando a proteção e a recuperação dos recursos hídricos. III. Incorreta. A temperatura da água é um parâmetro essencial no enquadramento de águas. Variações na temperatura podem impactar a solubilidade de gases, como o oxigênio, afe- tando processos biológicos e a ecologia aquática. As afirmações II e IV estão corretas, pois abordam conceitos relevantes relacionados ao enquadramento de águas, considerando objetivos de qualidade, parâmetros analisados e sua importância para a saúde dos ecossistemas aquáticos. 3. A asserção I está correta, pois o trecho menciona explicitamente que a atividade industrial é uma das causas da poluição das águas, contribuindo para o despejo de efluentes com metais pesados e substâncias químicas tóxicas. A asserção II está incorreta.O trecho destaca que a poluição das águas não apenas afeta os ecossistemas aquáticos, mas também representa uma séria ameaça à saúde humana. Isso é corroborado pela presença de substâncias químicas tóxicas mencionadas no texto, que podem contaminar fontes de água utilizadas para abastecimento humano, representando riscos à saúde pública. Mesmo com o tratamento das ETAs, com a quantidade de poluentes e existindo poluentes emergentes, parte deles não são retirados no tratamento convencional e continuam na água tratada. GABARITO 1 8 MINHAS ANOTAÇÕES 1 9 MINHAS METAS TRATAMENTO DAS ÁGUAS Conhecer os tipos de estações de tratamento de água (ETAs) e o que as diferem entre si. Entender o que é o sistema de abastecimento de água e quais partes o constituem. Compreender os processos químicos envolvidos no tratamento de água. Analisar as etapas do tratamento de água e qual a importância de cada uma delas. Saber quais são as alternativas de desinfecção da água tratada e de que forma são utili- zadas. Perceber que todas as etapas do tratamento de água são autônomas, mas influenciam processos à jusante. Associar determinações de legislações vigentes ao cotidiano de uma ETA. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 3 1 1 INICIE SUA JORNADA A água é um recurso essencial para a vida, sendo vital para a saúde humana, a agricultura e a preservação dos ecossistemas. No entanto, a água disponível nem sempre está em condições ideais para consumo direto, o que torna o tratamento de água uma etapa crucial para garantir a oferta de água potável (DI BERNARDO; SABOGAL PAZ, 2008). No Brasil, um país abençoado por uma abundância de recursos hídricos, a gestão eficiente da água é de extrema importância para atender à crescente demanda da população e garantir a sustentabilidade ambiental. VOCÊ SABE RESPONDER? Para que serve o tratamento de água e quais são as suas principais etapas? O tratamento de água é um processo complexo que envolve diversas etapas para remover impurezas e contaminantes, tornando-a segura para o consumo humano. De acordo com Di Bernardo, Dantas e Voltan (2011), o ciclo de trata- mento inclui a captação da água bruta, a coagulação, a floculação, a decantação, a filtração, a desinfecção e, por fim, a distribuição. Cada etapa desempenha um papel crucial na remoção de partículas sólidas, bactérias, vírus e outros poluentes presentes na água. Tecnologias avançadas, como a osmose reversa e a ozonização, têm sido cada vez mais empregadas para melhorar a eficiência do tratamento e garantir a qualidade da água potável. No contexto brasileiro, o país possui uma extensa rede de sistemas de abas- tecimento de água, com uma variedade de fontes hídricas, desde rios até aquí- feros subterrâneos. No entanto, apesar dessa riqueza, o acesso à água potável ainda é um desafio em algumas regiões. Diferenças regionais, urbanização desordenada e a falta de investimentos adequados em infraestrutura são alguns dos fatores que contribuem para a disparidade no acesso à água tratada (DI BERNARDO; SABOGAL PAZ, 2008). UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 A qualidade da água no Brasil é monitorada de perto por órgãos regu- ladores, como o Ministério da Saúde e as agências estaduais de saneamento. Parâmetros como turbidez, cloro residual, coliformes e pH são regularmente avaliados para garantir que a água atenda aos padrões estabelecidos para con- sumo humano. Apesar dos esforços, desafios persistentes incluem a poluição de corpos d’água, o desmatamento e as mudanças climáticas, que podem afetar a disponibilidade e a qualidade da água. No contexto brasileiro, medidas abrangentes devem ser adotadas para pro- mover a eficiência no tratamento de água, a preservação dos recursos hídricos e a promoção de um acesso equitativo à água potável em todo o território nacional. A água é um bem precioso, e a sua gestão responsável é fundamental para assegurar um futuro sustentável para as gerações presentes e futuras. Prepare-se para uma jornada pelas águas do conhecimento! No episódio de hoje do nosso podcast, vamos explorar as tecnologias avançadas no tratamento de águas, descobrir quais países estão na vanguarda dessas inovações e entender como o Brasil se posiciona nesse cenário. Água é vida, e juntos vamos entender como a ciência está moldando o futuro da preservação desse recurso essencial. PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? Entenda e relembre melhor o que é o tratamento de água por meio do vídeo elaborado pela SABESP, a Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo: https://www.youtube.com/watch?v=hRZcupJbnpg&ab_channel=Sabesp. 1 1 DESENVOLVA SEU POTENCIAL TIPOS DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA (ETA) Inicialmente, vamos abordar cada tipo das estações de tratamento de água (ETAs). Existem vários tipos de ETAs, cada uma projetada para atender a diferentes ne- cessidades e condições específicas. A escolha do tipo de ETA depende de vários fatores, incluindo a fonte de água bruta, a qualidade da água, a demanda de abas- tecimento e a infraestrutura disponível. Aqui estão alguns dos tipos comuns de estações de tratamento de água: ■ Estação Convencional de Tratamento de Água (ETA Convencional): Utiliza os processos básicos de coagulação, floculação, decantação, fil- tração e desinfecção para tratar a água. A vazão pode variar de dezenas de metros cúbicos por hora (m³/h) a centenas de m³/h, dependendo do tamanho da comunidade atendida. ���������� ���������� ���������� ��������� ���� ��� �� ��� � �� ������� ����� �������� ������������� ������������ ���� ��� �� ����� ������� � ���� ��� ������� ������ � ���� ��� ������� ����� � ��� ��������� ������� ���� ��� ������� ����� � ������������ ������������ � ���������� �� � ��� �� ��� ������ ��� ������� �� ����� � ������ ���� ���������� Figura 1 – Demonstração geral do tratamento de água Descrição da Imagem: ilustração do processo de tratamento de água por meio de uma ETA Convencional, desde a captação até a distribuição. Em suma, as etapas do tratamento de água são essas, mas podem ser adequadas (etapas acrescentadas ou retiradas) conforme algumas variáveis, como qualidade da água captada, finalidade da água tratada e recursos financeiros disponíveis. UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 ■ Estação de Tratamento de Água por Filtração Rápida (ETA FR): Precisa da adição de um coagulante à água bruta, podendo ser suce- dido por flotação ou floculação, geralmente utilizando camadas de areia e carvão ativado, para remover partículas e impurezas da água (BURGARDT, 2015). As vazões são consideradas elevadas, de cente- nas a milhares de m³/h. ■ Estação de Tratamento de Água por Filtração Lenta (ETA FL): Utiliza taxas de filtração mais baixas, permitindo um contato mais pro- longado entre a água e o meio filtrante, o que é especialmente eficaz na remoção de bactérias e microrganismos (DI BERNARDO, BRANDÃO E HELLER, 1999). Opera com vazões mais baixas em comparação com ETA FR, variando de dezenas a centenas de m³/h. ■ Estação de Tratamento de Água por Membranas (ETA com Membrana): Utiliza diferentes tipos de membranas semipermeáveis, como microfiltra- ção, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa, para purificar a água, após ter passado por um tratamento prévio (primário e terciário), tendo em vista que a filtração por membranas é uma etapa de polimento e, desta forma, um tratamento terciário. Esse processo se baseia na capacidade das membranas em separar partículas, impurezas, microrganismos e sais, pro- porcionando uma barreira física que retém contaminantes indesejados (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011). A microfiltração e a ultrafiltração são frequentemente empregadas para a remo- ção de partículas e bactérias, enquanto a nanofiltração é eficaz na retenção de íons específicos. A osmose reversa, por sua vez, utiliza membranas semipermeáveis para eliminar íons, moléculas orgânicas e impurezas dissolvidas. A vazão pode variar dependendo do tipo e porte da instalação,mas pode ser considerado, em linhas gerais, os valores conforme o quadro que segue. 1 4 TIPO DE MEMBRANA FLUXO DE ÁGUA Microfiltração (MF) 50 a 70 L/h.m² Nanofiltração (NF) 20 a 30 L/h.m² Ultrafiltração (UF) 25 a 50 L/h.m² Osmose Reversa (OR) 15 a 25 L/h.m² Quadro 1 – Valores típicos do fluxo de água através das membranas / Fonte: adaptado de Mierzwa (2019). ■ Estação de Tratamento de Água por Desinfecção Avançada (ETA com Desinfecção Avançada): Inclui técnicas avançadas de desinfecção, como ozonização ou irradiação ultravioleta, para garantir a inativação completa de microrganismos pato- gênicos. A vazão pode variar significativamente, geralmente cobrindo uma ampla faixa, desde comunidades menores até grandes áreas urbanas. Pode variar de dezenas de metros cúbicos por hora (m³/h) a centenas de m³/h. ■ Estação de Tratamento de Água para Reúso (ETA para Reúso): Adaptada para tratar água residual de forma a atender a padrões especí- ficos para reúso em atividades não potáveis, como irrigação ou processos industriais (MOURA et al., 2020). Pode variar amplamente, dependendo do propósito do reúso, abrangendo dezenas a milhares de m³/h, a exem- plo da ETE Jesus Netto da SABESP, que foi reconfigurada para produzir exclusivamente água para reuso a uma vazão de 1.807,2 m³/h. Veja melhor como é a filtração em diferentes tipos de membranas, desde a mi- crofiltração até a osmose reversa. https://drive.google.com/file/d/18SYaleZDE- ZauPaxtegiln7Yt6ANakbAR/view?usp=sharing EU INDICO UNIASSELVI 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 ■ Estação de Tratamento de Água em Pequena Escala (ETA de Pe- queno Porte): Projetada para comunidades de menor porte, utilizando tecnologias ade- quadas para demandas locais e recursos limitados. As ETAs de Pequena Escala também podem ser denominadas Estações Compactas de Trata- mento de Água (ECTA), sendo geralmente construídas em fibra de vidro, ao invés de alvenaria. Projetada para atender comunidades de pequeno porte, a vazão pode variar de algumas dezenas de m³/h a algumas cen- tenas de m³/h. Esses são apenas alguns exemplos, e muitas ETAs podem incorporar elementos de diferentes tipos para otimizar o processo de tratamento de acordo com as característi- cas específicas da água e os requisitos de qualidade desejados. Muitas ETAs de grande ÁGUA DO RIO QUALIDADE DA ÁGUA ESTAÇÃO DE TRATAMENTOPROCESSO PROCESSO PROCESSO QUALIDADE DA ÁGUA QUALIDADE DA ÁGUA DESCARTE REÚSO DE ÁGUA Figura 2 – Esquema de reúso de água, com aplicação em três diferentes processos Fonte: adaptada de https://sustentavel.com.br/reuso-da-agua/. Descrição da Imagem: a água bruta (do rio) é utilizada in natura em um processo (em laranja) e, após seu uso, é armazenada em um tanque pulmão para água de processo. Deste tanque, parte da água é utilizada em outro processo (em amarelo), o qual não precisa de água com tratamento. A outra parte da água, vai para a estação de tratamento de água para reúso, sendo armazenada em um tanque pulmão para água tratada que, em seguida, será utilizada por um processo (em verde) que precisa de água tratada, mas não a ponto de ser potável. 1 1 porte associam o processo de tratamento convencional com a filtração rápida, a fim de aprimorar a qualidade da água e manter alta vazão de captação e de água tratada. A seguir, veremos cada uma das partes que compõem o sistema de abasteci- mento de água. SISTEMA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA O sistema de abastecimento de água é, conforme Howe et al. (2016), em suma, composto por cada uma das seguintes etapas: ■ Manancial Mananciais referem-se a fontes de água, sejam elas superficiais ou subter- râneas, utilizadas para atender às necessidades de abastecimento humano. Essas fontes são de extrema importância para garantir o fornecimento de água, sendo escolhidas com base em critérios que abrangem não apenas a quantidade, mas também a qualidade e a sustentabilidade. ■ Captação A etapa inicial do sistema de abastecimento de água é a captação, cuja responsabilidade é extrair a água do manancial de forma adequada, co- nhecida como água bruta. A captação pode ser fixa ou móvel, a depender dos critérios e estudos realizados para concepção da ETA. ■ Adutora A adutora, uma tubulação de grande diâmetro, desempenha um papel crucial ao conduzir a água desde o ponto de captação no manancial até a Estação de Tratamento de Água (adutora de água bruta). Posteriormen- te, ela transporta a água tratada da Estação de Tratamento de Água até os reservatórios de distribuição (adutora de água tratada). Seu design e construção são pensados levando em consideração a eficiência hidráulica e a durabilidade do sistema. UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 ■ Estação elevatória A estação elevatória compreende instalações (construção civil, casa de bombas e poço de sucção, por exemplo) e equipamentos (painéis elétricos, equipamentos eletromecânicos, bombas, motores, tubulações de sucção e recalque, por exemplo) destinados a transportar a água para locais dis- tantes, altos ou para aumentar a vazão das linhas adutoras. Divide-se em Estação Elevatória de Água Bruta (EEAB), responsável por conduzir a água bruta do manancial até a Estação de Tratamento de Água, e Estação Elevatória de Água Tratada (EEAT), incumbida de levar a água tratada aos reservatórios ou pontos mais elevados da rede de distribuição. ■ Estação de tratamento Essencial no processo, a estação de tratamento é uma unidade industrial responsável por purificar a água bruta coletada no manancial, seguindo critérios rigorosos de qualidade estabelecidos pela legislação. Utilizando tec- nologias adequadas para cada manancial, a estação de tratamento assegura a remoção eficiente de impurezas, microrganismos e substâncias indesejadas. ■ Reservatório Grandes estruturas de concreto ou aço vitrificado representam os reser- vatórios, nos quais a água é armazenada após o tratamento. Esses reser- vatórios desempenham um papel estratégico no equilíbrio entre oferta e demanda, garantindo a disponibilidade contínua de água, mesmo em momentos de variação na demanda. ■ Rede de distribuição A rede de distribuição é composta por adutoras, tubulações e encana- mentos, através dos quais a água tratada é distribuída para a população. A eficiência e a manutenção regular dessa rede são cruciais para assegurar um abastecimento estável e seguro de água potável a todos os usuários, tornando-se um elemento fundamental na infraestrutura hídrica. 1 8 Percebe-se que um sistema de abastecimento de água possui diversas etapas para realizar o transporte e tratamento da água de forma adequada e que seja segura para o consumo humano, podendo ter variações de acordo com a qualidade da água bruta que será tratada, a geografia da região (o que implica o uso de bombas para impulsio- nar o transporte de água ou utilizar a gravidade quando for a favor) e a extensão do local que será abastecido, podendo ter mais de um sistema de abastecimento de água. Figura 3 – Ilustração mostrando as partes de um sistema de abastecimento de água genérico em planta (a) e em perfil (b) / Fonte: Tsutiya (2006, p. 16). Descrição da Imagem: a água é captada do manancial (nesse caso, um rio, sendo um manancial superficial) e então bombeada (ou recalcada) da estação elevatória de água bruta (EEAB) até a estação de tratamento de água (ETA), por meio da adutora e água bruta. Após ser tratada na ETA, a água potável é aduzida pela adutora de água tratada, até o reservatório e este, por fim, distribui a água para a cidade, que possui uma malha de distribuição de água. a)Planta b)Perfil Curso de água Curso de água Captação Estação de Tratamento de água Estação de Tratamento de água Estação elevatória de água bruta Estação elevatória de água bruta Adultora de água bruta Adultora de água bruta Adultora de água tratada Adultora deágua tratada Adultora de água tratada Reservatório Reservatório Rede de distribuição Cidade UNIASSELVI 1 9TEMA DE APRENDIZAGEM 3 ETAPAS DO PROCESSO DE TRATAMENTO DA ÁGUA As etapas descritas podem variar de ETA para ETA, pois como já vimos anteriormente, depende principalmente da qualidade da água que é captada (leia-se classe de enqua- dramento do manancial), além dos recursos financeiros e infraestrutura disponível. Pré-oxidação A pré-oxidação é uma etapa fundamental nos processos avançados de tratamento de água, sendo aplicada com o intuito de melhorar a eficiência global na remoção de contaminantes e na produção de água potável de alta qualidade. Di Bernardo e Sabogal Paz (2008) e Di Bernardo, Dantas e Voltan (2011) afirmam ser um processo que envolve a introdução controlada de agentes oxi- dantes, como cloro – na forma de hipoclorito (ClO-) e dióxido de cloro (ClO2), por exemplo, mas nunca o gás cloro (Cl2) puro – ou ozônio (O3), na água bruta antes das etapas convencionais de tratamento. Conforme Libânio (2010), essas substâncias oxidam a matéria orgânica, metais dissolvidos e compostos inorgâ- nicos, facilitando sua remoção nas fases subsequentes. Em sistemas de abastecimento que utilizam águas de superfície, a pré-oxidação é aplicada para melhorar a coagulação e floculação, especialmente em águas contendo matéria orgânica recalcitrante (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011). Também, nesta etapa, o ozônio é particularmente eficaz na desinfecção avançada, eliminando microrganismos patogênicos e reduzindo a carga microbiana antes das etapas de filtração. Como vantagens, além das já citadas, a pré-oxidação facilita a quebra de molécu- las orgânicas complexas, tornando-as mais suscetíveis à remoção em processos a jusante, como na filtração. Entretanto, o uso de cloro na pré-oxidação pode resultar na formação de subprodutos indesejados, como tri-halometanos (THM), que têm implicações em termos de regulamentações ambientais e de saúde pública (Di Bernardo e Sabogal Paz, 2008). Já a aplicação com ozônio pode demandar investimentos 8 1 significativos em infraestrutura e operação, visto a complexidade de sua aquisição e operação. De qualquer forma, devido à potencial formação de subprodutos e à necessidade de manter concentrações residuais controladas, a pré-oxidação requer um rigoroso programa de monitoramento. Coagulação A etapa de coagulação é o coração do tratamento de água convencional, desempe- nhando o papel essencial na remoção de partículas finas, coloides, impurezas dissol- vidas e até alguns microrganismos. É um processo químico pelo qual agentes coagu- lantes são adicionados à água bruta em mistura rápida para promover a formação de flocos a partir das partículas suspensas (HOWE et al., 2016). Os flocos aglomeram as impurezas, facilitando sua remoção nas etapas subsequentes do tratamento. As substâncias mais comuns utilizadas como coagulantes nas ETAs são (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011): ■ Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3): amplamente empregado devido à sua eficácia na neutralização de cargas elétricas. ■ Policloreto de Alumínio ou Cloreto de Polialumínio (PAC): sua apli- cação consiste na formação de complexos poliméricos que neutralizam cargas elétricas nas partículas suspensas. ■ Cloreto Férrico (FeCl3): coagulante alternativo, reconhecido pela sua capacidade de remover partículas coloidais e substâncias orgânicas. A quantidade adequada de coagulante é obtida mediante ensaios de Jar Test (jarro teste ou teste de jarros) com a água a ser tratada do manancial, antes da ETA ser construída e depende das características da água bruta, como turbidez, alcalinidade e teor de matéria orgânica (também expresso em carbono orgânico total – COT). O pH da água bruta também influencia a eficácia da coagulação; geralmente, faixas de pH entre 5,5 e 7,5 são ideais para a coagulação, mas deve ser verificada na ficha do produto ou diretamente com o fabricante, qual a faixa ótima de coagulação de acordo com a substância coagulante em uso. UNIASSELVI 8 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 O tempo de mistura do coagulante com a água bruta também é outro pon- to operacional de atenção, pois ele é quem permite a distribuição uniforme do coagulante na água, promovendo a eficácia da coagulação. Tempo de mistura curto não ocorre a completa coagulação das impurezas, enquanto que tempo de mistura longo pode ocorrer a sobre mistura, no qual o coagulante age sobre si mesmo e afeta negativamente a formação dos flocos. Entenda melhor o que é o ensaio de Jar Test e sua importância para a operação de uma estação de tratamento de águas e efluentes. https://drive.google.com/ file/d/1ArqB9f7iQ5P49GXBd8kg3nNBC8VP5i5N/view?usp=sharing EU INDICO A quantidade de coagulante utilizada deve ser monitorada cuidadosamente, pois seu uso excessivo pode levar à formação de subprodutos, como sólidos em sus- pensão, que exigem tratamento adicional. Além de que o uso em excesso implica maiores custos operacionais, sendo necessário comprar mais produto do que o realmente se precisa. E ainda, de acordo com Di Bernardo, Dantas e Voltan (2011), por consequência, o pH precisa ser monitorado porque alguns coagulantes têm tendência a baixar o pH da água bruta devido ao seu caráter ácido, necessitando, assim, também da dosagem de algum alcalinizante também nesta etapa. Floculação A floculação, seguida da coagulação, é outra etapa importante no tratamento convencional de água, onde partículas finas e coloidais são agrupadas em flocos maiores por meio da agitação lenta. Segundo Howe et al. (2016), este processo prepara a água para a sedimentação, facilitando a remoção de impurezas. Esta etapa exige agitação suave e controlada, com velocidades tipicamente entre 20 e 40 rpm (rotações por minuto), garantindo a formação gradual e estável dos flocos (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011). O tempo de retenção (ou tempo de detenção hidráulica – TDH) é crítico e varia conforme a qualidade da água, sendo geralmente de 15 a 45 minutos para permitir o crescimento e a estabilidade dos flocos. Quanto maior o TDH, maiores serão os flocos que, por 8 1 sua vez, sedimentam mais rapidamente, aumentando a eficiência da remoção de impurezas e clarificação da água. No entanto, mudanças abruptas nas características da água, como aumento de turbidez e diminuição do pH ou alcalinidade (fenômenos típicos de chuvas volumosas e persistentes), podem afetar a eficiência da floculação, exigindo ajustes operacionais nas etapas anteriores. Adicionalmente, pode-se adicionar um auxiliar de floculação, que consiste em polímeros sintéticos ou naturais que são adicionados para potencializar a formação e estabilidade dos flocos, auxiliando na coagulação e sedimentação de partículas. Os auxiliares de floculação promovem uma aglutina- ção mais eficiente, resultando em flocos maiores e sedimentação mais rápida, oti- mizando a remoção de impurezas e melhorando a qualidade final da água tratada, porém, da mesma forma que para o coagulante, o auxiliar de floculação deve ser utilizado quando realmente necessário, pois aumenta o custo de produção da água (visto que é adicionado mais um produto ao processo), bem como seu uso pode acarretar em efeitos negativos na ETA, como a obstrução precoce do leito filtrante (pois o auxiliar de floculação possui um efeito aglutinante maior que o coagulante) e a acidificação da água tratada, exigindo adição de alcalinizante para regular o pH. Decantação A decantação é projetada para separar partículas sedimentáveis por meio da ação da gravidade (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011). Esse processo permite a remoção eficaz de sólidos suspensos, contribuindo para a clarificação da água. Basicamente, os decantadores podem ser classificados da seguinte forma: ■ Em função da direção de escoamento: horizontal; vertical. ■ Em função do princípio de funcionamento: convencional ou clássico (não possui lamelas); alta taxa (possui lamelas). ■ Em função da forma de remoção de lodo: manual; mecanizada; acio- namento por válvulas. ■ Em função do regime de escoamento: turbulento(decantadores con- vencionais); laminar (decantadores de alta taxa). ■ Em função do tipo de lamela, para os decantadores de alta taxa:Tu- bular; Retangular; Placas. ■ Em função do formato construtivo: retangular; circular. UNIASSELVI 8 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 De acordo com Legner (2013), os decantadores convencionais são mais antigos e ainda bem comuns, porém demandam de extensa área construída apenas para esta etapa do tratamento, enquanto os de alta taxa são os que detém superfícies inclinadas de decantação (lamelas), reduzindo a área de aplicação e ocupando áreas significativamente menores. Em ambos os tipos, é a gravidade quem faz a separação dos flocos em relação à água clarificada, fazendo os flocos se acumu- larem ao fundo do decantador, dando origem a parte do lodo gerado na ETA. Veja alguns exemplos dos decantadores horizontais e verticais e seus respectivos detalhes internos no arquivo anexo. https://drive.google.com/file/d/15YTf-f- --A6LvwzeDvCasWweq5lrWsfNF/view?usp=sharing EU INDICO Decantadores convencionais: apresentam taxa de sedimentação mais lenta, me- nor área superficial, menor velocidade de sedimentação e favorecem a formação de flocos maiores. Necessitam de significativas áreas para sua construção. Decantadores de alta taxa: possuem grande área superficial (devido à presença das lamelas). Maior taxa de sedimentação, maior velocidade de sedimentação e, por consequência, remoção mais rápida de partículas, mesmo com flocos não tão grandes. Necessitam de áreas menores de construção, quando comparado com os decantadores convencionais. ZOOM NO CONHECIMENTO Conforme Di Bernardo, Dantas e Voltan (2011), a taxa de sedimentação é um dos parâmetros operacionais relevantes da decantação, sendo determinada pela gra- vidade e pela diferença de densidade entre a água e as partículas. A profundidade do decantador também influencia a eficiência do processo, a fim de maximizar o tempo de contato entre as partículas e a água (porém este parâmetro pode ser somente considerado antes da construção da ETA e, assim, deve ser cuidadosa- mente calculado para a melhor configuração possível). 8 4 A simplicidade operacional do decantador é uma característica dessa opera- ção unitária, visto que exige menos intervenção e manutenção se comparado a outras etapas de tratamento. No entanto, podem sofrer acúmulo de lodo, exigindo remoção regular para manter a eficiência. Filtração A filtração é a etapa de polimento no tratamento de água, pois desempenha um papel fundamental na remoção de partículas sólidas, impurezas e microrganis- mos (DI BERNARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011). Este processo é essencial para garantir a qualidade da água potável, atendendo aos padrões regulatórios e proporcionando um produto seguro para o consumo humano. Os tipos mais comuns de filtração de acordo com o quadro que segue. TIPO DE FILTRAÇÃO PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO APLICAÇÕES Filtração por Gravidade A água passa através de um meio filtrante por ação da gravidade, permitindo a remoção de partícu- las maiores. Utilizado em estações que não exigem grande produção de volume de água. Filtração Rápida em Meios Granulares Utiliza uma camada de meio gra- nular (areia, antracito) para reter partículas suspensas durante a passagem da água. Utilizado em estações mais recentes e que exigem maio- res produções de volumes de água. Filtração Lenta em Areia A água flui lentamente através de uma camada de areia, promoven- do a remoção de partículas por processos biológicos e físicos. Comumente utilizado em sistemas de tratamento des- centralizados e em comuni- dades menores. Filtração por Membranas Utiliza membranas semiper- meáveis para reter partículas, bactérias e vírus, permitindo a passagem de água purificada. Essencial em tratamentos avançados e purificação de água para uso industrial. Quadro 2 – Tipos de filtração e parâmetros importantes Fonte: adaptado de Di Bernardo, Brandão e Heller (1999). UNIASSELVI 8 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 Além disso, os filtros podem ainda ser classificados de acordo com alguns as- pectos, como: Tipo do meio filtrante: ■ Membrana: microfiltração, nanofiltração, ultrafiltração, osmose reversa. ■ Granular: areia, cascalho, pedregulho, zeólita, carvão antracitoso e suas associações. ■ Tipo de força motriz: filtração por gravidade; filtração por pressão ou pressurizada; filtração à vácuo; filtração por centrifugação. ■ Tipo de filtração: filtração lenta; filtração rápida; filtração de camada profunda. ■ Tipo de tratamento: filtração convencional; filtração direta (após flocu- lação, a água vai direto para a filtração, não existindo a etapa de decanta- ção); filtração em linha (após coagulação, a água vai direto para a filtração, não existindo as etapas de floculação e decantação). ■ Tipo de sentido de fluxo: fluxo ascendente; fluxo descendente; ■ Tipo de fluxo: constante (a vazão de filtrado é sempre a mesma); ■ variável (há variação na vazão de filtrado). ■ Tipo de camada: camada simples ou monocamada (apenas um tipo de meio filtrante, ex.: areia); camada dupla (dois tipos distintos de meio filtrante, ex.: areia e antracito); camada tripla (três tipos distintos de meio filtrante, ex.: areia, antracito e zeólita). Independentemente do tipo de filtração, alguns parâmetros precisam ser ob- servados para a correta operação, funcionamento e manutenção dos filtros (DI BERNARDO; BRANDÃO; HELLER, 1999). Veja a seguir: 8 1 ■ Taxa de filtração: definição: quantidade de água que passa através do filtro por unidade de tempo, por unidade de área (L/m².s-1). Os valores usuais para taxa de filtração variam conforme o tipo de filtração. Impor- tância: Uma taxa muito alta pode comprometer a eficiência da filtração (pois pode permitir que sólidos passem pelo leito), enquanto uma taxa muito baixa pode tornar o processo economicamente inviável (a etapa de filtração se torna lenta, demorando demais para filtrar). ■ Granulometria do meio filtrante: definição: tamanho das partículas do meio filtrante. Também varia conforme o tipo e filtração que é aplicado na ETA. Importância: garante a eficiência na remoção de partículas, evitando obstruções e aumentando a vida útil do filtro, que geralmente é de 10 anos. ■ Pré-tratamento adequado: definição: processos como coagulação, flo- culação e sedimentação que antecedem a filtração. Importância: reduz a carga de partículas no filtro, melhorando a eficiência e prolongando a vida útil do meio filtrante. ■ Monitoramento da qualidade da água: definição: análise regular da qualidade da água antes e após o processo de filtração. Importância: Ga- rante a conformidade com os padrões de qualidade, permitindo ajustes operacionais quando necessário. ■ Limpeza e manutenção: definição: procedimentos regulares de limpeza e manutenção do meio filtrante. Importância: prolonga a vida útil do filtro, assegurando a eficiência ao longo do tempo. O tipo mais adequado de filtração vai depender das etapas predecessoras, que já levaram em consideração a qualidade da água bruta e a vazão de projeto da ETA, além da área disponível que se terá disponível para implantar o tratamento e dos parâmetros específicos para o tipo de filtração escolhido. UNIASSELVI 8 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 Desinfecção A desinfecção é a etapa destinada a eliminar microrganismos patogênicos e ga- rantir a segurança microbiológica da água para consumo humano (DI BER- NARDO; DANTAS; VOLTAN, 2011). Veja, a seguir, algumas alternativas para a desinfecção no tratamento de água: ALTERNATIVA PRODUTO EMPREGADO VANTAGENS DESVANTAGENS Cloração Cloro gasoso (Cl2, mas é diluído em água corrente antes de sua aplicação), hipoclorito de sódio (NaClO) ou hipoclorito de cálcio (Ca(ClO)2). Efetivo contra uma ampla gama de microrganismos, ação residual, custo relativamente baixo. Formação de subpro- dutos como tri-halo- metanos (principal- mente a aplicação de cloração na pré-oxida- ção), corrosãode equi- pamentos, sensibilida- de ao pH da água, não é eficaz contra cistos. Dióxido de Cloro Dióxido de cloro gaso- so (ClO2) ou solução de dióxido de cloro. Potente agente oxi- dante, eficaz contra bactérias, vírus e cistos, não forma tri-halometanos. Menos estável que o cloro (isto é, precisa dosar mais produto para manter a con- centração de cloro estável), custo relati- vamente mais alto, é sensível às condições de pH. Ozônio Geração de ozônio (O3) in situ. Altamente eficaz na desinfecção, não forma subprodutos orgânicos, não altera o sabor ou odor da água. Custos iniciais eleva- dos, necessidade de equipamentos espe- cializados, ausência de ação residual. Radiação Ultra- violeta (UV) Luz ultravioleta. Inativação rápida de microrganismos, sem produtos químicos, não altera as carac- terísticas físicas ou químicas da água. Nenhuma ação resi- dual, necessidade de energia elétrica contí- nua, eficácia limitada em águas turvas. Quadro 3 – Alternativas para a desinfecção no tratamento de água Fonte: adaptado de Di Bernardo; Dantas; Voltan (2011). 8 8 A cloração ainda é a forma de desinfecção mais empregada no Brasil, principalmente, pelo seu custo relativamente baixo e de fácil manutenção e operação. Caso alguma ETA faça a desinfecção com ozônio ou radiação ultravioleta, ela deve, obrigatoriamente, fazer uma segunda desinfecção com cloração ou dióxido de cloro para manter o mínimo de 0,2 mg/L de cloro livre em toda a extensão da rede de distribuição, no reservatório e em qualquer ponto de consumo, conforme artigo 33° da Portaria de Consolidação n° 888, de 4 de maio de 2021. Libânio (2010) salienta que o principal ponto operacional de atenção para o desinfetante é o tempo de contato, visto que este produto é dosado no tanque de contato, a fim de provocar a mistura efetiva e homogênea da água tratada com o desinfetante, favorecendo a destruição de eventuais microrganismos que possam ter permanecido na água, assim como mantendo sua concentração para a água ser encaminhada para a rede de distribuição e/ou reservatório. O monitoramento do residual é feito em alguns pontos de coleta estabelecidos na rede de distribuição e nos reservatórios, a fim de seguir o que a legislação preconiza. Fluoretação A fluoretação da água é uma prática estabelecida em diversos países como uma medida de saúde pública para prevenir a cárie dentária. Esse processo envolve a adição controlada de compostos de flúor à água potável. No Brasil, a fluoretação da água para abastecimento público é obrigatória mediante a Lei n° 6.050, de 24 de maio de 1974. A seguir estão os dois produtos mais utilizados na fluoretação das águas tratadas, apesar de existirem outros. Ácido Fluossilícico (H2SiF6): origem: obtido como subproduto da produção de fertilizantes fosfatados. Aplicação: por ser líquido, pode ser aplicado diretamente na água, desde que monitorando sua concentração, pois dissolve-se rapidamente. Fluoreto de Sódio (NaF): origem: composto inorgânico sintético. Aplicação: por ser sólido, precisa ser previamente diluído, para então ser aplicado na água. Também tem fácil dissolução. UNIASSELVI 8 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 A única vantagem da fluoretação é a prevenção de cáries na população, principal- mente para as pessoas mais vulneráveis economicamente e que não tem acesso fácil a serviços odontológicos, porém, precisam ter acesso à água tratada e de qualidade. A desvantagem é a sobredosagem que pode deixar a concentração de flúor muito alta na água e, em situação constante e repetitiva, pode provocar fluorose dentária, tornando os dentes mais frágeis e esbranquiçados. Por isso, o monitoramento da dosagem deve ser constante. Correção de pH A correção de pH visa ajustar o valor de pH para níveis adequados, tanto para a eficácia dos processos de tratamento quanto para garantir a conformidade com padrões regulatórios (DI BERNARDO; SABOGAL; PAZ, 2008). A qualidade e as características físico-químicas das águas que circulam nas redes públicas de distribuição são reguladas por leis, tanto regionais como nacionais. Além disso, até a Organização Mundial da Saúde indica quais são os parâmetros para um abastecimento de água de qualidade e adequada ao consumo humano. Dentre as características químicas da água para consumo humano está o pa- râmetro pH. Esse importante parâmetro indica o nível de acidez ou alcalinidade da água tanto para a eficiência dos processos de tratamento quanto para garantir a conformidade com padrões regulatórios. De acordo com a legislação nacional, a água adequada para consumo huma- no deve estar entre 6,0 e 9,0 (conforme Portaria e Consolidação n° 888, de 4 de maio de 2021, do Ministério da Saúde). Quando a água está próxima ou acima de 9,5 de pH, é sintoma de excesso de certos minerais em quantidades tais que seu consumo não é recomendado. Nos casos em que a água está abaixo de 6,5 de pH, devemos ajustar esse parâmetro para ter uma água mais saudável. Os produtos mais empregados nesta etapa são: 9 1 ■ Hidróxido de Sódio (NaOH) ou soda cáustica: pode ser utilizada a solução preparada a partir do produto sólido ou comprar a solução pron- ta. O NaOH tem a função de elevar o pH da água tratada. Por ser uma base forte, é efetivo, fácil de manusear e não introduz algum tipo de sal indesejado. Entretanto, seu uso deve ser controlado porque aumenta a alcalinidade da água, além de ser extremamente corrosivo a metais e cau- sar queimaduras nos tecidos do corpo humano quando está em solução concentrada. O uso do NaOH também eleva a concentração de sódio (Na), o que deve ser analisado mediante ensaios de laboratório. ■ Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) ou cal hidratada: é comprada uma suspensão deste produto porque o hidróxido de cálcio não é completa- mente solúvel na água, diferentemente do NaOH. Pode ser aplicado o produto puro ou ser diluído, no entanto os cuidados na dosagem devem ser redobrados porque a suspensão de Ca(OH)2 danifica os rotores das bombas dosadoras devido à sua abrasividade (e também pelas impurezas contidas), além de que entope a linha de dosagem quando há períodos sem dosar. Apesar de ser classificado como uma base fraca, o hidróxido de cálcio também aumenta o pH e a alcalinidade da água (principalmente este último, em comparação com o NaOH). ■ Ácido Sulfúrico (H2SO4): utiliza-se a solução aquosa comprada, tendo em vista que é um ácido extremamente forte e que, quando puro, tem mui- ta facilidade de atacar tecidos e compostos orgânicos (não ataca metais), o que exige extremo cuidado no manuseio. Tem a função de diminuir o pH e a alcalinidade, visto sua facilidade de se misturar com a água. UNIASSELVI 9 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 Remoção de dureza A remoção de dureza tem a finalidade de remover íons de cálcio (Ca²) e magnésio (Mg²) que estejam contidos em quantidades expressivas na água a ser tratada, sendo estes dois íons os principais parâmetros indicadores para uma água dura, responsável por causar incrustações em tubulações, resultando em problemas operacionais e impactar na qualidade da água. A remoção geralmente ocorre pela via química, chamada de precipitação quí- mica, quando se é adicionado o alcalinizante (que desempenha a dupla função: aumentar o pH e a alcalinidade e remover dureza) nas etapas iniciais da ETA, principalmente na coagulação. Os produtos adicionados geralmente são hidró- xido de sódio (NaOH), carbonato de sódio (Na₂CO) ou cal hidratada (Ca(OH)). É a solução mais comum e barata. Pode ocorrer a remoção por meio de troca iônica, utilizando resinas de troca iônica que retiram íons de cálcio e magnésio da água, substituindo-os por íons de sódio. A vantagem é que não se adiciona produto químico na água, porém há a necessidade de regeneração periódica da resina com salmoura, além de gerar resíduos salinos (HIPPERQUÍMICA, 2023). Outra solução é o uso da osmose reversa, mas que nas etapas iniciais fica to- talmente inviável devido à presença de diversoscontaminantes na água, fazendo a membrana obstruir rapidamente (MIERZWA, 2019). Desta forma, deve-se estudar qual é o melhor local de aplicação da tecnologia dentro da ETA, a fim de evitar a situação acima descrita, levando em consideração, ainda, seu excessivo consumo de energia e a baixa produção de água tratada, além de necessitar altos investimentos. Remoção de ferro e manganês A presença de ferro (Fe) e manganês (Mn) na água pode resultar em problemas estéticos, como coloração e sabor indesejáveis, além de causar incrustações em tubulações e equipamentos. O ferro e o manganês na água estão frequentemente na forma de íons solúveis (Fe² e Mn²), sendo a oxidação (com permanganato de potássio e à base de cloro, como o hipoclorito de sódio, dióxido de cloro ou cloro gasoso por arraste de água) desses íons para suas formas insolúveis (Fe³ e Mn⁴) uma alternativa para sua remoção, seguida pela filtração para remover os sólidos precipitados. No entanto, o inconveniente de se utilizar esses oxidantes, 9 1 principalmente os à base de cloro, é que há a possibilidade de formar compostos indesejáveis e muito nocivos à população, como por exemplo, trihalometanos (THM) que são potencialmente cancerígenos e, desta forma, exige maior moni- toramento e controle da dosagem desses produtos ao tratamento da água. A oxidação pode ser realizada por meio de aeração, injetando-se ar por meio de difusores, pouco antes da coagulação, ou produtos oxidantes, conforme ci- tam Di Bernardo, Sabogal Paz (2008), como o cloro (já abordado anteriormente neste tema) ou permanganato de potássio (KMnO4). Essa alternativa é eficaz na remoção de concentrações moderadas de ferro e manganês, adequado para uso em águas subterrâneas, mas exige pré-tratamento para ajustar o pH, forma lodo e há potencial para entupimento do meio filtrante. Da mesma forma que apresentado na remoção de dureza, podem ser apli- cadas as soluções de troca iônica e osmose reversa para a remoção de ferro e manganês da água. A diferença da troca iônica em relação à oxidação é que a troca iônica é empregada em águas brutas que possuem maior concentração desses íons. As vantagens e desvantagens são similares às citadas na remoção de dureza. Remoção de sabor e odor A presença de sabor e odor desagradáveis na água é uma preocupação importante no tratamento de água potável, pois pode afetar negativamente a aceitabilidade e a qualidade percebida da água. Há duas maneiras de remover o sabor e odor da água: por meio da utilização do carvão ativado e pela oxidação química. O carvão ativado é um adsorvente eficaz para remover compostos orgânicos responsáveis por sabor e odor, pois sua superfície porosa adsorve diversas mo- léculas (nesse caso as orgânicas) reduzindo assim o sabor e o odor indesejados. Pode ser utilizado o carvão ativado granular (CAG) ou carvão ativado em pó (CAP), sendo este último o mais comum. Quando se trata de remoção de odor e sabor provenientes da presença de ferro e manganês na água, além de haver a necessidade do processo oxidativo explicado anteriormente, o meio filtrante também precisa ser escolhido de forma adequada. Por isso, outra alternativa além do carvão ativado aplicado como uma das camadas do filtro, pode ser utilizada a zeólita (seja como uma camada adi- cional ou em substituição a do carvão). Filtração por membrana também pode ser aplicada como uma alternativa para esse caso. UNIASSELVI 9 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 O ideal é que o carvão ativado seja dosado nas etapas iniciais da ETA, seja antes da coagulação, na coagulação ou floculação, a depender dos estudos e análises previamente executados para a concepção do tratamento. O carvão ativado deve ser dosado num ponto estratégico em que não adsorva os produtos dosados para o tratamento, mas apenas as moléculas orgânicas responsáveis pelo odor e sabor conferidos à água. A oxidação química tem o mesmo princípio como explicado anteriormente na remoção de ferro e manganês, visto que os produtos adicionados são os mesmos e, diferentemente do carvão ativado, em que as moléculas são adsorvidas fisicamen- te e o conjunto carvão ativado + molécula ficam no lodo ou são retidos no filtro, na oxidação química são formados precipitados (que decantam e se acumulam no lodo ou são retidos nos filtros) e/ou as moléculas orgânicas são degradadas. Em ambas as situações, os parâmetros de operação que devem ser obser- vados, são os que já foram citados anteriormente: tempo de contato, controle de dosagem e monitoramento contínuo por meio de análises em laboratório, a fim de controlar a eficiência do processo. Após vermos todas as etapas que podem estar presentes numa ETA, a figura 12 ilustra um fluxograma com a maioria das etapas que uma ETA convencional usualmente tem. 9 4 Em síntese, o tratamento de águas é importante para a preservação da qualidade e disponibilidade desse recurso vital. Ao empregar diversas técnicas e processos, como a coagulação, decantação, filtração e desinfecção, conseguimos remover a maioria das impurezas e contaminantes que, além de promover a saúde pública, contribui para a conservação dos ecossistemas aquáticos e a sustentabilidade ambiental. Manancial Coagulação Alcalinizante A lc al in iz an te Fl ú or Floculação Sedimentação Correção de pH Água Final Fluoretação Desinfecação Filtração A g en te o xi d an te A g en te o xi d an te Agente oxidante A g en te o xi d an te Polímero P ol ím er o C A P C oa g u la n te Figura 4 – Fluxograma de uma estação de tratamento convencional de ciclo completo Fonte: https://canteirodeengenharia.com.br/2020/07/08/tratamento-de-agua/. Descrição da Imagem: uma ETA convencional de ciclo completo contempla várias etapas para o tratamento de água, inclusive diversos pontos de aplicação de produtos químicos além daqueles explorados pelo conteúdo do tema. Isso mostra o quão complexo pode ser tratar a água de um manancial que apresenta características às quais exigem tal cuidado para distribuir água de qualidade para a população. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . EM FOCO UNIASSELVI 9 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 3 NOVOS DESAFIOS O profissional contribui para a preservação ambiental, a saúde pública e o desenvol- vimento sustentável, abrangendo desde a captação até a distribuição da água potável, além do tratamento de lodo, visando garantir a qualidade dos recursos hídricos. Um dos desafios enfrentados por esses profissionais é a crescente demanda por água potável em meio ao aumento da população mundial e às mudanças climáticas. A escassez de recursos hídricos e a poluição dos corpos d’água são obstáculos que exigem soluções inovadoras e sustentáveis. A busca por tecnolo- gias mais eficientes e métodos de tratamento avançados é essencial para enfrentar esses desafios de maneira eficaz. Outro ponto crítico é a necessidade de lidar com a contaminação de águas superficiais e subterrâneas por poluentes industriais, agrícolas e domésticos. O profissional em saneamento deve estar apto a empregar técnicas de remoção de contaminantes, bem como a desenvolver estratégias para prevenir a poluição, promovendo práticas de uso responsável da água. Percebe-se que o profissional em saneamento desempenha um papel vital na garantia da disponibilidade e gestão sustentável da água. Enfrentar os desafios atuais e futuros demandará não apenas conhecimento técnico, mas também ha- bilidades inovadoras e uma abordagem integrada para as questões ambientais. Com a adoção de tecnologias avançadas e práticas sustentáveis, o futuro desse campo promete contribuir significativamente para a construção de um ambiente mais saudável e equilibrado. 9 1 UNIASSELVI 9 1 1. Algumas etapas do processo de tratamento da água possuem um elemento em comum: a adição de algum produto químico, cujaabrigam aproximada- mente 97,5% de toda a água do planeta, mas essa vastidão salgada parece distante quando se pensa na água que sustenta a vida cotidiana. A água doce, uma pequena fração desse precioso recurso, assume a tarefa crucial de abastecer a vida na Terra. Rios serpenteiam pelos continentes, trazendo consigo o líquido vital para florestas, cidades e campos. Lagos pontilham a paisa- gem, refletindo a importância dessa água para a manutenção de ecossistemas locais. ÁGUA NA TERRA MARES E OCEANOS 97,2% AGUA DOCE 2,8% ÁGUA DOCE NA TERRA GELO 68,7% LENÇÓIS FREÁTICOS 30,1% ÁGUA DA SUPERFÍCIE 0,3% Pergelissolo 0,9% ÁGUA DA SUPERFÍCIE RIOS 2% ZONAS HÚMIDAS DE ÁGUA DOCE 11% LAGOS 87% Figura 1 – Distribuição de água na Terra / Fonte: adaptada de Christopherson e Birkeland (2017). Descrição da Imagem: distribuição da água no planeta Terra: apenas uma pequena quantidade de água é doce, da qual apenas uma pequena porção é água superficial. A imagem apresenta três círculos um ao lado do outro, cada um representando uma categoria específica relacionada à distribuição da água na Terra. Vamos descrever detalhadamente cada círculo e suas respectivas porcentagens: 1. Água na Terra: Mares e Oceanos: 97,2% e Água Doce: 2,8%. 2. Água Doce na Terra: Gelo: 68,7%, Lençóis Freáticos: 30,1%, Água da Superfície: 0,3% e Pergelissolo: 0,9%, 3. Água da Superfície: Rios: 2%, Zonas Húmidas de Água Doce: 11% e Lagos: 87%. A distribuição da água doce também se desenha nas montanhas, onde a neve se acumula, formando geleiras que, por sua vez, alimentam rios e contribuem para o equilíbrio hidrológico. Essas reservas de água congelada não apenas influen- ciam a distribuição da água, mas também desempenham um papel importante no controle do clima. O subsolo, por sua vez, oculta vastas reservas de água subterrânea, um reser- vatório invisível que sustenta poços, nascentes e a vegetação que depende desse recurso subterrâneo. A interação entre as águas subterrâneas e superficiais forma um intrincado sistema hidrológico que alimenta a biodiversidade e mantém o equilíbrio ecológico. UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 Entretanto, essa distribuição não é homogênea. Enquanto algumas regiões desfrutam de uma abundância de água, outras enfrentam a escassez como uma dura realidade. O desafio reside em gerenciar essa distribuição desigual, consi- derando não apenas as necessidades imediatas das populações humanas, mas também a preservação dos ecossistemas aquáticos. Figura 2 – Rio Amazonas visto do espaço Fonte: https://globalquiz.org/en/quiz-image/amazon-river-from-space/. Descrição da Imagem: a representação digital do Rio Amazonas, obtida por satélite, revela uma extensa área verde que abraça a paisagem. Entre essas áreas verdes, observam-se trechos dispersos de coloração azul, suge- rindo a presença de afluentes, rios secundários ou mesmo lagos conectados ao complexo sistema hidrográfico do Rio Amazonas. Envolvendo essa exuberância verde, surge uma moldura de tonalidades azuis, possivelmente representando corpos d’água circundantes. No Brasil, a distribuição de água não é igualitária, desenhando uma narrativa complexa, moldando não apenas paisagens, mas também influenciando dire- tamente as condições de vida das diferentes regiões populacionais. O Norte e o Centro-Oeste, abrigando vastas bacias hidrográficas, desfrutam de uma abun- dância hídrica, contrastando com o Nordeste, frequentemente assolado por se- cas prolongadas. O Sudeste, epicentro econômico do país, enfrenta desafios de escassez em meio à urbanização intensa. 1 1 Enquanto o Sul, com seus rios caudalosos, experimenta uma distribuição mais equilibrada. Essa distribuição desigual da água no Brasil destaca a urgência de políticas hídricas inclusivas, considerando não apenas a disponibilidade, mas também a necessidade crescente das diversas populações do país. A distribuição da água na Terra é moldada por fatores climáticos, geográficos e, cada vez mais, pelas ações humanas. À medida que enfrentamos desafios como mu- danças climáticas e crescimento populacional, a compreensão e gestão hídrica tor- nam-se imperativas, cabendo a nós preservar esse recurso para as gerações futuras. O ciclo hidrológico O ciclo hidrológico é um processo vital que sustenta a vida na Terra. Começando nos oceanos, onde o Sol aquece as águas, dando início à evaporação, as águas transformadas em vapor ascendem aos céus. Este vapor, agora nuvem, encontra seu caminho que pode resultar em chuva, neve ou até mesmo garoa. As nuvens, em constante movimento, percorrem os céus até que a tempera- tura diminua e ocorra a condensação. A aglomeração de gotículas forma nuvens cada vez mais densas até que a gravidade as faça precipitar, retornando à água, agora líquida, aos mares, rios, lagos e solo. O solo absorve parte dessa água, cuja infiltração alimenta os lençóis freáti- cos, sustentando a vegetação e fornecendo água para os mananciais. Essa água, contudo, não permanece estática; a transpiração das plantas, uma forma sutil de evaporação, retorna à água ao ciclo, completando um ato crucial do processo. A evapotranspiração é um processo vital no ciclo hidrológico, representando a perda de água da superfície terrestre para a atmosfera. Essa fusão de duas pala- vras – evaporação e transpiração – resume a dualidade desse fenômeno. A eva- poração refere-se à transformação da água líquida em vapor pela ação do calor, principalmente do sol. Já a transpiração ocorre nas plantas, onde a água é absor- vida pelas raízes, transportada até as folhas e liberada para a atmosfera em forma de vapor. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . APROFUNDANDO UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 Esse processo (evapotranspiração) desempenha um papel fundamental nos ecossis- temas. Ao perder água para a atmosfera, as plantas regulam sua temperatura interna, promovem a absorção de nutrientes e contribuem para a umidade local. Além disso, a evapotranspiração influencia o clima, afetando padrões de chuva e temperatu- ra em escalas locais e globais. Como parte integrante da dinâmica ambiental, a evapotranspiração é um elo essencial na cadeia de interações entre solo, plantas e atmosfera, evidenciando a incrível complexidade e harmonia do mundo natural. Os rios fluem em direção aos oceanos, transportando não apenas água, mas também nutrientes essenciais para a vida. Ao atingir os oceanos, a água recomeça seu ciclo ascendente, reiniciando a evaporação e perpetuando o ciclo hidrológico. Gia vel modia volore sequi dis re REALIDADE AUMENTADA O ciclo da água é muito mais do que um fenômeno geofísico; é o pulso vital da Terra. Influencia o clima, molda paisagens e sustenta ecossistemas. A agricultura, as cidades, a vida selvagem – todos partici- pam desse processo, cada um desempe- nhando seu papel. No entanto, a interferência humana, por vezes, desequilibra esse processo. O desmatamento, a urbanização descontro- lada e as mudanças climáticas alteram o ritmo natural do ciclo hidrológico, trazen- do consigo consequências imprevisíveis. Como seres sencientes, é nossa responsa- bilidade compreender e preservar o ciclo hidrológico, garantindo a coexistência harmoniosa com o elemento essencial que sustenta toda forma de vida — a água, com as demais atividades humanas. 1 4 A MULTIPLICIDADE DE USOS DA ÁGUA: UM RECURSO PRECIOSO EM DIVERSAS FRENTES A água, fonte essencial à vida, desempenha um papel multifacetado, influen- ciando diretamente diversas esferas da atividade humana e natural. Seu uso transcende a simples satisfação da sede, expandindo-se para setores críticos que moldam sociedades e ecossistemas. Ao explorar os usos da água, mergulhamos em um universo complexo e interconectado que reflete a importância desse re- curso precioso. O Quadro 1, a seguir, apresenta uma associação detalhada entre os diferen- tes usos da água e os requisitos específicos de qualidade necessáriosfunção é favorecer o tratamento da água para que ela seja devidamente tratada e apta para o consumo e demais necessidades do ser humano, de acordo com leis e normativas vigentes. De acordo com a contextualização, indique a alternativa correta que contempla um exemplo de produto químico que pode ser aplicado, na sequência, das etapas a seguir: pré-oxidação, coagulação, desinfecção, fluoretação, correção de pH e remoção de sabor e odor: a) Dióxido de Cloro (ClO2); Cloreto de Alumínio (Al2Cl3); Dióxido de Cloro (ClO2); Fluoreto de Sódio (NaF); Hidróxido de Sódio (NaOH) e Carvão Ativado em Pó (CAP). b) Carvão Ativado em Pó (CAP); Policloreto de Alumínio (PAC); Hipoclorito de Sódio (NaClO); Ácido Clorídrico (HCl); Ácido Sulfúrico (H2SO4) e Gás cloro (Cl2) diluído. c) Hidróxido de Sódio (NaOH); Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3); Radiação Ultravioleta (UV); Ácido Fluossilícico (H2SiF6); Ácido Sulfúrico (H2SO4) e Carvão Ativado em Pó (CAP). d) Gás cloro (Cl2) diluído; Policloreto de Alumínio (PAC); Gás cloro (Cl2) diluído; Ácido Fluos- silícico (H2SiF6); Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) e Carvão Ativado em Pó (CAP). e) Gás cloro (Cl2) diluído; Permanganato de Potássio (KMnO4); Hipoclorito de Sódio (NaClO); Fluoreto de Sódio (NaF); Ozônio (O3) e Policloreto de Alumínio (PAC). 2. Quais são as principais diferenças entre os processos de “Coagulação-Floculação” e “Mem- branas de Ultrafiltração” em estações de tratamento de água (ETA)? a) Na coagulação-floculação, ocorre a adição de produtos químicos para formar flocos, que são posteriormente removidos, enquanto a ultrafiltração utiliza uma barreira física para reter partículas e impurezas. b) O processo de coagulação-floculação é baseado na remoção de impurezas por meio de membranas semipermeáveis, enquanto a ultrafiltração utiliza produtos químicos para aglutinar partículas. c) Ambos os processos são exclusivamente físicos, sem a necessidade de adição de pro- dutos químicos para a purificação da água. d) A coagulação-floculação é um método mais adequado para a remoção de microrga- nismos patogênicos, enquanto a ultrafiltração é mais eficaz na remoção de sólidos em suspensão. e) A ultrafiltração é um processo mais econômico, pois requer menos infraestrutura e ma- nutenção em comparação com a coagulação-floculação. AUTOATIVIDADE 9 8 3. Considere as seguintes afirmativas sobre o sistema de abastecimento de água e identifique as corretas: I - Reservatórios elevados têm como função principal a pressurização da água na rede de distribuição, garantindo uma oferta contínua aos consumidores. II - A utilização de produtos químicos, como o cloro, em estações de tratamento de água, tem como objetivo principal promover a coagulação das impurezas presentes. III - O controle de pressão em uma rede de distribuição é essencial para evitar vazamentos, rupturas e garantir a eficiência do sistema. IV - Redes de distribuição, com layout mal planejado, podem resultar em zonas mortas, áreas em que a água permanece estagnada, aumentando o risco de contaminação. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) II e IV, apenas. c) III e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) I, II, III e IV. AUTOATIVIDADE 9 9 REFERÊNCIAS BRASIL. Lei n° 6 .050, de 24 de maio de 1974. Dispõe sobre a fluoretação da água em sistemas de abastecimento quando existir estação de tratamento. Brasília, DF: Presidência da República, 1974. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l6050.htm. Acesso em: 19 dez. 2023. BRASIL. Ministério da Saúde. Gabinete do Ministro. Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de 2021. Altera o Anexo XX da Portaria de Consolidação GM/MS nº 5, de 28 de setembro de 2017, para dispor sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Diário Oficial da União: seção 1, Brasília, DF, n. 85, p. 127, 7 maio 2021. Disponível em: https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/portaria-gm/ms- n-888-de-4-de-maio-de-2021-318461562. Acesso em: 18 dez. 2023. BURGARDT, T. Técnicas de filtração de água destinadas ao abastecimento público. Estudo de Caso Lagoa do Peri. Monografia. Palhoça, SC: Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL). Disponível em: https://repositorio.animaeducacao.com.br/bitstream/ANIMA/4847/1/110962_ Tiago.pdf. Acesso em: 18 dez. 2023. DI BERNARDO, L.; BRANDÃO, C. C. S.; HELLER, L. Tratamento de águas de abastecimento por filtração em múltiplas etapas. São Carlos, SP: EESC-USP, 1999. 121 p. Disponível em: http:// www.finep.gov.br/images/apoio-e-financiamento/historico-de-programas/prosab/aguas_ de_abastecimento.pdf. Acesso em: 19 dez. 2023. DI BERNARDO, L.; DANTAS, A. Di B.; VOLTAN, P. E. N. Tratabilidade da água e dos resíduos ge- rados em estações de tratamento de água. São Carlos, SP: LDiBe, 2011. 454 p. DI BERNARDO, L.; SABOGAL PAZ, L. P. Seleção de tecnologias de tratamento de água. São Carlos, SP: LDiBe, 2008. 682 p. vol. II. HOWE, K. et al. Princípios de tratamento de água. São Paulo, SP: Cengage, 2016. 624 p. LEGNER, C. Sistema de decantação. Revista TAE, Santo André, SP, ano 3, n. 13, jun./jul. 2013. Disponível em: https://www.revistatae.com.br/Artigo/545/sistema-de-decantacao. Acesso em: 17 dez. 2023. LIBÂNIO, M. Fundamento de qualidade e tratamento de água. Campinas, SP: Editora Átomo, 3. ed., 2010. 494 p. MIERZWA, J. C. Processos de separação por membranas para tratamento de água e efluen- tes. São Paulo, SP: USP, 2019. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4842123/ mod_resource/content/1/PHA%205053%20%E2%80%93%20Aula%208_2019%20Projeto%20 de%20sistemas.pdf. Acesso em: 17 dez. 2023. MOURA, P. G. et al. Água de reúso: uma alternativa sustentável para o Brasil. In: SCIELO, dez. 2020. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/7888VSVHBqZK7Bnz85X5Z8x/?format=p- df&lang=pt. Acesso em: 17 dez. 2023. TROCA Iônica no Tratamento de Água. In: HIPPERQUÍMICA, 10 maio 2023. Disponível em: https:// hipperquimica.com.br/troca-ionica/. Acesso em: 19 dez. 2023. TSUTIYA, M. T. Abastecimento de água. São Paulo, SP: ABES, 2006. 644 p. 1 1 1 1. Resposta correta: letra D). Pois lista produtos químicos que correspondem às etapas mencionadas no enunciado. A. Incorreta: o cloreto de alumínio não é usado no tratamento de água, nem tem propriedades coagulativas. B. Incorreta: o carvão ativado em pó não tem propriedades oxidativas e não é adequado para pré-oxidação. O ácido clorídrico não adiciona flúor à água e não é usado no tratamento. O gás cloro diluído pode oxidar substâncias indesejadas, mas não é ideal devido aos riscos de formação de subprodutos prejudiciais. C. Incorreta: o hidróxido de sódio não possui propriedades oxidativas para pré-oxidação. A radiação UV não atende aos requisitos legais para desinfecção da água. E. Incorreta: o permanganato de potássio não é adequado para coagulação. O ozônio não é eficaz para corrigir o pH. O PAC não é a melhor escolha para remover sabor e odor da água. 2. Resposta correta: letra A). B. Incorreta: o processo de coagulação-floculação não utiliza membranas semipermeáveis. Pelo contrário, esse método se baseia na formação de flocos por meio da adição de produtos químicos. A ultrafiltração, por sua vez, utiliza membranas para reter partículas. C. Incorreta: a coagulação-floculação envolve a adição de produtos químicos para aglutinar partículas, sendo um processo químico-físico. A ultrafiltração, embora seja um processo físico, muitas vezes, necessita da aplicação de pressão para forçar a água através das membranas. D. Incorreta: ambos os processos são eficazes na remoção de diferentes tipos de impurezas, mas a ênfase na coagulação-floculação é na remoção de sólidos em suspensão, enquanto a ultrafiltração é eficaz na retenção de partículas e microrganismos. E. Incorreta: a ultrafiltração geralmente requer mais infraestrutura e manutenção, pois envolve o uso de membranas que precisam ser substituídas periodicamente. Portanto, não é correto afirmar que a ultrafiltraçãoé mais econômica em termos de infraestrutura e manutenção. 3. I. Incorreta: a função principal dos reservatórios elevados é armazenar água para atender às demandas sazonais e diárias, proporcionando uma reserva estratégica, perdendo nível e, consequentemente, diminuindo a pressão da rede. A pressurização é geralmente realizada por estações elevatórias, que mantêm a rede pressurizada enquanto as bombas estão ligadas. II. Incorreta: a utilização de produtos químicos, como o cloro, em estações de tratamento de água, tem como objetivo principal a desinfecção da água, eliminando microrganismos patogênicos, e não a coagulação. GABARITO 1 1 1 UNIDADE 2 MINHAS METAS CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS Entender qual é a definição de esgoto. Explorar os princípios essenciais relacionados à identificação das características físicas, quí- micas e biológicas dos efluentes. Conhecer a composição química e biológica do esgoto, identificando elementos como nutrientes e microrganismos. Aprender a vazão de projeto para se ter noção de dimensionamento eficiente de redes cole- toras e estações de tratamento de efluentes. Aprofundar os conhecimentos sobre DBO e DQO e o que a razão entre elas pode trazer de informação para o profissional ambiental. Distinguir os microrganismos mais usuais a serem monitorados nos esgotos bruto e tratado. Familiarizar-se com a legislação ambiental brasileira relacionada ao descarte de esgoto e efluentes líquidos. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 4 1 1 4 INICIE SUA JORNADA Os esgotos, muitas vezes ignorados e invisíveis em nosso cotidiano, desempe- nham um papel vital na saúde pública e na preservação do meio ambiente. Es- gotos referem-se aos resíduos líquidos e sólidos provenientes das atividades hu- manas, principalmente das residências, indústrias e estabelecimentos comerciais. Esses efluentes, se não tratados adequadamente, representam uma séria ameaça à qualidade da água e à saúde da população. A importância do tratamento de esgotos é inquestionável, pois está direta- mente ligada à preservação da saúde pública. Efluentes não tratados são porta- dores de agentes patogênicos, como bactérias, vírus e parasitas, capazes de causar doenças transmitidas pela água, como cólera e hepatite. Além disso, substâncias químicas presentes nos esgotos podem contaminar os corpos d’água, comprome- tendo a biodiversidade e impactando negativamente os ecossistemas aquáticos. VOCÊ SABE RESPONDER? De que forma é possível saber o que tem no esgoto e como isso influencia nos sistemas de tratamento de esgotos? Com a caracterização dos esgotos, que envolve a análise detalhada dos resíduos presentes nos efluentes, abrangendo desde elementos químicos até microrganis- mos, é possível determinar a carga poluente, identificar fontes de contaminação, propor as melhores rotas tecnológicas para o tratamento do esgoto e avaliar a eficácia dos sistemas de tratamento existentes, porém, um dos obstáculos é a presença de poluentes emergentes, como produtos farmacêuticos e substâncias químicas industriais, que não são tradicionalmente considerados nos métodos convencionais de análise e exigem atenção do profissional nas rotinas de trabalho que envolvam a caracterização dos esgotos. UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 A evolução tecnológica e as mudanças nos padrões de consumo requerem uma constante adaptação das técnicas de caracterização para garantir uma visão holística da fonte e da qualidade dos esgotos para assim, compreender a composi- ção dos esgotos e poder tratá-los da maneira mais segura, eficiente e sustentável, reduzindo seu impacto no meio ambiente e na sociedade. Conheça melhor o que são poluentes emergentes e disruptores endócrinos no nosso podcast. Entenda a diferença entre eles, identifique se fazem parte de seu cotidiano e quais seus impactos no meio ambiente e na saúde humana, além de descobrir se existem alternativas para mitigar essas substâncias que são cada vez mais encontra- das nos esgotos do Brasil e do mundo. Ouça agora o podcast “Poluentes emergentes e disruptores endócrinos: desvendando ameaças invisíveis no esgoto”. Recursos de mí- dia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? Saber o que é o esgoto e como manejá-lo é importante para a preservação do meio ambiente e a saúde pública. Conhecer a diferença entre esgoto doméstico e efluente industrial permite uma abordagem mais eficaz na prevenção da poluição hídrica e na implementação de práticas sustentáveis. Dessa forma, relembre alguns conceitos, assista ao vídeo que destaca as disparidades entre esses dois tipos de despejos, proporcionando uma visão mais abrangente sobre a relevância de seu adequado tratamento e descarte responsável. 1 1 1 DESENVOLVA SEU POTENCIAL CARACTERIZAÇÃO DO ESGOTO No seu cotidiano, você se dá conta de quantas vezes realiza atividades como escovar os dentes, tomar banho, fazer refeições, ir ao banheiro, lavar louça ou roupas etc.? Você está igualmente ciente do consumo diário de água associado a essas práticas? Já pensou para onde vai a maior parte dessa água consumida? A resposta é clara: ela acaba indo para o esgoto (quando devidamente coletada e direcionada para a Estação de Tratamento de Esgoto (ETE)). Então, qual é a sua contribuição para o volume total de esgoto gerado? Multiplique essa quantidade pelo número de pessoas que compartilham o mesmo espaço residencial de você. Em seguida, estenda o cálculo para abranger o número de residências na sua rua e, se conseguir, no seu bairro. Agora, imagine a escala do consumo de água resultante e, consequentemente, a quantidade substancial de esgoto gerado na sua cidade! VOCÊ SABE RESPONDER? Afinal, o que é o esgoto? O esgoto é a água usada após o banho, da descarga do vaso sanitário, resultante da lavação de louças e de roupas, por exemplo. Essas águas são comumente refe- ridas como “águas residuais” ou “águas servidas”, sendo que os resíduos líquidos provenientes de residências constituem os esgotos domésticos, enquanto que os provenientes de indústrias são denominados esgotos industriais. De forma ainda mais abrangente, o esgoto pode ser definido como a água de abastecimento de uma comunidade após o seu uso em uma variedade de apli- cações (residencial, industrial, comercial etc.), contendo constituintes que, sem tratamento, a tornam imprópria para a maioria dos usos, ou seja, o esgoto nada mais é do que água poluída, tendo suas composições química, física e biológica direta ou indiretamente alteradas, invalidando total ou parcialmente os fins a que ela inicialmente se destinava (OMS, 2023). UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 Veja as classificações das águas residuais de acordo com sua origem (MEN- DONÇA; MENDONÇA, 2020): ■ Domésticas: provenientes de atividades cotidianas em residências, como banho, descarga de sanitários, lavação de louças e roupas, além de serem pro- venientes de comércios, prédios públicos, escritórios etc. Contêm resíduos or- gânicos, detergentes e outras substâncias associadas às atividades domésticas. ■ Industriais: originam-se de processos industriais e incluem águas uti- lizadas nas mais diversas atividades fabris. Logo, sua composição varia conforme as operações de cada indústria. ■ Infiltrações e vazões adicionais: referem-se à entrada não intencional de água em sistemas de esgoto. Infiltração é quando a água penetra no solo e entra nas redes por meio de juntas, fissuras e estruturas subterrâneas, por exemplo, enquanto vazões adicionais são causadas por fatores como despejo de efluentes bruto ou tratado e água pluvial (se permitidos pela legislação local). ■ Pluviais: provenientes de precipitação, como chuva e neve, que escoam sobre superfícies urbanas, podendo carregar poluentes da superfície, como óleos e sedimentos. Além da água, o esgoto contém uma variedade de substâncias e microrganismos que modificam suas propriedades físico-químicas e biológicas,por exemplo: ma- téria orgânica, sólidos dissolvidos (SD), sólidos em suspensão (SS), microrganis- mos patogênicos e não patogênicos, resíduos tóxicos e nutrientes (BRASIL, 2020). Todos esses elementos podem contaminar o meio ambiente e representar um risco para a saúde da população, sendo necessário que o esgoto seja coletado e tra- tado, devido à sua capacidade poluente, antes de ser despejado no meio ambiente. A caracterização do esgoto envolve aspectos quantitativos e qualitativos. En- quanto que os aspectos quantitativos estão relacionados à vazão e quantidade de matéria orgânica, por exemplo, que chega para ser tratada na ETE, os qualitativos estão relacionados a saber o que constitui física, química e biologicamente os esgotos (MENDONÇA; MENDONÇA, 2020). 1 1 8 A caracterização dos esgotos é subdividida em aspectos quantitativos, que infor- ma quantidade (vazão, massa, volume, por exemplo), e aspectos qualitativos, que informa o que há no esgoto (bactérias, sólidos, nutrientes). Aspectos quantitativos A caracterização quantitativa do esgoto envolve a análise e mensuração de parâ- metros relacionados à quantidade de água, pois a quantidade de esgoto gerada possui relação com o fornecimento de água, e aos componentes presentes nos efluentes sanitários. Caracterização dos Esgotos Quantitativa Vazão de Projeto Vazão inicial Vazão final Características Físicas Características Químicas Características Biológicas Qualitativa Figura 1 – Caracterização dos esgotos e suas subdivisões / Fonte: o autor. Descrição da Imagem: a imagem apresenta um organograma onde a caracterização dos esgotos é dividida em duas principais categorias: quantitativa e qualitativa. Na seção quantitativa são avaliados aspectos relacionados à quantidade de esgoto, incluindo a vazão de projeto, a vazão inicial e a vazão final. Já na seção qualitativa são analisadas as características físicas, químicas e biológicas. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 A água utilizada nas residências é direciona- da para as instalações prediais e, após seu uso, encaminhada para as redes de esgoto. Como resultado, conforme Mendonça e Mendonça (2020), existe uma clara relação entre o consu- mo per capita de água e a contribuição para a infraestrutura de esgotamento. O consumo per capita é um parâmetro va- riável entre as diferentes localidades e, de acor- do com Tsutiya e Sobrinho (1999), depende de diversos fatores: temperatura média da região, renda familiar, índices de industrialização, hábi- tos higiênicos e culturais da população etc. 1 1 1 UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 ESTADO / MACRORREGIÃO CONSUMO MÉDIO PER CAPITA (L/HAB .DIA) VARIAÇÃO ENTRE 2017 E 2019 (%)ANO 2017 ANO 2018 ANO 2019 Acre 156,4 150,2 151,3 -3,3 Amapá 183,9 178,6 164,2 -10,7 Amazonas 95,7 92,1 94,8 -0,9 Pará 154,2 153,9 148,5 -3,7 Rondônia 138,6 140,2 143,6 3,6 Roraima 132,7 132,1 130,2 -1,9 Tocantins 128,9 124,5 126,3 -2,0 NORTE 132,3 131,8 129,1 -2,5 Alagoas 95,8 143,0 158,4 65,4 Bahia 115,6 115,6 115,4 -0,2 Ceará 117,6 126,7 137,4 16,8 Maranhão 141,3 136,5 140,9 -0,3 Paraíba 116,3 115,3 113,4 -2,5 Pernambuco 95,5 95,3 101,3 6,0 Piauí 132,5 105,5 123,8 -6,6 Rio Grande do Norte 112,0 108,1 103,5 -7,6 1 1 1 Sergipe 111,9 112,3 132,9 18,7 NORDESTE 113,6 115,4 120,6 6,1 Espírito Santo 156,5 160,6 173,2 10,7 Minas Gerais 154,1 155,2 159,0 3,2 Rio de Janeiro 249,7 254,9 207,0 -17,1 São Paulo 167,8 169,3 174,4 4,0 SUDESTE 180,3 182,6 177,4 -1,6 Paraná 139,7 137,9 141,1 1,0 Rio Grande do Sul 147,7 149,9 148,2 0,4 Santa Catarina 151,0 154,0 152,3 0,9 SUL 145,2 146,1 146,4 0,8 Distrito Federal 132,4 135,2 145,9 10,2 Goiás 142,0 139,2 135,0 -4,9 Mato Grosso 160,4 161,2 168,7 5,1 Mato Grosso do Sul 157,7 152,5 158,2 0,3 CENTRO-OESTE 146,1 144,9 147,8 1,2 BRASIL 153,6 154,9 153,9 0,2 Quadro 1 – Valores do consumo médio per capita de água (IN022) dos prestadores de serviços participantes do SNIS, em 2017, 2018 e 2019, segundo estado, macrorregião geográfica e Brasil / Fonte: Brasil (2020). UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 Para consumo de água de escolas, hospitais, restaurantes, aeroportos e dentre outros estabelecimentos dos Estados Unidos, mas que por vezes também é apli- cado em projetos em outros países, consulte o livro Tratamento de efluentes e recuperação de recursos, de Metcalf e Eddy. A ABNT NBR 13.969/1997 – Tanques sépticos – unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – projeto, construção e operação também traz dados similares e ainda utilizados em projetos de engenharia. ■ Vazão de projeto Refere-se à quantidade de água residual que flui através do sistema de es- goto em um determinado período de tempo, geralmente expressa em litros por segundo (L/s), metros cúbicos por hora (m³/h) ou por dia (m³/dia). Vazão de esgoto doméstico (Qd) Vazão de projeto (Q) Vazão adicional ou de contribuição singular (Qs) Vazão de infiltração (Qi) População atendida (P) Consumo per capita de água (C) Figura 2 – Dados que influenciam a vazão de projeto de um sistema de tratamento de esgoto (STE) Fonte: o autor. Descrição da Imagem: a imagem apresenta as seguintes informações: A vazão de projeto de um STE leva em consideração informações de vazão do esgoto doméstico, de infiltração e de vazão adicional, para uma determi- nada população que possui certo consumo per capita de água. A vazão de um STE é estimada para o projeto inicial (Qi) e para o projeto final (Qf), a fim de que a estrutura e os recursos investidos possam ser utilizados por um bom período de tempo. As equações utilizadas para cálculo de vazão são (MENDONÇA; MENDONÇA, 2020): ■ Vazão máxima: Q P q k k q L Qmáx ind� � � � � � �1 2 86 400. inf 1 1 4 ■ Vazão média: Q C P q q L Qméd ind� � � � � � 86 400. inf ■ Vazão mínima: Q C P q k q L Qmín ind� � � � � � �3 86 400. inf Onde: Qmáx: vazão máxima do esgoto, L/s (também conhecida como vazão de pico); Qméd: vazão média do esgoto, L/s; Qmín: vazão mínima do esgoto, L/s; C: coeficiente de retorno; P: população a ser atendida, hab.; q: consumo médio diário de água per capita, L/hab.dia; k1: coeficiente de máxima vazão diária; é a relação entre a maior vazão diária verificada no ano e a vazão média diária anual, adimensional; k2: coeficiente de máxima vazão horária; é a relação entre a maior vazão ob- servada em um dia e a vazão média horária do mesmo dia, adimensional; k3: coeficiente de mínima vazão horária; é a relação entre a vazão mínima e a vazão média anual, adimensional; qinf ou TI: taxa de infiltração na rede de esgotamento, L/s.km; L: extensão total da rede de esgotamento, m; Qind: vazão da indústria, L/s (quando houver). Na inexistência de dados locais obtidos em campo, a NBR 9649/86 reco- menda os seguintes valores: C = 0,80; k1 = 1,2; k2 = 1,5; k3 = 0,5; qinf de 0,05 a 1,0 L/s.km. Exemplo 1 https://docs.google.com/document/d/1BUsoBr0YKlxyV2pHHHVH- meoFTK8GrrPwYEUceBBn16k/edit?usp=sharing EU INDICO UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 O coeficiente de retorno (C) representa a proporção entre o volume de esgoto recebido pelo sistema de esgoto e o volume de água efetivamente disponibilizado à população. Uma parcela da água distribuída não é direcionada para o sistema de esgoto, como a água utilizada para lavar carros, regar plantas e jardins, encher piscinas, lavar calçadas e pátios etc. O coeficiente de retorno pode variar de 0,5 a 0,9, dependendo das condições locais. O valor comumente utilizado nos projetos é de 0,8, sendo uma estimativa, conforme recomenda a NBR 9649/86, quando não há possibilidade de determinar o valor em campo (TSUTIYA; SOBRINHO, 1999). Exemplo 2 https://docs.google.com/document/d/1qThsTK35fAcNZtdNePs- norkap8bNMcRkz9QtUm1Nxmk/edit?usp=sharing EU INDICO ■ Vazão de infiltração: É o produto da taxa de infiltração (qinf ou TI) pelo comprimento (L) total da rede de esgoto. q T Linf inf� � Conforme mencionadoanteriormente, na inexistência de dados locais obtidos em campo, a NBR 9649/86 recomenda os valores de qinf de 0,05 a 1,0 L/s.km. A taxa de infiltração varia de informações como qualidade de assentamento da tubulação, material da tubulação, tipo de junta, nível da água no lençol freático e tipo de solo, por exemplo. ■ Vazão industrial (Qind), adicional ou de contribuição singular (Qs): São vazões conhecidas e que são permitidas seu despejo nas redes coleto- ras de esgoto, quando estiver especificado na legislação local tal permissão. ■ Carga orgânica per capita É a contribuição de cada indivíduo expressa em massa por unidade de tempo (VON SPERLING, 1996). Para o parâmetro de DBO, por exemplo, é considerado um valor médio de 54 gDBO/hab.dia. A carga para outros parâmetros pode ser vista no quadro a seguir. 1 1 1 PARÂMETRO CONTRIBUIÇÃO PER CAPITA (G/HAB .DIA) FAIXA TÍPICO Sólidos Totais 120-220 180 Em suspensão 35-70 60 Fixos 7-14 10 Voláteis 25-60 50 Dissolvidos 85-150 120 Fixos 50-90 70 Voláteis 35-60 50 Sedimentáveis - - Matéria Orgânica Determinação indireta DBO5 40-60 50 DQO 80-130 100 DBO última 60-90 75 Determinação direta COT 30-60 45 Nitrogênio Total 6,0-112,0 8,0 Nitrogênio Orgânico 2,5-5,0 3,5 Amônia 3,5-7,0 4,5 Nitrito ≃ 0 ≃ 0 Nitrato 0,0-0,5 ≃0 Fósforo 1,0-4,5 2,5 Fósforo Orgânico 0,3-1,5 0,8 Fósforo Inorgânico 0,7-3,0 1,7 pH - - Alcalinidade 20-30 25 Cloretos 4-8 6 Óleos e Graxas 10-30 20 Quadro 2 – Contribuição per capita para alguns dos constituintes do esgoto Fonte: adaptado de Von Sperling (1996, p. 79). UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 ■ Carga: Conforme Von Sperling (1996), é a quantidade em massa de poluente que chega na ETE por unidade de tempo, expressa pelas equações a seguir: Carga = população×carga per capita c a kg dia população hab c a per capita g hab dia arg arg � � � � � � �� � 11000 g kg� � Ou Carga= concentração×vazão c a kg dia concentração g m vazão m dia arg � � � � � � � � � � � � � � � �3 3 10000 g kg� � Para se encontrar a concentração de algum poluente, basta isolar o termo da equação anterior. Exemplo 3 https://docs.google.com/document/d/1kSrmwHz1q2w5rLfZ3O_ bMVIPunodXnMRj5F7JEhg34A/edit?usp=sharing EU INDICO Aspectos qualitativos Conforme Mendonça e Mendonça (2020) e Metcalf e Eddy (2015), os esgotos domésticos são constituídos de elevada porcentagem (em peso) de água, aproxi- madamente 99,93%, e apenas 0,07% de sólidos suspensos, coloidais e dissolvidos, porém, mesmo a fração de sólidos ser tão baixa, o problema relacionado com a poluição é enorme, levando à necessidade do tratamento do esgoto. A água é apenas o meio de transporte dos sólidos. 1 1 8 São produtoras de nitrogênio e contém carbono, Hidrogênio, oxigênio, algumas vezes fósforos, enxofre e ferro. Provem geralmente do esgoto doméstico devido o uso de manteiga, óleos vegetais, da carne, etc. Contêm carbono, hidrogênio e oxigênio. São as principais substancias a serem degradadas pelas bactérias. Como exemplo tem-se os surfactantes, que são constituídos por moléculas orgânicas com a propriedade de formar espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento de esgoto. 100% 99,93% 0,07% 30 a 50% 50 a 70% 40 a 60% 25 a 50% 10% 1 a 3% Esgoto doméstico Água Orgânicos Proteínas Carboidratos Lipídios Outros Inorgânicos Sais Metais Areia Sólidos Figura 3 – Composição geral dos esgotos domésticos / Fonte: adaptada de Metcalf e Eddy (2015). Descrição da Imagem: composição geral dos esgotos domésticos dividido pela sua parcela, em peso, de água e sólidos, este último sendo dividido em orgânicos e inorgânicos e respectivos constituintes. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 ■ Características físicas SÓLIDOS: além de serem segregados como na imagem anterior, podem ser ainda mais minuciosamente subdivididas: 100% Sólidos Totais (ST) 69% Sólidos filtráveis 31% Sólidos Suspensos 10% Sólidos coloidais Inorgânicos Orgânicos 90% Sólidos Dissolvidos (SD) 27% 20% 80% 64% 36% Sólidos sedimentáveis 73% Sólidos sedimentáveis (Ssde) 25% 75% 25% 75% Inorgânicos Orgânicos Inorgânicos Orgânicos Inorgânicos Orgânicos Figura 4 – Classificação dos sólidos presentes nos esgotos domésticos Fonte: adaptada de Metcalf e Eddy (2015). Descrição da Imagem: os sólidos totais (ST) presentes no esgoto podem ser separados em sólidos suspensos (SS) e sólidos filtráveis. Dos SS, podem ser parcialmente subdivididos em sólidos sedimentáveis (Ssed) e não sedimentáveis (ou que permanecem suspensos). Já dos filtráveis, podem ser parcialmente subdivididos em sóli- dos dissolvidos (SD) e sólidos coloidais. A imagem contém as seguintes informações: Sólidos Totais (ST) 100%, Sólidos filtráveis 69%- Sólidos coloidais 10% (Inorgânicos 20%, Orgânicos 20%), Sólidos Dissolvidos (SD) 90% (Inorgânicos 64%, Orgânicos 36%). Sólidos Suspensos (ss) 31% - Sólidos Não Sedimentáveis 27% (Inorgânicos 25%, Orgânicos 75%), Sólidos sedimentáveis (Ssde) 73%, (Inorgânicos 25%, Orgânicos 75%). Ao se colocar os sólidos do esgoto em temperatura de calcinação (550 a 600°C), a parte orgânica é volatilizada, visto que oxida e forma gás carbônico (CO2), principalmente, permanecendo somente a parte inorgânica no recipiente, que não 1 1 1 oxida. Desta maneira, os sólidos que oxidaram são chamados de sólidos voláteis (SV), enquanto que os que permaneceram no recipiente são chamados de sólidos fixos (SF) ou inertes (SÓLIDOS NO ESGOTO, 2020). Os sólidos sedimentáveis (Ssed) são a parcela de sólidos que sedimentam em uma hora no teste executado no cone Imhoff, com um litro de amostra, tendo seu resultado expresso em mL/L. Os sólidos que não sedimentam per- manecem suspensos no meio líquido e, desta forma, são chamados de sólidos suspensos ou sólidos em suspensão (SS). Para uma exploração mais prática sobre a análise de sólidos sedimentáveis utili- zando o cone Imhoff, recomendo acessar o vídeo disponível no link: https://www. youtube.com/watch?v=navxIjlkTEI&ab_channel=GiovanaRabelo. EU INDICO 1000 mg/L Sólidos Totais (ST) 650 mg/L Sólidos Dissolvidos (SD) - filtráveis 350 mg/L Sólidos suspensos (SS) – não filtráveis Sólidos dissolvidos voláteis (SDV) Sólidos dissolvidos fixos (SDF) 250 mg/L 400 mg/L Sólidos suspensos voláteis (SSV) Sólidos suspensos Fixos (SSF) 300 mg/L 50 mg/L Figura 5 – Distribuição aproximada dos sólidos no esgoto bruto / Fonte: adaptado de Von Sperling (1996). Descrição da Imagem: distribuição aproximada dos sólidos no esgoto bruto, indicando a relação entre eles e as respectivas quantidades. Sólidos totais (ST) 1000 mg/L. Sólidos Dissolvidos (SD) – filtráveis 650 mg/L – Sólidos dissolvidos voláteis 250 mg/L e Sólidos dissolvidos fixos (SDF) 400 mg/L. Sólidos suspensos (SS) – não filtráveis 350 mg/L – Sólidos suspensos voláteis (SSV) 300 mg/L e Sólidos suspensos Fixos (SSF) 50 mg/L. TEMPERATURA: a temperatura do esgoto costuma ser superior à das águas de abastecimento. Quanto maior a temperatura do esgoto, maior é a velocidade de decomposição do esgoto (VON SPERLING, 1996; FUNASA, 2006). UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 COR e TURBIDEZ: indicam o estado de decomposição do esgoto, sendo que a coloração marrom clara, associada à turbidez, indica esgoto fresco; a co- loração marrom escura indica esgoto produzido há algum tempo; e a coloração acinzentada/preta indica esgoto velho (FUNASA, 2006). ODOR: os odores do esgoto são causados pelos gases formados no processo de decomposição, se acumulando nas tubulações que conduzem os efluentes até a ETE, assim como também ficam retidos em microbolhas no líquido. De acor- do com a FUNASA (2006), o esgoto fresco possui odor característico de mofo, enquanto que o esgoto velho possui odor característico de ovo podre devido a presença do gás sulfídrico (H2S). ■ Características químicas MATÉRIA ORGÂNICA: a matéria orgânica é o constituinte principal nos esgotos,sendo a razão de causar problemas de poluição das águas. Isso porque a matéria orgânica abrange uma gama de substâncias, além de que sua degradação está relacionada ao consumo de oxigênio dissol- vido pelos microrganismos que a metabolizam (VON SPERLING, 1996). Jordão e Pessôa (2005) caracterizam que a matéria orgânica dos esgotos é constituída da seguinte forma: De forma prática, não há necessidade de segmentar a matéria orgânica do esgoto porque há dificuldade em identificar todos os seus constituin- tes com precisão, mas ela é classificada em matéria orgânica inerte e matéria orgânica biodegradável. A matéria orgânica biodegradável pode então ser mensurada, conforme Von Sperling (1996), por métodos diretos e indiretos: ■ Método direto: medição de carbono orgânico ■ Carbono Orgânico Total (COT); ■ Métodos indiretos: medição do consumo de oxigênio ■ Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); ■ Demanda Química de Oxigênio (DQO). 1 1 1 Carbono Orgânico Total (COT) Diferente das duas últimas, o COT é capaz de mensurar diretamente a quantidade de matéria orgânica presente em águas e esgotos. A análise baseia-se na oxidação com- pleta dos compostos orgânicos presentes na amostra, convertendo-os em dióxido de carbono (CO2). Diversas técnicas, como a combustão térmica, podem ser emprega- das, seguidas pelas detecção e quantificação do CO2 gerado (VON SPERLING, 1996). Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) A DBO expressa a quantidade de oxigênio que é necessária para degradar a maté- ria orgânica por meio de processos bioquímicos, sendo usada para medir cargas de resíduos nas estações de tratamento, determinar a eficiência da planta (em termos de remoção de DBO) e controlar os processos da planta. Também é usado para determinar os efeitos das descargas nas águas receptoras. Uma desvantagem do teste de DBO é o tempo (cinco dias) necessário para obter os resultados. Quan- do uma medição é feita de todos os materiais que consomem oxigênio em uma amostra, o resultado é denominado “Demanda Bioquímica Total de Oxigênio” (DBTO), ou simplesmente “Demanda Bioquímica de Oxigênio” (DBO). Como o teste é realizado durante um período de cinco dias, é frequentemente referido como “DBO de cinco dias” ou DBO5. Em muitas estações de tratamento biológico, o efluente da instalação contém um grande número de microrganis- mos nitrificantes que se desenvolvem durante o processo de tratamento, que podem exercer uma demanda de oxigênio à medida que convertem compostos nitrogenados (amônia e nitrogênio orgânico) em formas mais estáveis (nitritos e nitratos). Pelo menos parte desta demanda de oxigênio é normalmente medida em uma DBO de cinco dias. A análise de DBO é padronizada a ocorrer após o 5° dia em que a amostra de esgoto ficou incubada em câmaras a temperatura constante de 20 °C, sendo que, antes disso, foi medida a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) que havia na amostra. Por meio da diferença da quantidade de OD no início e no 5° dia da aná- lise, obtém-se o valor de DBO para o esgoto em questão. Veja o exemplo a seguir: UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 Conforme o exemplo anterior são necessários 4 mg de OD para metabolizar a matéria orgânica biodegradável em um litro de amostra, em cinco dias a 20 °C. Demanda Química de Oxigênio (DQO) A DQO expressa a quantidade de oxigênio que é necessária para degradar qui- micamente a matéria orgânica presente no esgoto. Essa análise demora de duas a três horas para se ter o resultado (em comparação com os cinco dias da DBO) porque é realizada em meio ácido e na presença de um oxidante forte, que no caso é o dicromato de potássio (K2CrO7), porém, além de degradar quimicamente a matéria orgânica biodegradável, degrada também a matéria orgânica inerte, resultando em maior valor de oxigênio que será consumido em uma degradação exclusivamente biológica (ZUCCARI; GRANER; LEOPOLDO, 2005). A DQO é útil para auxiliar a detectar a presença de substâncias que são resisten- tes à degradação biológica. Os despejos industriais não tratados aumentam a DQO. Von Sperling (1996) indica que existe uma relação de razão entre DQO/DBO5 que varia de 1,7 a 2,4 para esgotos domésticos, enquanto que para esgotos industriais não existe uma faixa devido aos mais diversos tipos de efluentes. Além disso, a rela- ção DQO/DBO5 pode auxiliar no direcionamento de quais processos de tratamen- to podem ser adotados, além de fornecer noções da biodegradabilidade do esgoto. OD=7mg/L OD=3mg/L Dia 1 Dia 5 DBO =7-3=4mg/L5 20 Figura 6 – Exemplo simplificado de análise da DBO5 / Fonte: adaptada de Von Sperling (1996, p. 67). Descrição da Imagem: o frasco inicial contém o esgoto bruto para análise com maior concentração de OD= 7 mg/L e, após 5 dias, contém menor quantidade de OD=3 mg/L. O prazo de 5 dias é devido a padronização dos 5 dias de análise da DBO. Ao final, o resultado final da DBO será a diferença de OD entre o resultado do dia 1 pelo do dia 5, DBOs20 =7-3=4 mg/L. 1 1 4 DQO/DBO5 BAIXA DQO/DBO5 ALTA Alta presença (em propor- ção) de matéria orgânica biodegradável; Tratamento biológico é mais favorável. Alta presença (em proporção) de matéria orgânica inerte, ou seja, não biodegradável. Se a parte inerte do esgoto não for impactar significa- tivamente no corpo receptor que irá receber o despe- jo, pode-se optar pelo tratamento biológico. Se a parte inerte do esgoto for impactar significativa- mente no corpo receptor que irá receber o despejo, pode-se optar pelo tratamento físico-químico. Quadro 3 – Magnitude e interpretações da razão DQO/DBO5 / FONTE: adaptado de Von Sperling (1996). NITROGÊNIO (N) Nitrogênio Orgânico (Norg) Proveniente de compostos orgânicos presentes em resíduos de origem bio- lógica, como proteínas e ácidos nucleicos. O nitrogênio orgânico é uma fonte potencial de amônia após processos de decomposição. Sua presença no esgoto doméstico é predominante (METCALF; EDDY, 2015; VON SPERLING, 1996). Amônia ou Nitrogênio Amoniacal (NH₃/NH₄+) Resulta da decomposição de nitrogênio orgânico durante os processos de tratamento. A amônia existe em equilíbrio com íons amônio (NH₄+) em solução aquosa. Essas formas de nitrogênio são frequentemente referidas como “nitrogê- nio amoniacal” e representam uma preocupação ambiental devido à toxicidade para organismos aquáticos. Da mesma forma que o nitrogênio orgânico, o nitro- gênio amoniacal também é predominante nos esgotos (VON SPERLING, 1996). Para entender melhor o motivo pelo qual o nitrogênio amoniacal é considerado tóxico para organismos aquáticos, leia essa página da CETESB que aborda o tema “Mortandade de Peixes”. Acesse: https://cetesb.sp.gov.br/mortandade-peixes/ alteracoes-fisicas-e-quimicas/contaminantes/amonia/#:~:text=A%20am%- C3%B4nia%20%C3%A9%20um%20t%C3%B3xico,podem%20ser%20t%C3%B3xi- cos%20aos%20peixes. EU INDICO UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 A amônia (NH3) e o íon amônio (NH4+) coexistem no meio líquido devido ao equilíbrio químico, que pode ser perturbado conforme a variação de pH: Distribuição entre as formas de amônia, de acordo com Von Sperling (1996, p. 73): pH 11…………… Praticamente toda a amônia na forma de NH3 Nitrito (NO₂⁻) e Nitrato (NO₃⁻) São produtos da oxidação sucessiva da amônia. A presença de nitrito e nitrato no esgoto bruto indica a ocorrência de processos microbiológicos, como nitrifica- ção, que podem ocorrer naturalmente ou serem induzidos durante o tratamento. Não são tão significantes, em proporção nos esgotos brutos, em relação às duas formas anteriores do nitrogênio (VON SPERLING, 1996). As relações entre as formas de nitrogênio são dadas pelas equações a seguir: Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) = nitrogênio orgânico + nitrogênio amo- niacal Nitrogênio Total (NT) = NTK + NO₂⁻ + NO₃⁻ O Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) é uma análise laboratorial que quantifica o nitro- gênio orgânico e amoniacal emamostras. No método Kjeldahl, a amostra é dige- rida e o nitrogênio é convertido em amônia. Posteriormente, a amônia é destilada e capturada em uma solução ácida. A titulação dessa solução fornece o teor de nitrogênio total (ARAÚJO, 2019). Entenda na prática assistindo ao vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=4BenLrN7YuU&ab_channel=Sidney- SecklerFerreiraFilho. EU INDICO 1 1 1 A análise do NTK é fundamental em águas residuais que se sabe da presença do nitrogênio, indicando a carga de nitrogênio orgânico e amoniacal, sendo vi- tal para o controle ambiental e dimensionamento de processos de tratamento (ARAÚJO, 2019). FÓSFORO (P) Ortofosfatos É uma forma de fósforo inorgânico encontrado no esgoto bruto devido a contribuições diversas, como detergentes, resíduos industriais e materiais or- gânicos, por exemplo. As formas que se apresenta dependem do pH, conforme descreve Von Sperling (1996) e CETESB (2016), podendo ser o fosfato (PO₄³⁻), o hidrogenofosfato (HPO42-), o dihidrogenofosfato (H2PO4-) e o ácido fosfórico (H3PO4). O hidrogenofosfato é a forma mais comum de se encontrar o fósforo nos esgotos brutos. Polifosfatos Von Sperling (1996) afirma que as moléculas desse subgrupo de fósforo inor- gânico são mais complexas e possuem dois ou mais átomos de fósforo. Essas moléculas podem ser convertidas em ortofosfatos, mas esse processo é lento. Fósforo orgânico Tem pouca relevância nos esgotos domésticos, mas contribui significativa- mente nos despejos industriais. Seu descarte inadequado em corpos d’água esti- mula o crescimento exagerado de algas, provocando o fenômeno da eutrofização. Também são convertidos a ortofosfatos em certas condições que favorecem as reações químicas. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 Veja os valores mais usuais para contribuição per capita e das concentrações das formas de nitrogênio e fósforo nos esgotos domésticos: PARÂMETRO CONTRIBUIÇÃO PER CAPI- TA (G/HAB .D) CONCENTRAÇÃO (MG/L) Nitrogênio total 6,0-10,0 35-60 Nitrogênio orgânico 2,5-4,0 15-25 Amônia 3,5-6,0 20-35 Nitrito ≈ 0 ≈ 0 Nitrato 0,0-0,2 0-1 Fósforo 0,7-2,0 4-12 Fósforo orgânico 0,2-0,8 1-5 Fósforo inorgânico 0,5-1,2 3-7 Quadro 4 – Características químicas dos principais parâmetros do esgoto bruto FONTE: adaptado de Von Sperling (1996), p. 79. Os contaminantes físicos e químicos mais comuns e de relevância para o trata- mento de esgotos são: 1 1 8 CONTAMINANTE MOTIVO DE IMPORTÂNCIA Sólidos suspensos Sólidos suspensos podem levar ao desenvolvimento de de- pósitos de lodo e condições anaeróbias, quando esgotos não tratados são lançados no ambiente aquático. Orgânicos biodegradáveis Compostos principalmente de proteínas, carboidratos e lipí- dios, os materiais orgânicos biodegradáveis são medidos mais comumente em termos de DBO e DQO. Quando lançados sem tratamento no meio ambiente, sua estabilização biológica pode levar ao consumo das fontes de oxigênio natural e ao desenvolvi- mento de condições sépticas. Microrganismos patogênicos Enfermidades podem ser transmitidas pelos organismos patóge- nos existentes no esgoto. Nutrientes Nitrogênio e fósforo aliados ao carbono são nutrientes essenciais para o crescimento. Quando lançados no ambiente aquático, esses nutrientes podem levar ao crescimento de vida aquática in- desejável. Quando lançados em quantidades excessivas no solo, podem também contaminar a água subterrânea. Contaminantes importantes Compostos orgânicos e inorgânicos selecionados em função de seu conhecimento ou suspeita de carcinogenicidade, mutageni- cidade, teratogenicidade ou elevada toxicidade. Muitos desses compostos são encontrados no esgoto. Orgânicos refratários Esses materiais tendem a resistir a métodos convencionais de tratamento de esgoto. Exemplos típicos são detergentes, fenóis e pesticidas agrícolas. Metais pesados Os metais pesados geralmente são adicionados ao esgoto de atividades comerciais e industriais e devem ser removidos se houver reúso do esgoto. Inorgânicos dissolvidos Componentes inorgânicos como cálcio, sódio e sulfato são adi- cionados aos sistemas domésticos de abastecimento de água e devem ser removidos se houver reúso do esgoto. Quadro 5 – Contaminantes físicos e químicos mais comuns e de relevância para o tratamento de esgotos FONTE: Metcalf e Eddy (2015, p. 63). UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 Veja, a seguir, a relação dos limites máximos de nitrogênio e fósforo para as classes de enquadramento de mananciais superficiais, conforme preconiza o Conama n° 357/2005: PARÂMETRO UNIDADE ÁGUAS DOCES 1 2 3 4 N amoniacal total (pH≤7,5) mgN/L 3,7 3,7 13,3 - N amoniacal total (pH≤7,5 pH≤8,0) mgN/L 2,0 2,0 5,6 - N amoniacal total (pH8,5) mgN/L 0,5 0,5 1,0 - Nitrato mgN/L 10,0 10,0 10,0 - Nitrito mgN/L 1,0 1,0 1,0 - P total (ambiente lêntico) mgP/L 0,020 0,030 0,050 - P total (ambiente intermediário(a) e tributário direto de ambiente lêntico) mgP/L 0,025 0,050 0,075 - P total(ambiente lótico e tributário de ambiente intermediário) mgP/L 0,10 0,10 0,15 - Quadro 6 – Limites máximos de nitrogênio e fósforo para as classes de enquadramento de mananciais superficiais / Fonte: Brasil (2005). 1 1 1 ■ Características biológicas COLIFORMES TOTAIS (CT): são um grupo de bactérias que inclui diversas espécies, sendo comumente utilizadas como indicadores de contaminação, que pode ter origem fecal ou não, em ambientes aquáticos e em amostras de alimen- tos. O grupo inclui tanto bactérias fecais (que são patogênicas) como não fecais (que, em sua maioria, não são patogênicas), mas sua presença em grandes quan- tidades geralmente sugere contaminação por matéria fecal. De acordo com Von Sperling (1996), não existe uma relação quantificável entre CT e microrganismos patogênicos. COLIFORMES TERMOTOLERANTES (CTerm): também são conhe- cidos como coliformes fecais (termo em desuso, mas ainda encontrado) e per- tencem a um subgrupo específico de coliformes, que são um grupo de bactérias utilizadas como indicadores de contaminação fecal. A característica dos colifor- mes termotolerantes é a sua capacidade de crescer em temperaturas elevadas, geralmente acima de 44,5 °C. Eles são particularmente relevantes como indica- dores de contaminação fecal recente, uma vez que a capacidade de sobreviver em temperaturas mais altas sugere que essas bactérias podem ter origem no trato intestinal de mamíferos de sangue quente (VON SPERLING, 1996). A bactéria Escherichia coli é pertencente a este subgrupo. ESCHERICHIA COLI (E. coli): é uma bactéria que faz parte da microbiota intestinal de humanos e animais de sangue quente. Em condições normais, a presença da E. coli no trato gastrointestinal é benéfica, auxiliando na digestão e competindo com organismos patogênicos por espaço e nutrientes (NOGUEIRA; FILHO, 2015; FENG et al., 2020). No entanto, certas cepas de E. coli podem causar infecções gastrointestinais, urinárias e outras condições patogênicas. A relação entre a E. coli e os coliformes termotolerantes está relacionada ao fato de que a E. coli é um subgrupo específico dentro dos coliformes termo- tolerantes. Mas isso não significa que se coliformes termotolerantes estiverem presentes em uma amostra, a presença de E. coli também seja indicada. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 4 Para mais detalhes dos padrões de monitoramento vistos neste conteúdo, con- sulte as legislações federais pertinentes: ■ Resolução CONAMA nº 357/2005: Define as classes de enquadramento das águas superficiais e estabelece os padrões de qualidade, indicadores e métodos de monitoramento. ■ Resolução CONAMA nº 430/2011: Dispõe sobre as condições e pa- drões de lançamento de efluentes, abordando diversos aspectos, como carga orgânica, substâncias tóxicas e critérios para o monitoramento da qualidade da água. UFC/100 mL refere-se à contagem direta de colônias formadas em um meio de cultura específico após a incubação da amostra.Cada colônia é considerada uma unidade formadora de colônia, proporcionando uma medida quantitativa da pre- sença de microrganismos. Já o NMP/100 mL é uma abordagem estatística que envolve a diluição sucessiva da amostra e a inoculação em uma série de tubos ou poços de cultura. Com base nas observações de crescimento (ou não) em diferentes diluições, uma estimativa estatística é utilizada para determinar o número mais provável de microrganismos na amostra original. Ambos são empregados para avaliar, principalmente, a presença de coliformes e outros indicadores de contaminação fecal. A escolha entre UFC e NMP depende do método de análise e das práticas laboratoriais. ZOOM NO CONHECIMENTO Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . EM FOCO 1 1 1 NOVOS DESAFIOS A caracterização do esgoto é o processo de identificação e análise das caracte- rísticas físicas, químicas e biológicas presentes nos efluentes. A compreensão desses parâmetros é vital para o profissional ambiental avaliar o impacto no meio ambiente e na saúde pública, além de ser essencial para o adequado dimensiona- mento das estruturas de tratamento. No aspecto quantitativo, a caracterização do esgoto permite estimar a carga de poluentes despejados no sistema. Conhecer a vazão, o volume e a sazonalidade do esgoto é crucial para o profissional dimensionar corretamente as redes coleto- ras, evitando problemas como transbordamentos e obstruções. O conhecimento preciso desses dados contribui para uma infraestrutura mais eficiente e resistente, reduzindo o risco de contaminação ambiental. Já no aspecto qualitativo, a caracterização revela a composição química e biológica do esgoto, identificando a presença de elementos como nutrientes e microrganismos patogênicos, por exemplo. Esse conhecimento é essencial para projetar sistemas de tratamento de efluentes capazes de remover efetivamente essas substâncias. Além disso, a análise qualitativa orienta a escolha das tecno- logias mais adequadas, garantindo a eficiência do tratamento e a conformidade com normas ambientais. Em síntese, a importância de o profissional ambiental conhecer e interpretar os parâmetros quantitativos e qualitativos do esgoto é inegável. A caracteriza- ção adequada não apenas fundamenta decisões técnicas, mas também contribui para o desenvolvimento de soluções sustentáveis, promovendo a preservação do meio ambiente e assegurando o acesso a recursos hídricos de qualidade para as gerações futuras. UNIASSELVI 1 1 1 1. A caracterização qualitativa de esgotos desempenha um papel fundamental na compreen- são da composição e nas propriedades dos efluentes domésticos e industriais. Esse pro- cesso envolve a identificação e análise de diversos parâmetros que influenciam a qualidade da água residual. Fazem parte dos aspectos qualitativos da caracterização dos esgotos: a) As características físicas, vazão de projeto e biológicas. b) As características DBO, sólidos dissolvidos e radioatividade. c) As características físicas, químicas e biológicas. d) As características vazão de infiltração, vazão adicional e vazão cúbica por hora. e) As características físicas, químicas e de consumo per capita. 2. O coeficiente de retorno é uma medida essencial nos cálculos de esgoto, sendo utilizado para dimensionar adequadamente as infraestruturas de coleta e tratamento de esgoto, considerando que nem todo o volume de água utilizado nas residências, indústrias e es- tabelecimentos comerciais efetivamente se converte em efluentes a serem tratados. O coeficiente de retorno leva em conta fatores como evaporação, absorção pelo solo, uso em processos industriais, entre outros. Sua correta aplicação permite uma estimativa mais precisa da carga poluente a ser tratada, auxiliando no planejamento eficiente de sistemas de esgotamento sanitário e na gestão sustentável dos recursos hídricos. Leia as afirmativas sobre a justificativa do uso do coeficiente de retorno (C) no dimensiona- mento de sistemas de esgoto: I - Ajuste da vazão para perdas por infiltração. II - Ajuste da vazão para evitar transbordamentos em redes coletoras. III - Consideração da água consumida que retorna como esgoto. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. AUTOATIVIDADE 1 1 4 3. Os parâmetros cor e turbidez são parâmetros de análise do esgoto, desempenhando papéis distintos na avaliação das características visuais e ópticas do efluente. A cor refere-se à intensidade da coloração da água e não apenas por razões estéticas, mas também como um indicador de possíveis contaminantes. Por outro lado, a turbidez é influenciada pela claridade e transparência do esgoto. a) A cor refere-se à presença de sólidos em suspensão na água, enquanto a turbidez está relacionada à intensidade da coloração. b) Ambas indicam a presença de matéria orgânica no esgoto, sendo intercambiáveis em suas definições. c) A cor e a turbidez são indicadores diretos da concentração de micro-organismos pato- gênicos no esgoto. d) A turbidez representa a quantidade de sólidos em suspensão na água, enquanto a cor está associada à presença de partículas minerais dissolvidas no esgoto. e) Ambas são medidas indiretas da qualidade da água, com a cor sendo influenciada pela presença de materiais dissolvidos e a turbidez pela quantidade de partículas em sus- pensão. AUTOATIVIDADE 1 1 5 REFERÊNCIAS ARAÚJO, M. Revisão bibliográfica: avaliação do método de Kjeldahl na determinação de nitro- gênio e sua aplicação na análise foliar. Monografia. Uberlândia, MG: UFU, mai. 2019. Disponível em: https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/25454/1/Revis%C3%A3oBibliogr%C3%A1fi- caAvalia%C3%A7%C3%A3o.pdf. Acesso em: 6 jan. 2024. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 9649 – Projeto de redes cole- toras de esgoto sanitário. Rio de Janeiro, RJ: ABNT, nov. 1986. BRASIL. Resolução Conama nº 357, de 18 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabele- ce as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Brasília, DF, 2005. Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/cepsul/images/stories/legislacao/Resolu- cao/2005/res_conama_357_2005_classificacao_corpos_agua_rtfcda_altrd_res_393_2007_397 _2008_410_2009_430_2011.pdf. Acesso em: 7 jan. 2024. BRASIL. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS). Diagnóstico dos serviços de água e esgoto – 2019. Brasília, DF: Secretaria Nacional de Saneamento (SNS), dez. 2020. Disponível em: https://www.gov.br/mdr/pt-br/assuntos/saneamento/snis/diagnosticos-ante- riores-do-snis/agua-e-esgotos-1/2019/2-Diagnstico_SNIS_AE_2019_Republicacao_31032021. pdf. Acesso em: 28 fev. 2024. BRASIL. Fundação Nacional de Saúde (FUNASA). Caderno didático técnico para curso de gestão de sistemas de esgotamento sanitário em áreas rurais do Brasil. Brasília, DF: Funa- sa, 2020. Disponível em: https://www.funasa.gov.br/documents/20182/38564/CADERNO_ SUSTENTAR_Gestao_de_Sistemas_de_Esgotamento_Sanitario_em_areas_rurais.pdf/ca2ec- 945-8327-4756-a9c1-a9aaf329be1c. Acesso em: 5 jan. 2023. COMPANHIA DE SANEAMENTO DO ESTADO DE SÃO PAULO (CETESB). Apêndice E – significa- do ambiental e sanitário das variáveis de qualidade das águas e dos sedimentos e metodo- logias analíticas e de amostragem. São Paulo, SP: 2016. Disponível em: https://cetesb.sp.gov. br/wp-content/uploads/sites/12/2018/03/Apendice-E-Significado-Ambiental-e-Sanitario- -das-Variaveis-de-Qualidade-2016.pdf. Acesso em: 2 jan. 2024. FENG, P. et al. BAM Chapter 4: enumeration of escherichia coli and the coliform bacteria. White Oak, Maryland: 10 set. 2020. Disponível em: https://www.fda.gov/food/laboratory-methods- -food/bam-chapter-4-enumeration-escherichia-coli-and-coliform-bacteria. Acesso em: 7 jan.2024 1 1 1 REFERÊNCIAS FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE (FUNASA). Manual de saneamento. Brasília, DF: FUNASA, 2006. 3. ed. 409 p. Disponível em: https://wp.ufpel.edu.br/ccz/files/2016/05/manual-de-sa- neamento-Funasa-2006.pdf. Acesso em: 5 jan. 2024. JORDÃO, E. P.; PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. São Paulo, SP: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2005. 4. ed. 932 p. MENDONÇA, S. R.; MENDONÇA, L. C. Sistemas sustentáveis de esgoto. São Paulo, SP: Blücher, 2020. 2. ed. 364 p. METCALF, E. A.; EDDY, H. P. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Porto Alegre: Bookman, 5. ed., 2015. 2008 p. NOGUEIRA, A. V.; FILHO, G. N. S. Microbiologia. Florianópolis, SC: UFSC, 2015. Disponível em: https://antigo.uab.ufsc.br/biologia//files/2020/08/Microbiologia.pdf. Acesso em: 7 jan. 2024. ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DE SAÚDE (OMS). Drinking-water. Genebra, Suíça, 13 set. 2023. Dis- ponível em: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/drinking-water. Acesso em: 4 jan. 2023. SÓLIDOS no esgoto. In: AGUAEEFLUENTES, 29 out. 2020. Disponível em: https://www.aguaee- fluentes.com.br/post/s%C3%B3lidos-no-esgoto-dom%C3%A9stico. Acesso em: 4 jan. 2024. TSUTIYA, Milton Tomoyuki; SOBRINHO, Pedro Além. Coleta e transporte de esgoto sanitário. São Paulo, SP: USP. 1999. 547 p. VON SPERLING, M. Introdução a qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 1996. 243p. ZUCCARI, M. L.; GRANER, C. A. F.; LEOPOLDO, P. R. Determinação da demanda química de oxigênio (DQO) em águas e efluentes por método colorimétrico alternativo. Campinas, SP: Embrapa, 2006. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publica- cao/17498/determinacao-da-demanda-quimica-de-oxigenio-dqo-em-aguas-e-efluentes- -por-metodo-colorimetrico-alternativo. Acesso em: 3 jan. 2024. 1 1 1 1. Resposta correta: letra C). Somente a letra C está correta porque é a única alternativa que apresenta aspectos qualitati- vos. Demais alternativas estão incorretas porque envolvem somente aspectos quantitativos, misturam aspectos qualitativos e quantitativos ou misturam termos de outras áreas. 2. Resposta correta: letra B). I. Incorreta. O coeficiente de retorno não está relacionado ao ajuste da vazão para compen- sar perdas por infiltração. Ele é utilizado para considerar a parcela de água proveniente do consumo doméstico que retorna ao sistema de esgoto. II. Incorreta. Embora o ajuste da vazão seja uma preocupação nas redes coletoras, o coefi- ciente de retorno não é utilizado para esse propósito. Ele está relacionado à estimativa da fração do esgoto gerado que retorna ao sistema. 3. Resposta correta: letra E). A. Incorreta. A definição está invertida. A cor está relacionada à intensidade da coloração, enquanto a turbidez se refere à presença de sólidos em suspensão que tornam a água turva. B. Incorreta. Embora a matéria orgânica possa contribuir para ambas, cor e turbidez são con- ceitos distintos. Cor refere-se à coloração da água, enquanto a turbidez está relacionada à presença de partículas em suspensão. C. Incorreta. Cor e turbidez não são indicadores diretos da presença de microrganismos patogênicos. Elas medem características físicas da água e não sua qualidade microbiológica. D. Incorreta. A descrição está invertida. A turbidez está relacionada à presença de partículas em suspensão, enquanto a cor pode estar associada a partículas minerais ou matéria orgânica dissolvida. GABARITO 1 1 8 MINHAS ANOTAÇÕES 1 1 9 MINHAS METAS PROCESSOS FÍSICO-QUÍMICOS Iniciar a aprendizagem dos processos físico-químicos compreendendo os princípios básicos por trás das reações químicas e dos fenômenos físicos envolvidos no tratamento de esgoto. Expandir o conhecimento sobre tratamento preliminar em ETE. Perceber a diferença entre gradeamento e peneira. Distinguir flotação e decantação/sedimentação. Saber distinguir etapas de separação física da química. Conhecer brevemente algumas NBR. Deixar ciente a importância dos processos químicos e físicos ao futuro profissional da área. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 5 1 4 1 INICIE SUA JORNADA Olá, estudante, iniciaremos nossa jornada com uma pergunta. VOCÊ SABE RESPONDER? Por que o tratamento preliminar físico e químico é crucial para o funcionamento eficiente de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE)? Essa etapa ou conjunto de etapas desempenha um papel fundamental na remoção de elementos indesejados antes que os efluentes entrem em etapas mais avan- çadas do processo de tratamento. Essa fase inicial é responsável por preservar a integridade das instalações e otimizar a eficiência do tratamento. Uma forma simples de compreender a importância é realizando uma ex- perimentação. Você pode simular um tratamento preliminar físico e químico utilizando materiais comuns encontrados em casa ou em farmácia. Experimente encher um recipiente com água suja (pode ser água misturada com terra e areia ou outras impurezas) juntamente com algumas poucas gotas de corante alimentício amarelo, verde ou azul, ou ainda, com algumas poucas gotas de azul de metileno ou violeta genciana (encontrados em farmácia). Em seguida, utilize um filtro improvisado, como uma peneira ou filtro de café, para realizar o tratamento físico, removendo as impurezas maiores. Após essa etapa, adicione aproximadamente uma colher de sopa de um agente químico oxidante comum, como o hipoclorito de sódio, e observe como ele ajuda a degradar quimicamente o corante que foi adicionado. Essa simples experiência ilustra como o tratamento preliminar físico e quími- co pode ajudar a melhorar a qualidade da água e prepará-la para etapas mais avançadas do processo de tratamento em uma ETE. Lembre-se de sempre tomar precauções de segurança ao realizar experimentos com produtos químicos e água suja. Espero que essa experimentação ajude a compreender melhor a importância desse tipo de processo na Estação de Tratamento de Esgoto. UNIASSELVI 1 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 A associação de etapas com processos físicos e químicos realizam uma primeira limpeza no efluente que chega à ETE, para facilitar a sua assimila- ção pelos microrganismos que virão nas etapas subsequentes. As etapas com processos físicos são geralmente conhecidas como tratamento preliminar, enquanto que as etapas que usam produtos químicos vêm na sequência, a depender da necessidade de cada ETE. Toda estação de tratamento de esgoto possui pelo menos algum tipo de pro- cesso físico na chegada de efluente, enquanto que o processo químico pode ou não ser aplicado, a depender da caracterização prévia que tenha sido feita do esgoto bruto, sendo parte dos conhecimentos que o profissional da área ambiental precisará para operar, dimensionar e manejar os resíduos resultantes. Você já imaginou voar pelos céus impulsionado pelo que geralmente descarta- mos pelo ralo? Prepare-se para uma jornada fascinante no nosso podcast “Revo- lução no ar: o combustível de aviação feito de fezes humanas”. Descubra como uma empresa britânica está transformando dejetos humanos em combustível de avia- ção e como isso pode revolucionar a forma como voamos e reduzir as emissões de carbono. Não perca, essa é uma história que vai mudar sua perspectiva sobre sustentabilidade e inovação! Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem. PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? O tratamento preliminar nos esgotos desempenha um papel essencial na remoção de resíduos sólidos e elementos grosseiros antes que os efluentes passem para as etapas mais avançadas do processo de tratamento. A remoção de materiais indesejados durante o tratamento preliminar contribui significativamente para a qualidade final dos efluentes tratados. Para relembrar e se familiarizar com os tratamentos preliminares, veja o vídeo a seguir, que mostra brevemente o gradeamento, desarenadore calha Parshall: 1 4 1 DESENVOLVA SEU POTENCIAL PROCESSOS FÍSICOS O tratamento preliminar nos esgotos desempenha um papel essencial na remo- ção de resíduos sólidos e elementos grosseiros antes que os efluentes passem para as etapas mais avançadas do processo de tratamento. Essa fase é crucial para proteger a infraestrutura das estações de tratamen- to, evitando obstruções e danos a equipamentos que poderiam comprometer a eficiência do sistema (VON SPERLING, 1996). A remoção de materiais in- desejados durante o tratamento preliminar contribui significativamente para a qualidade final dos efluentes tratados, atendendo aos padrões ambientais. Ao eliminar resíduos sólidos e elementos grosseiros, como pedras, areia, plás- ticos e outros detritos, antes que eles entrem nas etapas mais sensíveis do trata- mento, reduz-se a carga sobre os processos biológicos e químicos subsequentes (METCALF; EDDY, 2015). Além disso, a remoção precoce de resíduos sólidos ajuda a prevenir a formação de odores desagradáveis e a reduzir o risco de pro- liferação de microrganismos patogênicos, protegendo assim a saúde pública e o meio ambiente (VON SPERLING, 1996). Gradeamento No processo de tratamento de esgotos, a eficácia na remoção de resíduos sólidos e materiais indesejados desempenha um papel fundamental para garantir a efi- ciência e a qualidade do tratamento. Nesse contexto, as grades surgem como dis- positivos mecânicos essenciais, projetados para reter os materiais de maior porte. As grades, que podem ser grossas, médias e finas, são dispositivos mecânicos projetados para reter materiais de grandes dimensões, tais como galhos, plásticos e detritos sólidos flutuantes, evitando sua entrada nas unidades subsequentes. A im- portância da seleção adequada do tipo e espaçamento das grades é evidenciada no quadro a seguir, que apresenta os diferentes tipos de grades utilizados no tratamento preliminar de esgotos, juntamente com os respectivos espaçamentos recomendados: UNIASSELVI 1 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 TIPO ESPAÇAMENTO (MM) Grade grosseira 40 - 100 Grade média 20 - 40 Grade fina 10 - 20 Grade ultrafina ou peneira 3 - 10 Quadro 1 – Tipos de grade conforme espaçamento entre barras / Fonte: adaptado de Jordão e Pessôa (2005). Adicionalmente à informação do quadro anterior, a espessura das barras fica entre 4 a 10 mm, enquanto que o comprimento das barras varia de 25 a 75 mm, com o objetivo de prover estabilidade estrutural. A limpeza das grades pode ser realizada de forma manual ou mecanizada, conforme mostra o quadro que segue. TIPO DE GRADE INCLINAÇÃO COM A HORIZONTAL LIMPEZA Grades grosseiras Sim manual Não mecanizada Grades médias 45° a 60° manual 70° a 85° mecanizada Grades finas 45° a 60° manual 70° a 85° mecanizada Grades ultrafinas 70º a 85° mecanizada Quadro 2 – Inclinação e limpeza conforme o tipo de grade / Fonte: adaptado de Jordão e Pessôa (2005). 1 4 4 Conforme recomenda a ABNT NBR 12209/2011, a limpeza manual e periódica com rastelo por um operador pode ser feita de acordo com a necessidade, para vazões de até 100 L/s de esgoto bruto. Veja, a seguir, algumas imagens de gradeamento que podem ser encontradas nas ETES. Figura 1 – Gradeamento em barras de limpeza manual / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:S- creen_for_solid_particles_in_the_inflow_(6908385555).jpg. Descrição da Imagem: à esquerda, um gradeamento metálico inclinado com alguns resíduos grosseiros presos. Ao redor do gradeamento há estruturas de alvenaria e concreto. À direita, um gradeamento vertical com quantidade considerável de resíduos presos e um rastelo de metal apoiado sobre esse gradeamento metálico. Figura 2 – Gradeamento em barras de limpeza mecanizada / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Plant_screens,_Prague_Central_Wastewater_Treatment_4566.jpg. Descrição da Imagem: à esquerda, uma estrutura metálica com alguns motores e peças em azul. Abaixo dessa estrutura há um gradeamento metálico mecanizado quase que completamente coberto pelos resíduos grossei- ros presos à grade. Mais abaixo dessa estrutura é possível ver o esgoto em coloração ocre e livre de resíduos grosseiros. À direita há um canal profundo com paredes de alvenaria que canaliza o esgoto para o gradeamento metálico vertical que preenche toda a seção transversal desse canal. Nesse gradeamento há vários pequenos resíduos grosseiros presos e mais abaixo é possível ver o esgoto bruto, em coloração cinza escuro, que chega a esse gradeamento. UNIASSELVI 1 4 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Jordão e Pessôa (2005) também trazem a quantidade de sólidos grosseiros que é retida no gradeamento, conforme respectivo espaçamento: ESPAÇAMENTO (MM) RETENÇÃO DE SÓLIDOS GROSSEIROS (L/1000 M³) 12,5 50 20 38 25 23 35 12 40 9 50 6 Quadro 3 – Retenção de sólidos grosseiros conforme espaçamento entre as barras do gradeamento Fonte: Jordão e Pessôa (2005, p. 165). Podemos ressaltar que essas estruturas podem variar em tamanho e especifi- cações, desempenhando papel fundamental na proteção da infraestrutura das estações de tratamento, prevenindo obstruções e danos aos equipamentos, ao mesmo tempo em que contribuem para a preservação da qualidade da água e para a saúde ambiental. Peneiramento O peneiramento nada mais é que um gradeamento com o uso de telas com espa- çamentos menores que os do gradeamento fino, geralmente retendo sólidos com dimensões menores que 25 mm. Os efluentes passam por telas ou grades com aberturas dimensionadas para reter materiais de menor tamanho, como pedaços de papel, plásticos menores e outros detritos (METCALF; EDDY, 2015). A escolha do tipo de peneira, com aberturas variadas, depende da necessidade específica de cada ETE e da natureza dos efluentes a serem tratados. 1 4 1 A eficácia do peneiramento reside na capacidade de capturar sólidos de maneira seletiva, permitindo a passagem da água enquanto retém os resíduos indesejados. Após a retenção dos sólidos, é comum utilizar mecanismos de limpeza automáti- ca ou manual para remover e descartar os materiais retidos, mantendo as peneiras em condições ideais de operação (JORDÃO; PESSÔA, 2005; METCALF; EDDY, 2015). Veja o quadro, a seguir, sobre a retenção de sólidos em peneiras. Figura 3 – Peneiramento, com 2 mm de abertura, de resíduos presentes no efluente líquido de um abatedouro Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obrotowe_Sito_Skratkowe_model_biosow-os2.jpg. Descrição da Imagem: dentro da estrutura metálica há um cilindro rotativo com os furos de 2 mm, que fica cons- tantemente girando e recebendo o efluente líquido proveniente do abatedouro. O líquido passa pela peneira e segue para o tratamento, enquanto que os sólidos (pelos dos animais, gordura, cartilagem, sebo etc.) são retidos e caem no contentor preto. Esse tipo de peneira contém bicos que aplicam jatos de água quente para soltar os sólidos que vão prendendo nos orifícios, a fim de soltá-los e permitir operação constante da produção. UNIASSELVI 1 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 OPERAÇÃO ESPAÇAMENTO (MM) RETENÇÃO DE SÓLIDOS (L/1000 M³) Grade de arame estática 9 37 - 85 (típico 60) Tambor rotativo genérico, após grade grosseira 6 30 - 60 (típico 45) Grade inclinada estática 0,25 - 2,5 - Tambor rotativo grosseiro 2,5 - 5 - Tambor rotativo médio 0,25 - 2,5 - Tambor rotativo fino 0,006 - 0,035 - Peneira tangencial 1,2 - Quadro 4 – Retenção de sólidos grosseiros conforme espaçamento entre as barras do gradeamento/penei- ramento / Fonte: adaptado de Jordão e Pessôa (2005), p. 165 e Metcalf e Eddy (2015, p. 308). As peneiras podem ser estáticas, quando o líquido passa pelas grades da peneira e o sólido fica retido. A passagem do líquido vai “empurrando” o sólido retido para uma bandeja coletora e, por isso, esse sistema é considerado autolimpante (JORDÃO; PESSÔA, 2005). Já as peneiras móveis consistem nas de tambor ro- tativo e o fluxo de líquido pode ser axial (de dentro do tambor para fora, comos sólidos ficando retidos internamente) ou tangencial (com os sólidos sendo retidos ao lado externo da peneira e, assim, precisa de um dispositivo para retirar ou raspar esses sólidos). Vale ressaltar também que o peneiramento é utilizado após, pelo menos, um tipo de gradeamento prévio. Caso contrário, os orifícios da peneira obstruiriam rapidamente se o esgoto bruto fosse direcionado diretamente para esse processo de separação, ocasionando transtornos operacionais e limpezas frequentes. 1 4 8 Desarenador ou caixa de areia Em seguida, as caixas de areia, ou desarenadores, são utilizadas para a remoção de partículas sedimentáveis, como areia e pequenos detritos, promovendo a pro- teção adicional das estruturas e equipamentos. Não existe um consenso sobre a nomenclatura deste processo, porém, geralmente, as caixas de areia referem-se quando a limpeza é manual, enquanto o desarenador se refere quando a limpeza é mecanizada, mesmo que ambos desempenham a mesma função. As caixas de areia, de limpeza manual, são construídas em forma de canais estreitos e compridos, tendo dois canais, um em uso e um de reserva, para que a limpeza possa ocorrer sem a necessidade de parar o recebimento de efluente na ETE. A velocidade de escoamento de efluente pelo canal fica na faixa de 0,15 a 0,40 m/s, sendo considerado 0,30 m/s um valor típico para projetos. Desta forma, é interrompido o recebimento de efluente no canal em uso, enquanto o reserva é colocado em operação, sendo a parte líquida removida por meio de bombeamento e, assim que se chega no lodo formado principalmente pela areia, os responsáveis pela limpeza a retiram utilizando pás e outros instrumentos adequados para tal finalidade. Nos desarenadores de limpeza mecanizada, há um raspador no fundo do tanque que vai acumulando a areia sedimentada em um ponto no qual há válvulas de acionamento para realizar a purga desse material. Há também a pos- sibilidade de se instalar bombas capazes de succionar a areia sedimentada, desde que também sejam raspadas e acumuladas no local onde as bombas ficarão alo- cadas. Desta forma, o efluente entra continuamente na ETE, sem a necessidade de parada para limpezas de fundo do desarenador. A areia retirada do desarenador é encaminhada para tanques ou caçam- bas para serem destinados a aterros sanitários, por exemplo. Existem, ainda, ETEs que fazem a lavação dessa areia, sendo o efluente dessa lavação encami- nhado para tratamento na própria ETE, enquanto a areia lavada segue para destinação ambientalmente correta. UNIASSELVI 1 4 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Figura 5 – Caixa de areia (à esquerda) e desarenador (à direita) / Fonte: https://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Screening_and_inlet_at_the_Nyamhunga_wastewater_treatment_plant_(6910360583).jpg. Descrição da Imagem: à esquerda há dois canais construídos em alvenaria com baixo nível de efluente líquido escoando, indo da base da fotografia até ao centro e ao fundo. Ao redor há um gramado baixo e uma caminhonete à esquerda ao fundo. À direita há grande quantidade de efluente vertendo em direção a quem observa a fotografia, com formação de espuma na base da foto. Onde o efluente, de cor marrom, verte, há uma passarela, ao centro da foto. Essa passarela conecta passagens de pessoas que vão até o fundo e, mais ao fundo, se vê algumas árvores. Figura 6 – Areia e demais sólidos retirados do esgoto provenientes de um desarenador Descrição da Imagem: ao centro da fotografia há um equipamento que desemboca areia, sendo possível ver logo abaixo da saída deste equipamento um pequeno monte de areia acumulada em uma área específica e demarcada, que contém faixa zebrada em preto e amarelo ao redor. Esse equipamento está sob uma base de concreto que se estende por detrás dele, tendo um guarda-corpo à esquerda da foto. Atrás do equipamento há uma pequena construção em alvenaria e mais ao fundo há arbustos e algumas árvores. 1 5 1 Calha Parshall O medidor de vazão tipo calha Parshall é um componente essencial em muitas Esta- ções de Tratamento de Esgoto (ETEs), pois é utilizado no monitoramento e controle do fluxo de esgoto (ou água) que entra para o tratamento e é destinada ao longo das respectivas etapas. Projetada com base nos princípios hidráulicos, a calha Parshall é especialmente eficaz na medição de vazões em canais abertos e que requerem pouca manutenção e fácil medição, podendo apresentar um medidor ultrassônico acoplado para se obter medições online e monitoramento por telemetria, por exemplo. GRADE DESARENADOR CALHA PARSHALL Figura 7 – Tratamento preliminar com o medidor de vazão Parshall / Fonte: Santos (2012). Descrição da Imagem: a ilustração inicia com uma seta preta, no sentido da esquerda para a direita, com algumas barras inclinadas para a direita, que estão com a escrita “grade” logo abaixo. A seguir, há outra seta preta, no sentido da esquerda para a direita, para um paralelogramo parcialmente preenchido pela cor cinza, enquanto a outra metade está em branco. Abaixo dessa figura está escrito “desarenador”. A seguir há outra seta preta, no sentido da esquerda para a direita, para duas linhas paralelas que contém zona convergente e divergente. Abaixo dessa figura está escrito “Calha Parshall”. A calha Parshall é caracterizada por uma geometria específica, com uma seção convergente seguida por uma seção divergente. Essa configuração permite a cria- ção de uma contração no fluxo, facilitando a medição precisa da vazão. UNIASSELVI 1 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Ha Hb Hc Aproximação Seção convergente Crista Crista Garganta Seção divergente Canal a jusante VISTA SUPERIOR CORTE TRANSVERSAL Canal a montante Escoamento Escoamento Poço de tranquilização Escoamento ajustado Escoamento livre Ressalto hidráulico Figura 8 – Partes do escoamento na calha Parshall Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Parshall_Flume.svg. Descrição da Imagem: o escoamento na calha Parshall é caracterizado por convergir e estrangular o líquido, facilitando a forma de medir a vazão e, se necessário, de favorecer a mistura de algum produto químico, caso seja necessário. A Calha Parshall também ajuda a controlar a quantidade de água ou efluente que entra na estação. A calha Parshall possui uma régua graduada acoplada que permite fazer a leitura da vazão no local em que ela está instalada, mas há a possibilidade de instalar medidores eletrônicos na calha Parshall, geralmente dispositivos ultrassônicos ou eletromagnéticos, que permitem leitura contínua e automatizada da altura da água na calha, que está diretamente relacionada à vazão. O escoamento através de um medidor Parshall que pode ocorrer de forma livre ou afogada. Quando o escoamento é livre, mede-se apenas a carga na sec- ção convergente para se determinar a vazão. Se o medidor estiver afogado, será necessário medir também a carga no final da seção estrangulada. 1 5 1 A utilização do medidor de vazão calha Parshall oferece vantagens significativas em termos de simplicidade de instalação e operação. Sua capacidade de lidar com uma ampla gama de vazões e sua adaptabilidade a diferentes condições de fluxo fazem dela uma escolha comum em estações de tratamento de esgoto. Além disso, a manutenção é relativamente simples, proporcionando uma ferramenta eficaz para monitorar e controlar o fluxo de água ao longo do processo de tratamento. Outras vantagens são: não há perigo de formação de depósitos devidos a matérias em suspensão; podem funcionar como um dispositivo em que só uma medição de carga hidráulica é necessária; grande habilidade em suportar sub- mergências elevadas, sem alteração de vazão etc. Figura 9 – Fiscal ambiental conferindo a vazão de água de um lago / Fonte: https://commons.wikimedia. org/wiki/File:Documenting_Water_Use_at_Seedskadee_NWR_(14068730064).jpg. Descrição da Imagem: uma mulher à direita da fotografia está agachada segurando um caderno e olha para baixo, onde está instalada uma calha Parshallpara cada finalidade, destacando a importância da gestão adequada dos recursos hídricos em diversos setores: UNIASSELVI 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 USO GERAL USO ESPECÍFICO QUALIDADE REQUERIDA Abastecimento público Consumo humano - Ausência de contaminantes químicos, bioló- gicos e radiológicos nocivos à saúde - Atender aos padrões estabelecidos para pH, turbidez, odor e sabor - Livre de patógenos e substâncias tóxicas Preparação de alimentos - Livre de contaminantes que possam alterar o sabor ou qualidade dos alimentos Agricultura Irrigação de culturas - Baixa salinidade para não prejudicar as plantas - Livre de contaminantes que possam afetar a saúde do solo - Níveis aceitáveis de nutrientes para promo- ver o crescimento das plantas Indústria Processos industriais - Água com baixo teor de sólidos suspensos e dissolvidos para evitar obstruções em equipa- mentos - Livre de substâncias químicas que possam reagir com produtos químicos utilizados na produção - Não corrosiva para evitar danos em tubula- ções e equipamentos Recreação Natação e atividades aquáticas - Baixos níveis de poluentes que possam re- presentar riscos à saúde dos banhistas - Atender aos padrões de qualidade estabele- cidos para contato humano e recreativo com água 1 1 USO GERAL USO ESPECÍFICO QUALIDADE REQUERIDA Preservação da Vida Aquática Conservação de habitats aquáticos - Livre de contaminantes tóxicos ou substân- cias que possam afetar negativamente a vida aquática - Adequada oxigenação para suportar a vida dos organismos aquáticos - Temperatura adequada para as espécies existentes no ecossistema Conservação do Ambiente Natural Manutenção dos ecossiste- mas aquáticos - Livre de substâncias que possam alterar o equilíbrio ecológico do ambiente aquático - Manutenção dos padrões naturais de quali- dade da água para garantir a sustentabilidade dos ecossistemas Quadro 1 – Usos da água, usos específicos e os requisitos de qualidade / Fonte: o autor. O consumo humano é o primeiro elo nessa cadeia de usos. Além da ingestão dire- ta, a água é vital para a higiene pessoal, saneamento básico e preparo de alimentos (PERIOTTO; CALIJURI 2016). A acessibilidade à água potável é fundamental para a saúde pública, ressaltando a importância de práticas sustentáveis para garantir o suprimento constante desse recurso vital. Na agricultura, a água é um ator principal. A irrigação de cultivos, a criação de gado e a produção de alimentos dependem significativamente desse recurso. A eficiência no uso da água na agricultura torna-se, assim, crucial para a segurança alimentar global e a sustentabilidade ambiental. O setor industrial é outro protagonista na demanda por água. Processos de fabricação, resfriamento de equipamentos e geração de energia dependem maciça- mente do recurso hídrico. A gestão responsável no setor industrial é essencial para minimizar impactos ambientais e garantir o equilíbrio nos ecossistemas aquáticos. Na agricultura, a água é um ator principal UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 1083,6 496,2 189,2 34,5 32,9 79,5 792,1 291,5 397 87,5 99,2 101,7 27,6 9,6 2,5 6,9 23,3 77,0 Retirada Total 2.082,7(m³/s) Consumo Total 1.157,9(m³/s) Abastecimento Urbano 23,8% Abastecimento Urbano 8,6% Demandas de Uso da Água no Brasil em 2017 166,8 125,1 41,7 Figura 3 – Demandas de uso da água no Brasil em 2017 / Fonte: ANA (2019, s.p.). Descrição da Imagem: a ilustração mostra as demandas de uso da água no Brasil em 2017, indicando quanto, em metros cúbicos por segundo (m³/s), de água foi retirada, consumida e retornada para a natureza, considerando suas aplicações na irrigação, abastecimento urbano, indústria, abastecimento rural, mineração, termoelétrica e uso animal. Além disso, abaixo são mostrados dois gráficos, um para o total de água retirada e outro para o total de água consumida, conforme as aplicações acima citadas. Além do uso direto, a água também desempenha um papel crucial na manutenção dos ecossistemas naturais. Rios, lagos e áreas úmidas são habitats diversos e, ao mes- mo tempo, reguladores do clima e fornecedores de serviços ambientais. A preser- vação desses ecossistemas aquáticos é vital para a saúde do planeta como um todo. As atividades de lazer e recreação também integram os usos da água. Desde atividades náuticas até turismo em regiões costeiras, a água proporciona momen- tos de relaxamento e contemplação. A preservação desses ambientes recreativos é um investimento na qualidade de vida das comunidades e no turismo sustentável. 1 8 Contudo, a crescente demanda por água, aliada às mudanças climáticas, impõem desafios significativos. A escassez, a poluição e a competição por esse recurso es- sencial destacam a necessidade premente de abordagens integradas e sustentáveis (Paz et al., 2020). A conscientização, a eficiência no uso e a adoção de tecnologias inovadoras são imperativas para garantir que as gerações futuras possam usufruir da água de maneira equitativa e sustentável. Saiba quais são os usos predominantes da água no Brasil, de acordo com o Ma- nual de usos consuntivos da água no Brasil, conforme a Agência Nacional de Águas (ANA). Disponível em: https://www.snirh.gov.br/portal/snirh/centrais- -de-conteudos/central-de-publicacoes/ana_manual_de_usos_consuntivos_ da_agua_no_brasil.pdf?fbclid=IwAR3sVJ4L8CZRinWNOiBVxatH9nJJzLQyigAyU- GyO_C3Nsn74mhd2HV-ZGkA EU INDICO O que são as mudanças climáticas e quais são a sua relação com a água e seus usos pelos seres humanos e animais? Entenda essa relação por meio do vídeo que segue: https://www.youtube.com/ watch?v=vEOBmZBBLbw&ab_channel=anagovbr. EU INDICO ÁGUAS DO PLANETA: DESVENDANDO IMPUREZAS E MICROCOSMOS AQUÁTICOS A água carrega uma diversidade de elementos que moldam sua pureza e influen- ciam diretamente a saúde de ecossistemas aquáticos e comunidades humanas. Das impurezas químicas aos microrganismos, a água é um espelho fiel dos desa- fios e maravilhas que permeiam seu líquido elemento. UNIASSELVI 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 As impurezas na água assumem várias formas, desde sólidos em suspensão até substâncias químicas dissolvidas. Partículas minerais, sedimentos e matéria orgânica podem sujar suas águas, comprometendo a estética e, muitas vezes, a qualidade. A poluição antropogênica, proveniente de atividades industriais e agrícolas, contribui para a presença de metais pesados, nutrientes em excesso e compostos tóxicos. Além das impurezas químicas, a água abriga uma diversidade de organis- mos microscópicos que compõem verdadeiros microcosmos aquáticos. Bacté- rias, vírus, algas e protozoários coexistem, desempenhando papéis cruciais na ciclagem de nutrientes e na manutenção do equilíbrio biológico. No entanto, a presença desregulada desses microrganismos pode representar riscos à saúde humana, exigindo métodos eficazes de tratamento. Eutrofização: O desafio da prosperidade descontrolada A eutrofização é um fenômeno ambiental no qual corpos d’água, como lagos e rios, ficam excessivamente enriquecidos em nutrientes, principalmente nitrogê- nio e fósforo. Esse acúmulo faz um aumento descontrolado de plantas aquáticas, como algas, criando um desequilíbrio no ecossistema aquático. Causas naturais incluem processos geológicos e climáticos que liberam gradual- mente nutrientes na água. A eutrofização é intensificada por atividades humanas, como agricultura intensiva, despejo inadequado de resíduos e uso excessivo de fertilizantes, pois acelera o processo, com consequências prejudiciais como a for- mação de áreas mortas, onde a falta de oxigênio compromete a vida aquática (VON SPERLING, 1996). APROFUNDANDO A qualidade microbiológica da água é uma preocupação global. Doenças trans- mitidas pela água, como cólera e giardíase, são frequentemente associadas à pre- sença de organismos patogênicos na água potável. Portanto, garantir o acesso à água segura e a implementação de sistemas de tratamento eficientes tornam-see que há água de um lago escoando através desse dispositivo. Do outro lado da calha Parshall, na zona de estrangulamento, há uma régua de nível que ela observa na vazão instantânea. Ao redor do local há um tipo de vegetação baixa e seca, com coloração típica de palha seca. UNIASSELVI 1 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Caixa de gordura Essa estrutura é geralmente posicionada nas primeiras etapas do tratamento de esgoto, onde os efluentes recém-chegados passam por um processo de retenção e separação (ABNT, 1999). A caixa de gordura é projetada com uma configuração que permite a desaceleração do escoamento, proporcionando condições ideais para a flotação e separação da gordura. A gordura, mais leve que a água, sobe à superfície da caixa, formando uma camada que pode ser facilmente removida. A remoção eficiente da gordura pela caixa de gordura traz diversos benefícios para o sistema de tratamento. Em primeiro lugar, ajuda a prevenir a obstrução de tubulações e equipamentos subsequentes, reduzindo os riscos de entupimentos e aumentando a eficiência operacional. Além disso, contribui para a preservação de bombas e outros dispositivos mecânicos, prolongando sua vida útil e reduzindo a necessidade de manutenção frequente (VON SPERLING, 1996). Figura 10 – Caixa de gordura (à esquerda) e gordura flotada (à direita) Descrição da Imagem: à esquerda há um tanque circular com outra parte circular concêntrica. No círculo de fora há o acúmulo de resíduos gordurosos na superfície, enquanto que no círculo do centro há o efluente sem esses resíduos na superfície. À direita há uma fotografia mais próxima dos resíduos gordurosos que se acumulam na superfície de efluentes, com uma tubulação saindo à esquerda da fotografia. A manutenção da caixa de gordura é uma tarefa relativamente simples, envol- vendo a remoção regular da camada de gordura acumulada. Este procedimento, quando realizado de maneira consistente, assegura o desempenho contínuo da caixa de gordura, evitando problemas operacionais e otimizando o tratamento subsequente dos efluentes. 1 5 4 Sedimentação/decantação Desempenha um papel essencial na remoção de sólidos suspensos e partículas coloidais presentes nos efluentes. Este processo visa criar condições favoráveis para que as partículas mais densas se depositem no fundo de tanques de decanta- ção, permitindo a separação eficaz da água clarificada dos sólidos sedimentados. Além da remoção física de sólidos, o tratamento preliminar também visa redu- zir a carga orgânica presente nos efluentes e isso é alcançado por meio de processos de sedimentação primária, onde a água escoa muito lentamente para permitir a decantação de sólidos suspensos. Essa etapa resulta na formação de lodo primário, o qual é removido e encaminhado para unidades posteriores de tratamento de lodo. Estudante! Não deixe de conferir o artigo “Escuma de esgoto para a produção de biodiesel: uma alternativa ambientalmente adequada”, que aproveita resíduos de esgoto para a produção de biodiesel, representando não apenas uma solução am- bientalmente correta, mas também uma oportunidade de valorização de materiais descartados. Este artigo explora a síntese de biodiesel a partir da escuma de esgo- to, alcançando rendimentos significativos, com os resultados sugerindo que essa abordagem atende aos objetivos da Política Nacional de Resíduos Sólidos, além de destacar o potencial da reciclagem de resíduos como fonte de energia renovável. https://portaldeperiodicos.animaeducacao.com.br/index.php/gestao_am- biental/article/view/6046/4403. EU INDICO Figura 11 – Ilustração de um decantador circular de fundo cônico de limpeza manual (à esquerda) e de limpeza mecanizada (à direita) / Fonte: Von Sperling (1996). Descrição da Imagem: ilustração do escoamento do efluente no decantador primário que pode ter remoção de lodo de forma manual ou mecanizada. Onde ambas contêm um formato afunilado e com setas mostrando a indicação do escoamento, porém a primeira não contém o limpador sendo de forma manual e a segunda mostra de uma haste pendurada em um suporte para efetuar essa limpeza. UNIASSELVI 1 5 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Na prática, os efluentes passam por tanques de decantação ou sedimentação, onde a velocidade do fluxo é reduzida (VON SPERLING, 1996). Esse abrandamento do fluxo propicia que as partículas em suspensão percam sua energia cinética e se depositem por gravidade. Os sólidos sedimentados formam uma camada no fundo do tanque, conhecida como lodo primário, enquanto a água clarificada é direcionada para as fases subsequentes do tratamento (METCALF; EDDY, 2015; VON SPERLING, 1996). Figura 12 – Decantador primário (esquerda) e seus vertedores (direita) Descrição da Imagem: à esquerda há a passarela que fica rotacionando sob o decantador e que possui os ras- padores de lodo ao fundo do tanque. O tanque está cheio de efluente sanitário em decantação primária e, ao fundo, se vê construções em alvenaria. À direita há vertedores de decantador que possui efluente clarificado extravasando e escoando para um ralo. A eficiência da decantação depende de diversos fatores, incluindo o tempo de retenção no tanque, a geometria do tanque de sedimentação, a natureza das par- tículas presentes nos efluentes e a velocidade de escoamento. Tanques de formato adequado, fluxo controlado e tempo de retenção otimizado são essenciais para garantir uma sedimentação eficiente. A remoção de sólidos durante a decantação é vital para a eficácia global do tratamento de esgoto. Ela não apenas contribui para a produção de efluentes clarificados, mas também reduz a carga orgânica e sólidos em suspensão, prepa- rando os efluentes para as etapas subsequentes do tratamento. O lodo primário sedimentado é frequentemente retirado do fundo dos tanques e encaminhado para processos adicionais de tratamento ou disposição final. 1 5 1 Flotação Utilizado na remoção de sólidos suspensos e material orgânico. Este método envolve a introdução de microbolhas de ar na água, promovendo a aderência das partículas sólidas à superfície das bolhas, formando flóculos leves que são então direcionados à superfície do tanque de flotação (METCALF; EDDY, 2015). Na prática, o sistema de flotação é composto por um tanque onde o esgoto pré-tratado é introduzido e microbolhas de ar são dispersas. Essas microbolhas aderem aos sólidos em suspensão e matéria orgânica, tornando-os menos densos e, assim, permitindo que eles subam à superfície do tanque (METCALF; EDDY, 2015). Uma vez na superfície, os flóculos formam uma camada de espuma, que pode ser facilmente removida. UNIASSELVI 1 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Influente Tubo de aeração Água Branca �Areia Ar� Fluxo de ar Painel Pneumático Descarga de reciclagem Bomba de reciclagem Sucção de reciclagem Efluente Limpo Lodo Unidade DAF�Sedimento PI PI A B C Figura 13 – Processo de tratamento do esgoto que envolve flotação (esquerda) e espuma que é formada pela flotação (direita). / Fonte: adaptado de Waterform Technologies (2023). https://commons.wikimedia. org/wiki/File:Prominenthill-flotation.jpg. Descrição da Imagem: a imagem A mostra um sistema de flotação por ar dissolvido (DAF) usado no tratamento de água. Inclui uma unidade DAF retangular com entradas para água limpa e influente, um tubo de aeração para introduzir ar, e saída para lodo. Componentes adicionais incluem um painel pneumático, bomba de reciclagem e descarga de reciclagem. O processo remove impurezas da água usando ar para fazer as partículas flutuarem até a superfície, onde são removidas. Na imagem B há tanques de flotação, com canaletas que recolhem a espuma flotada. Acima e ao redor desses tanques há passarelas para passagem de pessoas em uma estrutura coberta. À imagem C há uma foto próxima de uma espuma flotada de coloração chumbo. A flotação é especialmente eficaz na remoção de partículas pequenas e coloidais, que podem ser desafiadoras de serem sedimentadas em processosconvencionais de decantação. Além disso, ela contribui para a remoção de gorduras, óleos e graxas presentes nos efluentes, melhorando significativamente a qualidade da água tratada. 1 5 8 Um benefício adicional da flotação é a sua capacidade de facilitar a remoção de microrganismos patogênicos e outros contaminantes, resultando em efluentes mais clarificados e com menor carga de sólidos suspensos. Essa técnica é parti- cularmente útil em ETEs que enfrentam desafios específicos de tratamento de águas residuais industriais ou resíduos com características complexas. A eficiência da flotação depende de vários fatores, incluindo o tipo de flota- dor utilizado, taxa de injeção de ar, tempo de retenção e a qualidade da água de entrada. Uma operação cuidadosa e monitoramento contínuo são essenciais para garantir o desempenho eficaz desse processo avançado. Acesse! https://docs.google.com/document/d/147jADNTQ2MQBuXisj4C8n_ ZPT0gV8maG-d1Zb4vMS4M/edit?usp=sharing EU INDICO PROCESSOS QUÍMICOS São processos para melhorar a remoção de partículas finas e coloidais presen- tes nos efluentes, proporcionando uma água tratada mais clara e com menor turbidez. Esse método envolve a adição controlada de produtos químicos que promovem a coagulação, floculação e sedimentação das partículas suspensas. Os produtos químicos comumente empregados na clarificação química in- cluem coagulantes e floculantes. Os coagulantes são substâncias que neutrali- zam a carga elétrica das partículas coloidais presentes na água, facilitando sua aglomeração. Um dos coagulantes mais utilizados é o sulfato de alumínio, que, quando adicionado à água, forma flocos de hidróxido de alumínio que adsorvem as partículas em suspensão. UNIASSELVI 1 5 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 3 - COAGULAÇÃO DE EFLUENTE EM UM BÉQUER 2 - TUBULAÇÃO DE DOSAGEM DE COAGULANTE NA ETA 1 - ENSAIO DE JAR TEST Após a adição do coagulante, os floculantes entram em cena. Os floculantes são po- límeros orgânicos que ajudam a aglutinar as partículas coaguladas em estruturas maiores e mais pesadas, chamadas de flocos. Esses flocos podem ser mais facilmente removidos durante a sedimentação ou flotação, dependendo do sistema adotado. A eficácia da clarificação química depende de fatores como a dosagem ade- quada dos produtos químicos, o tempo de mistura, a taxa de sedimentação e a qualidade da água de entrada. Uma dosagem inadequada pode resultar em uma eficiência reduzida do processo. Além dos coagulantes e floculantes, outras subs- tâncias podem ser empregadas para melhorar a clarificação, como alcalinizantes para ajustar o pH e polieletrólitos para reforçar o processo de floculação. 1 1 1 Outros processos químicos envolvem a adição de outros produtos durante o pro- cesso de tratamento, por exemplo sanitizante ou desinfetante químico, a exemplo do hipoclorito de sódio ou de cálcio, utilizados nas estações de tratamento de água (ETAs) para manter a água potável e livre de microrganismos, bem como nas estações de tratamento de esgotos (ETEs), mediante legislações, mas em concen- trações abaixo do que o exigido para ETAs, apenas para controle microbiológico e posterior lançamento do efluente tratado nos corpos hídricos. Para compreender melhor como funciona o jar test e as etapas de coagulação e floculação, assista ao vídeo que explica um pouco a teoria mais aprofundada por trás desses processos, além de fazer um comparativo com cone Imhoff dos resul- tados obtidos entre o uso de coagulante inorgânico (sulfato de alumínio) e coa- gulante orgânico (tanino), aplicado em um efluente industrial à base de corante. EU INDICO Legislação federal: ■ Resolução CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) nº 430/2011: Esta- belece condições e padrões de lançamento de efluentes. ■ Resolução CONAMA nº 357/2005: Define as diretrizes para o enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos preponderantes. Legislação estadual e municipal: ■ Normas específicas estabelecidas pelos órgãos ambientais estaduais e muni- cipais, que podem variar de acordo com a região. Essas legislações estabelecem os parâmetros e limites permitidos para a utilização de desinfetantes químicos nos efluentes tratados antes do lançamento nos corpos hídricos, visando garantir a qualidade ambiental e a proteção da saúde pública. APROFUNDANDO UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 5 Para finalizar, os processos físico-químicos são extremamente importantes no tratamento de água, esgotos e efluentes líquidos, exigindo conhecimento das etapas e controle operacional por parte do operador. Além disso, para projetar uma estação como um todo, vários profissionais são engajados para ter uma visão mais abrangente e enfrentar todos os desafios que a ETA ou ETE terá pela frente. A combinação de técnicas físicas (gradeamento, peneiramento, sedimentação e decantação) e químicas (coagulação, floculação e desinfecção) revela-se essencial para remover impurezas, sólidos suspensos e substâncias químicas indesejadas. Ao abordar questões ambientais e de saúde pública, esses processos pro- movem a sustentabilidade e contribuem para a preservação dos ecossistemas aquáticos. Além disso, ao compreender a interação entre os componentes físicos e químicos, os profissionais envolvidos podem aprimorar continuamente as es- tratégias de tratamento, assegurando um futuro mais seguro e saudável para o fornecimento de água e o tratamento de esgotos. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . EM FOCO NOVOS DESAFIOS O tratamento de esgoto desempenha um papel crucial na preservação do meio ambiente e na promoção da saúde pública. Nesse contexto, o profissional da área ambiental assume um papel essencial ao garantir que os processos físicos e químicos sejam compreendidos e aplicados de maneira eficiente. Essa expertise é fundamental para assegurar o sucesso e a sustentabilidade das práticas de tratamento de esgoto. Saber como esses processos funcionam facilita o dia a dia no contato frequen- te com os desafios da profissão, contornando situações adversas e possíveis per- calços que possam ocorrer, independente do porte que esses processos possam ter. 1 1 1 Além disso, a atuação do profissional vai além do conhecimento técnico. Ele desempenha um papel crucial na implementação de práticas sustentáveis e no desenvolvimento de estratégias para a gestão eficiente dos recursos hídri- cos. A educação ambiental e o engajamento da comuni- dade também fazem parte da sua responsabilidade, promovendo a conscienti- zação sobre a importância do tratamento adequado de esgoto para a preservação dos ecossistemas locais. Em resumo, a com- preensão profunda dos processos físicos e quími- cos no tratamento de esgoto capacita o profissional am- biental a desempenhar um papel estratégico na preser- vação ambiental por meio do tratamento eficiente dos esgotos. Sua atuação não apenas garante a conformi- dade com regulamentações ambientais, mas também contribui para a construção de sociedades mais susten- táveis e saudáveis. UNIASSELVI 1 1 1 1. A flotação é um processo que envolve três fases: líquida, sólida e gasosa. É utilizado para separar partículas de uma fase líquida. A separação é produzida pela combinação de bo- lhas de gás, geralmente o ar, com a partícula, resultando num agregado, cuja densidade é menor que a do líquido e, portanto, sobe à superfície do mesmo, podendo ser coletada em uma operação de raspagem superficial. Qual é o objetivo principal do processo de flotação no tratamento de esgoto? a) Remoção de sólidos grosseiros. b) Separação de óleos e graxas. c) Clarificação da água por sedimentação. d) Filtração de partículas finas. e) Neutralização de pH. 2. O tratamento preliminar desempenha um papel fundamental nas estações de tratamento de esgoto, representando a primeira etapa no processo detratamento das águas residuais. Nessa fase, o foco está na remoção de elementos grosseiros e sólidos sedimentáveis do esgoto bruto, cujos equipamentos apropriados são empregados para reter materiais como galhos, plásticos, e outros resíduos sólidos, evitando danos aos equipamentos subsequentes e melhorando a eficácia dos processos subsequentes. Além disso, são utilizadas etapas para a separação de areia e partículas mais densas, além da flotação, em que o material sólido é retirado no topo do flotador e o clarificado é retirado pela parte inferior do mesmo processo. Considere as seguintes afirmações sobre processos físico-químicos em tratamento de es- goto: I - O processo de sedimentação é utilizado para separar partículas sólidas mais densas da água por meio da ação da gravidade em um tanque. II - A flotação é um método que envolve a introdução de bolhas de ar na água, facilitando a elevação de partículas suspensas até a superfície, onde podem ser removidas. III - Gradeamento ou grades são dispositivos projetados para a remoção eficiente de sólidos grosseiros, atuando como uma barreira física. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. AUTOATIVIDADE 1 1 4 3. O uso preciso e controlado de coagulantes químicos destaca-se como uma estratégia vital para otimizar a eficiência do tratamento de esgoto, contribuindo para a produção de água tratada de alta qualidade e atendendo aos padrões ambientais. Comumente utilizados, coagulantes como sulfato de alumínio ou cloreto férrico são adicionados à água bruta. Qual é o papel dos processos químicos na clarificação de efluentes líquidos e de esgoto? a) Introduzir microrganismos aeróbios para degradação de matéria orgânica. b) Aumentar a temperatura do efluente para acelerar a atividade bacteriana. c) Promover a filtração direta para remoção de impurezas. d) Injetar oxigênio para estimular a decomposição biológica. e) Facilitar a sedimentação de sólidos por meio de adição de coagulantes. AUTOATIVIDADE 1 1 5 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 8160 . Sistemas prediais de es- goto sanitário – projeto e execução. Rio de Janeiro, RJ: 1999. Disponível em: https://professor. pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17500/material/NBR%208160%20Sis- temas%20prediais%20de%20esgoto%20sanit%C3%A1rio-%20projeto%20e%20execu%C3%A7%- C3%A3o.pdf. Acesso em: 17 jan. 2024. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 12 .209 . Elaboração de proje- tos hidráulico-sanitários de estações de tratamento de esgotos sanitários. Rio de Janeiro, RJ: 2011. METCALF, E. A.; EDDY, H. P. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Porto Alegre: Bookman, 5. ed., 2015. 2008 p. JORDÃO, E. P.; PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. São Paulo, SP: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2005. 4. ed. 932 p. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 1996, 243p. WATERFORM TECHNOLOGIES. How does a DAF System Work? Disponível em: https://www. waterform.com.au/news-bulletin/how-does-a-daf-system-work. Acesso em: 22 jan. 2024. AUTOATIVIDADE 1 1 1 1. Resposta correta: letra B). A) Errada. A remoção de sólidos grosseiros é comumente associada ao processo de gradea- mento, não à flotação. B) Certa. A flotação é o processo responsável por retirar óleos e graxas de esgoto por meio da injeção de ar no efluente, a fim de facilitar a separação. C) Errada. A clarificação por sedimentação não é o objetivo principal da flotação, que se concentra na remoção de partículas suspensas mais finas. D) Errada. A filtração de partículas finas não é o propósito principal da flotação, mas sim de outros processos como filtração física. E) Errada. A neutralização de pH não é uma característica inerente ao processo de flotação, mas sim a processos químicos específicos destinados a ajustar o pH da água. 2. Resposta correta: letra E). Todas as afirmativas estão corretas porque: I. A sedimentação, decantação ou decantação primária é o processo que separa as partículas sólidas mais densas que a água apenas pela ação da gravidade; II. A flotação precisa que seja injetado ar no processo para que as partículas sólidas possam ser retiradas na parte de cima do processo de separação; III. O gradeamento atua como barreira física projetada e dimensionada para reter sólidos mais grosseiros no início da ETE. 3. Resposta correta: letra E). a) Errada. A introdução de microrganismos aeróbios está associada aos processos biológicos, não aos químicos, que geralmente tratam de aditivos químicos. b) Errada. A injeção de oxigênio para estimular a decomposição biológica está relacionada aos processos biológicos, não aos químicos, que se concentram em reações químicas para melhorar a clarificação. c) Errada. A temperatura não é um fator químico diretamente controlado nos processos químicos de clarificação; ela está mais relacionada aos processos biológicos. d) Errada. A filtração direta é um processo físico, não químico, utilizado para remover partí- culas suspensas. Os processos químicos estão mais associados à coagulação e floculação. e) Correta. A clarificação de efluentes e de esgoto envolve a adição de produtos químicos que coagulam os sólidos suspensos e coloidais, por meio da adição de coagulantes, que aglutinam esses sólidos e facilitam a separação do líquido. AUTOATIVIDADE 1 1 1 MINHAS METAS PROCESSOS BIOLÓGICOS Situar a etapa de tratamento biológico dentro de uma ETE. Entender o que é o tratamento secundário ou tratamento biológico de esgotos. Saber a diferença entre anaeróbio, aeróbio, anóxico e processos facultativos. Conhecer os diferentes tipos de tratamento secundário aplicados ao tratamento de esgoto. Distinguir a associação de tratamentos conforme a utilização ou não de oxigênio com o uso de biomassa aderida ou dispersa. Explorar os diferentes tipos de tratamento secundário com suas respectivas eficiências frente a diversos parâmetros. Ter noção de quais fatores são importantes na escolha de um tratamento biológico a ser adotado. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 6 1 1 8 INICIE SUA JORNADA O tratamento de esgoto é uma parte essencial da gestão ambiental, visando à remoção de poluentes antes que a água seja devolvida ao meio ambiente. Os processos biológicos desempenham um papel fundamental nesse tratamento, utilizando organismos vivos para decompor e remover materiais orgânicos pre- sentes no esgoto. Esses processos biológicos são fundamentais para garantir que a água trata- da atenda aos padrões de qualidade estabelecidos, reduzindo assim os impactos negativos no meio ambiente. VOCÊ SABE RESPONDER? De que forma os processos biológicos atuam no esgoto e se utilizam dele para serem utilizados no tratamento? Basicamente, eles atuam em diferentes etapas do tratamento, promovendo a de- composição da matéria orgânica e a redução da carga poluente. Desta forma, podem ser utilizados diferentes tipos de microrganismos dependendo da tecno- logia de tratamento escolhida (ao ser utilizado uma rota tecnológica via aeróbia ou anaeróbia, por exemplo), se há necessidade de retirar nutrientes específicos (como é o caso de bactérias nitrificantes e desnitrificantes) e entre outros. O que o ser humano faz é controlar a reprodução dessas bactérias nas etapas dos tratamentos de esgoto, fornecendo condições adequadas (pH, temperatura, alcalinidade, quantidade de matéria orgânica etc.) para que elas possam se desen- volver e degradar adequadamente a matéria orgânica, equilibrando o crescimento e a morte desses microrganismos. Os processos biológicos representam uma abordagem sustentável e eficaz para o tratamento de esgoto, garantindo que o esgoto e a água residual sejam devolvidos devidamente tratados ao meio ambiente de forma segura. O monito- ramentocuidadoso das condições do sistema, como aeração, temperatura e pH, é fundamental para otimizar a atividade desses microrganismos e garantir um tratamento eficiente do esgoto. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Já que estamos falando de uma das etapas do tratamento de esgoto, por que não conhecer mais a situação atual do esgotamento sanitário no Brasil? Dessa forma, você será capaz de ter uma visão holística da situação em nosso país, saber quais as regiões do país que possuem melhores e piores índices de tratamento do es- goto, bem como o nosso papel como cidadão frente a esse tema tão importante e que é tão básico, mas que nem todos tem acesso. Ouça agora o podcast “Esgo- tamento sanitário no Brasil: desafios e perspectivas”. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? Vamos recordar os microrganismos aeróbios e anaeróbios e quais são, de forma geral, aplicados ao tratamento de esgoto para entender como desempenham papéis cruciais na decomposição da matéria orgânica, transformando poluentes presentes no esgoto em compostos mais estáveis e menos nocivos ao meio ambiente. https://www.youtube.com/watch?v=BcUmnCrbEl8&ab_channel=Fundamentare. 1 1 1 DESENVOLVA SEU POTENCIAL INTRODUÇÃO Após passar pelas demais etapas da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), o efluente bruto chega ao tratamento secundário, também conhecido como tratamento bioló- gico, que é a etapa mais importante, pois tem como objetivo a remoção de matéria orgânica por meio de processos biológicos em meio aeróbio ou anaeróbio. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Tratamento Secundário Tratamento Terciário Tratamento Preliminar Esgoto Brutal Coleta Grades Caixa de areia Medição de vazão Processo Biológico Remoção de sólidos grossos Resíduos Aterro Sanitário Remoção de lodo Remoção de Matéria Inorgânica Lodo Primário Lodo Biológico Lodo Biológico Disposição Final no Solo Compostos diversos Remoção de Matéria Orgânica Nutrientes N e P Remoção de Nutrientes e não biodegradáveis Efluente Figura 1 – Visão geral de uma ETE, com destaque para o tratamento secundário Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/pro- dutos-do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. Descrição da Imagem: a imagem descreve o fluxo do tratamento de esgoto, incluindo tratamento preliminar, secundário e terciário. O esgoto bruto é coletado e passa por grades e uma caixa de areia para remover sólidos grosseiros. Esses resíduos são enviados para um aterro sanitário. A seguir, o esgoto é medido e tratado biologi- camente no tratamento secundário. O lodo resultante é separado em matéria inorgânica e orgânica. A matéria inorgânica é destinada ao lodo primário, enquanto a orgânica é dividida em compostos diversos e lodo biológico, ambos indo para a disposição final no solo. Os nutrientes N e P são removidos no tratamento terciário, seguido pela remoção de nutrientes e não biodegradáveis antes de serem descartados no efluente, representado por um corpo hídrico. Um quadrado vermelho cerca o tratamento secundário e o processo biológico. 1 1 1 Para definir o método de tratamento de esgoto, é imprescindível levar em consi- deração o nível de eficiência desejado (VON SPERLING, 1996), isto é, a qualidade almejada para o efluente final, que deve ser compatível com as exigências da classe de enquadramento do corpo receptor. A Figura 2 resume algumas tecnologias de tratamento biológico e suas respectivas eficiências em relação à remoção de matéria orgânica presente nos esgotos brutos. Além disso, fatores como a disponibilidade de espaço para a instalação, os custos envolvidos, a complexidade na implementação e operação de cada pro- cesso, as condições ambientais relacionadas à localização da unidade, a gestão e destinação de lodos, bem como a necessidade do uso de produtos específicos, também são ponderados no processo decisório. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Fossas Sépticas Fossas Sépticas seguidas de Filtro Anaeróbico ReatoresAnaeróbios de Fluxo ascendente - UASB Lodo Ativado Convencional Lodo Ativado Aeração Prolongada Reator UASB seguidas de Reatores Biológicos Lagoa Facultativa seguida de Lagoa de Estabilização Lagoa Aerada seguida de Lagoa de Decantação Lagoa Anaeróbica seguida de Lagoa de Facultativa Sistema de Tratamento de Esgoto Sanitário Eficiência de remoção (%) Figura 2 – Eficiência de diversos sistemas de tratamento de esgoto Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/pro- dutos-do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. Descrição da Imagem: gráfico com os tipos de tratamento de esgoto, aeróbios e anaeróbios, e suas respectivas eficiências para remoção de DBO. Representação do Sistema de Tratamento de Esgoto Sanitário e suas respec- tivas eficiências de remoção (%): 1- Fossas Sépticas: 35-60%, 2- Fossas Sépticas seguidas de Filtro Anaeróbico: 75-85%, 3- Reatores Anaeróbios de Fluxo Ascendente – UASB: 55-75%, 4- Lodo Ativado Convencional: 75-95%, 5- Lodo Ativado com Aeração Prolongada: 93-98%, 6- Reator UASB seguido de Reatores Biológicos: 75-97%, 7- Lagoa Facultativa seguida de Lagoa de Estabilização: 75-90%, 8- Lagoa Aerada seguida de Lagoa de Decantação: 70-90% E 9- Lagoa Anaeróbia seguida de Lagoa Facultativa: 70-90%. Os tipos de tratamento podem ser subdivididos conforme a utilização ou não de oxigênio, bem como se a biomassa fica aderida ou dispersa no meio líquido. 1 1 4 ■ Tratamento biológico de crescimento disperso ou suspenso: os microrganismos são mantidos por toda a suspensão líquida através de mistura apropriada (METCALF; EDDY, 2015), por meio da utilização de agitador mecânico ou pelo movimento das bolhas de ar injetadas no tanque (quando o processo é aeróbio, pois pode ser anaeróbio ou anóxi- co). Lagoa aeróbia aerada e lodos ativados são dois exemplos. ■ Tratamento biológico de crescimento aderido: os microrganismos estão aderidos em um material inerte, que pode ser pedra, pedregulho, escória, areia, madeira e materiais de plástico ou de outros materiais sintéticos, sendo que a matéria orgânica e os nutrientes são degradados devido à passagem do esgoto ao crescimento aderido (ou biofilme). Os processos de crescimento aderido também podem ser aeróbios ou anaeróbios (METCALF; EDDY, 2015). Ao considerar as diversas técnicas de tratamento de efluentes, é crucial com- preender os distintos processos aeróbios, anaeróbios, anóxicos e facultativos. Cada abordagem desempenha um papel fundamental na purificação das águas residuais, oferecendo soluções adaptadas às necessidades ambientais e de saúde pública. Agora, vamos explorar mais detalhadamente como esses métodos con- tribuem para a gestão sustentável dos recursos hídricos. Conforme a utilização ou não de oxigênio Sistemas Anaeróbicos Sistemas Facultativos Sistemas Aeróbicos Figura 3 – Divisão dos tratamentos biológicos aplicados no tratamento de esgoto / Fonte: o autor. Descrição da Imagem: na parte de cima da hierarquia há um quadrado laranja com cor da fonte branca escrito “conforme a utilização ou não de oxigênio”, que se subdivide em três outros quadrados. No quadrado da esquerda está escrito “Sistemas Anaeróbios”, também na cor laranja e fonte de cor branca; no quadrado do meio está escrito “Sistemas Facultativos”, na cor laranja em tom mais claro, contornado por tracejado na cor laranja, e fonte de cor branca; no quadrado da direita está escrito “Sistemas Aeróbios”, também na cor laranja e fonte de cor branca. UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 ■ Aeróbio: processos que ocorrem na presença de oxigênio (O2). Exemplo: lodos ativados, onde microrganismos degradam matéria orgânica utili- zando oxigênio (VON SPERLING, 1996). ■ Anaeróbio: processos que ocorrem na ausência de oxigênio. Exemplo:fossas sépticas, onde microrganismos decompõem resíduos orgânicos na ausência absoluta de oxigênio (VON SPERLING, 1996). ■ Anóxico: processos que ocorrem em um ambiente com baixo teor de oxigênio ou outros compostos aceitadores de elétrons que não o oxigênio. Exemplo: processo de desnitrificação, onde microrganismos convertem nitrato em nitrogênio gasoso em teores muito baixos de oxigênio (MET- CALF; EDDY, 2015). ■ Facultativo: microrganismos ou processos que podem ocorrer tanto na presença quanto na ausência de oxigênio. Adaptam-se a diferentes con- dições de oxigênio. Exemplo: Lagoas facultativas, onde microrganismos podem operar aerobiamente na superfície e anaerobiamente no fundo da lagoa, dependendo das condições (METCALF; EDDY, 2015). Veja, a seguir, as vantagens e desvantagens dos processos de tratamento biológico aeróbio: VANTAGENS DESVANTAGENS • Partida rápida; • Não precisa de pós-tratamento; • Oxigênio dissolvido no efluente; • Efluente com boa qualidade visual; • Elevada remoção de matéria orgâni- ca (MO); • Possibilidade de nitrificação; • Baixa necessidade de área; • Baixa emanação de maus odores. • Elevada produção de lodo; • Elevados custos de operação e instalação; • Requer operação especializada; • Não tolera interrupções no funcio- namento; • Lodo necessita de pós tratamento; • Elevado índice de mecanização. Quadro 1 – Vantagens e desvantagens dos processos de tratamento biológico aeróbio. Fonte: adaptado de Zanela (2019). 1 1 1 Agora, veja as vantagens e desvantagens dos processos de tratamento biológico anaeróbio: VANTAGENS DESVANTAGENS • Menor consumo de energia; • Menor produção de lodo bioló- gico; • Menor necessidade de nutrien- tes; • Produção de metano, fonte po- tencial de energia; • Menor volume do reator; • Eliminação da poluição do ar pelos gases de exaustão; • Capacidade de resposta à adição de substrato após longos perío- dos sem alimentação; • Processo de pré-tratamento eficaz; • Potencial para baixa pegada de carbono. • Maior período de partida para desen- volvimento da biomassa necessária; • Pode requerer a adição de alcalinizante; • Pode requerer tratamento adicional por um processo aeróbio de tratamento para atingir os padrões de emissão do efluente; • Não possibilita a remoção biológica de nitrogênio ou fósforo; • Muito mais sensível aos efeitos negati- vos da baixa temperatura nas taxas de reação; • Pode ser mais suscetível a perturba- ções decorrentes da presença de subs- tâncias tóxicas ou variações significati- vas nas características do afluente; • Potencial para geração de maus odores e gases corrosivos. Quadro 2 – Vantagens e desvantagens dos processos de tratamento biológico anaeróbio. Fonte: adaptado de Metcalf e Eddy (2015). A compreensão e aplicação dos processos aeróbios, anaeróbios, anóxicos e fa- cultativos são essenciais para alcançar um tratamento eficaz e sustentável dos efluentes. Ao implementar essas técnicas de maneira adequada, é possível mitigar os impactos ambientais e promover a preservação dos recursos hídricos, garan- tindo águas mais limpas e seguras para as comunidades e ecossistemas. TIPOS DE TRATAMENTO BIOLÓGICO A seguir serão apresentados alguns tipos de tratamentos biológicos por vias aeró- bias, anaeróbias e em associação, além de alguns pontuais facultativos e anóxicos. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Fossa séptica As fossas sépticas são unidades de tratamento primário destinadas à separação e transformação da matéria sólida presente no esgoto. Comumente empregadas em residências localizadas em áreas rurais e projetadas para atender a um número limitado de habitantes (BRASIL, 2021), esse tipo de fossa é composto por um tanque enterrado, também sendo chamado de tanque séptico. Para saber detalhadamente como é o dimensionamento de uma fossa séptica e eficiências associadas com outras tecnologias, consulte a ABNT NBR 13.969/1997: Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – Projeto, construção e operação. Acesse: http://www.ipaam.am.gov.br/wp-content/uploads/2021/01/NBR-13969- 97-TS-Unid-trat-complem-e-disposi%C3%A7%C3%A3o-final.pdf. EU INDICO 1 1 8 Nesse tanque, o esgoto é recebido e ocorre a retenção da parte sólida e se inicia o processo biológico de purificação do efluente líquido (VON SPERLING, 1996). Recomenda-se a filtragem desses efluentes no solo para a conclusão do processo biológico de purificação, eliminando assim o risco de contaminação. Tal infiltra- ção é realizada por meio de sumidouros ou valas de infiltração. Seu processo é anaeróbio e biomassa dispersa. Sistema de Tratamento Primário Unitário - Fossa Séptica Esgoto Fossa Séptica Sumidouro Corpo receptor, por infiltração 1 2 3 4 Sistema de Tratamento Primário Unitário - Fossa Séptica Esgoto Fossa Séptica Sumidouro Corpo receptor, por infiltração 1 2 3 4 Figura 4 – Ilustração do processo de tratamento por meio do sistema de tratamento unitário – fossa séptica/ ilus- tração em corte de uma fossa séptica / Fonte: Adaptada de https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informa- cao/acoes-e-programas/saneamento/snis/produtos- -do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_ BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. https://commons. wikimedia.org/wiki/File:Septic_tank_numbered.svg. Descrição da Imagem: ilustração de uma casa dire- cionando o esgoto para a fossa séptica, com a parte líquida sendo encaminhada para o sumidouro. O su- midouro possui uma indicação de que a parte líquida vai para o corpo receptor por infiltração. Ilustração interna de uma fossa séptica enterrada com divisão interna das camadas enumeradas conforme a seguir: 1: escotilha de vistoria; 2: escuma; 3: entrada de es- goto bruto e; 4: lodo sedimentado. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente (RAFA) ou Reator Anaeróbio de Manta de Lodo (do inglês Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB) Possui uma série de compartimentos internos que viabilizam a realização de diversos processos, resultando no tratamento biológico anaeróbio (JORDÃO; PESSÔA, 2005). Em essência, esse método consiste na decomposição biológica de substâncias complexas na ausência de oxigênio. Entre esses processos, desta- cam-se a sedimentação, floculação, estabilização biológica anaeróbia, filtração e a separação de fases (sólida e líquida). Reator Anaeróbico de Manta de Lodo Esgoto Fase Sólida Fase Sólida Fase Sólida Grade Desarenador Gás Medidor de vazão Reator Anaeróbico Corpo receptorCorpo receptor Reator Anaeróbico de Manta de Lodo Esgoto Fase Sólida Fase Sólida Fase Sólida Grade Desarenador Gás Medidor de vazão Reator Anaeróbico Corpo receptorCorpo receptor Figura 5 – Ilustração do processo de tratamento de esgoto por meio do reator anaeróbio de man- ta de lodo/fotografia em perspectiva lateral de um reator tipo UASB / Fonte: https://www.gov. br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes- -e-programas/saneamento/snis/produtos-do- -snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASI- CO_NO_BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. Acesso em: 18 maio 2024. Descrição da Imagem: ilustração de uma casa encaminhando o esgoto para a grade, indicando abaixo que retém a fase sólida, com a parte líquida continuando para o desarenador, indicando abaixo que retém outra fase sólida. O líquido continua para o medidor de vazão e chega ao reator anaeróbio, indicando abaixo que também há retenção de fase sólida. Neste processo do reator anaeróbio há indicação de liberação de gás e do líquido sendo direcionado para o corpo receptor, representado por um rio. Fotografia de um reator anaeróbio semienterrado, pintado de azul e escrito RAFA na lateral. Ao fundo há algumas árvores e mais ou longe algumas casas. 1 8 1 Após o tratamento preliminar e primário, os esgotos sanitários são encaminhados em fluxo contínuo para o reator anaeróbio de manta de lodo. A entrada dos es- gotos sanitários é feita pelaparte inferior do reator que contém a maior parte da biomassa, isto é, de lodo. O contato dos microrganismos presentes na biomassa com os esgotos sanitários resulta na degradação anaeróbia da matéria orgânica e formação de gás metano (CH4) e gás sulfídrico (H2S). Esses gases na forma de microbolhas tendem a flotar e, com isso, arrastar os sólidos presentes na biomassa e nos esgotos (VASCONCELOS, 2020). O reator gera uma significativa produção de biogás, que, quando não utiliza- do para outras finalidades, como aproveitamento energético, deve ser coletado e queimado para evitar a possibilidade de disseminação de odores desagradáveis (VON SPERLING, 1996; METCALF; EDDY, 2015). A biomassa é dispersa porque está presente livremente no meio líquido. Esse reator pode ter formato circular ou quadrado, com altura variável de 4,0 m a 5,0 m. Os esgotos sanitários com temperatura de 20 °C devem permanecer no reator anaeróbio por período de 8 a 10 horas. A esse tempo se dá o nome de tempo de detenção hidráulica (TDH), que relaciona o volume da unidade de tratamento (m3) com a vazão de esgotos sanitários (m3/h) (CARVALHO; PASSIG; KREUTZ, 2011). Lodo ativado convencional É um processo biológico altamente eficaz na remoção de matéria orgânica e só- lidos em suspensão, além de possibilitar a eliminação de nutrientes como nitro- gênio e fósforo por meio de processos biológicos (METCALF; EDDY, 2015). No entanto, sua principal limitação reside no requisito de intensa mecanização e consumo energético para a degradação aeróbia da matéria orgânica proveniente do esgoto (VON SPERLING, 1996). UNIASSELVI 1 8 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Lodo Ativado Convencional Esgoto Grade Desarenador Decantador Primário Tanque de Aeração Corpo receptorCorpo receptor Decantador Secundário Figura 6 – Ilustração do processo de tratamento de esgoto por meio do lodo ativado convencional/ fotografia de um tanque de aeração do processo de lodos ativados convencional / Fonte: https://www.gov.br/cidades/ pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/produtos-do-snis/PANORAMA_DO_SA- NEAMENTO_BASICO_NO_BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. Acesso em: 18 maio 2024. Descrição da Imagem: ilustração de uma casa encaminhando o esgoto para a grade, seguindo para o desarenador, na sequência seguindo para o decantador primário, depois para o tanque de aeração e deste para o decantador secundário. Há uma seta que sai do fundo do decantador secundário e retorna para o fundo do tanque de aeração. Do decantador secundário segue uma linha para o corpo receptor, representado por um rio. Fotografia do tanque de aeração mostrando o efluente de cor marrom escuro em agitação e em várias partes com espuma mais clara de forma dispersa. Ao fundo e ao longe há algumas construções e o céu azul com algumas nuvens brancas. O sistema de lodos ativados convencional é composto de um decantador pri- mário, um tanque de aeração e um decantador secundário dispostos em série. No decantador primário ocorre a operação unitária de sedimentação de parte dos sólidos em suspensão. A fração decantada dos esgotos sanitários é encami- nhada para um tanque de aeração no qual ocorrerá a insuflação de oxigênio para promover maior contato das bactérias aeróbias com os esgotos sanitários e, consequentemente, a remoção de matéria orgânica. Além disso, essa insuflação promove constante mistura e agitação dos sólidos ainda presentes nos esgotos. Os esgotos sanitários tratados biologicamente nesse tanque são encaminhados para o decantador secundário, onde ocorre sedimentação dos sólidos em suspensão. 1 8 1 O esgoto afluente e o lodo ativado são misturados, agitados e aerados nos tanques de aeração, onde ambos se unem, para posterior separação por sedimen- tação em decantadores. O componente central desse procedimento é o tanque de aeração, onde são estabelecidas as condições ambientais propícias para o crescimento da biomas- sa responsável pela degradação da matéria orgânica presente no esgoto bruto (MENDONÇA; MENDONÇA, 2020). A concentração de biomassa no reator é mantida por meio da recirculação do lodo decantado para o tanque de aeração. O excesso de lodo ativado é direcionado para estabilização em digestores anaeró- bios (VON SPERLING, 1996). É um processo aeróbio com biomassa dispersa (ABREU, SÁ, 2014). Os lodos ativados têm a vantagem de necessitar de menores áreas em rela- ção aos filtros biológicos e lagoas de estabilização, mas possuem maior custo de implantação e operação mais delicada. O sistema de aeração é por difusores e o ar é introduzido por microbolhas (IPEE, 2018). Reator UASB seguido de Lodo Ativado (LA) Integrando uma etapa inicial anaeróbia (UASB) com uma subsequente etapa aeróbia (VON SPERLING, 1996), empregando o tradicional processo de lodos ativados, esse sistema apresenta como principal resultado a diminuição da de- manda de energia elétrica na fase aeróbia, resultando em uma economia nos custos operacionais da planta. São fatores fundamentais para o dimensionamento do reator: o critério de carga hidráulica; a geometria do mesmo, altura reduzida com maior seção trans- versal; a velocidade ascendente nos compartimentos de digestão e de decantação; as condições ambientais e de alimento; a idade do lodo e o tempo de detenção. O objetivo é desenvolver e manter um lodo de elevada atividade e de excelentes características de sedimentação, além de tornar o reator mais econômico para construção e gerar menos lodo para o descarte. Desta forma a idade do lodo deve ser alta e o tempo de detenção hidráulico baixo (IPEE, 2018). UNIASSELVI 1 8 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 O reator UASB desempenha também a função de digestor anaeróbio para o lodo gerado, proporcionando uma considerável redução da carga orgânica na entrada do sistema de lodos ativados, devido à sua eficiente capacidade de remoção de matéria orgânica (METCALF; EDDY, 2015). Nesse processo há a combinação de processo anaeróbio (UASB) com aeróbio (LA), ambos com biomassa dispersa. Lagoa facultativa seguida de lagoa de maturação As lagoas de estabilização representam sistemas de tratamento biológico em que a estabilização da matéria orgânica é alcançada por meio da oxidação bacterioló- gica e/ou redução fotossintética das algas (VON SPERLING, 1996). Esse processo, devido aos seus custos reduzidos de implantação, operação e manutenção, tem sido amplamente adotado no país. No entanto, por ser um sistema natural, requer um tempo significativo de retenção e, consequentemente, uma extensão maior de área, o que pode ser limitante em centros urbanos. Reator UASB seguido de Lodo Ativado Esgoto Grade Desarenador Gás Reator Anaeróbico Tanque de Aeração Corpo receptorCorpo receptor Decantador Secundário Figura 7 – Ilustração do processo de tratamento do esgoto por associação do reator anaeróbio (UASB) com reator aeróbio (tanque de aeração) – lodos ativados. Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/snis/pro- dutos-do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. Descrição da Imagem: o esgoto é direcionado da casa para a grade, que segue para o desarenador e chega até o reator anaeróbio. Neste reator há indicação de liberação de gás no topo da respectiva representação. Após, o esgoto segue para o tanque de aeração e, em seguida, para o decantador secundário. Há uma seta que sai do fundo do decantador secundário e retorna para o fundo do tanque de aeração. Do decantador secundário segue uma linha para o corpo receptor, representado por um rio. 1 8 4 A disponibilidade de nutrientes e da energia luminosa da radiação solar possibilita a produção fotossintética de algas, e consequentemente, a produção do oxigênio necessário aos organismos aeróbios dispersos no meio líquido e decompositores da matéria orgânica solúvel e finamente particulada. A matéria orgânica particulada sedimenta-se no fundo da unidade e é estabilizada anaero- biamente (NASCIMENTO,2014). A camada de lodo cresce muito lentamente devido somente aos sólidos sedimentados e não decompostos anaerobiamente; a remoção de lodo ocorre em períodos da ordem de 20 anos. O processo requer grandes áreas superfi- ciais para a exposição ao sol, tornando-se somente aplicável para vazões não muito elevadas (NASCIMENTO, 2014). lagoa de maturação (aeróbia) saídaentrada saídaentrada saídaentrada lodo lodo lagoa de maturação (aeróbia) revestimento impermeável lagoa facultativa lagoa facultativa lagoa anaeróbia lagoa anaeróbia Figura 8 – Ilustração do processo de tratamento por lagoas de estabilização Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Waste_Stabilization_Pond_diagram.svg. Descrição da Imagem: no topo há a representação em corte do sistema de lagoas de estabilização: uma lagoa anaeróbia, uma lagoa facultativa e uma lagoa aeróbia. A lagoa anaeróbia é mais profunda, seguida pela lagoa facultativa e, por fim, a lagoa aeróbia. As três lagoas estão interconectadas por tubulações, com entrada na lagoa anaeróbia e saída na lagoa aeróbia. Abaixo, há a representação em corte da lagoa anaeróbia, com profundidade variando entre 2 m e 5 m, indicando fluxos de entrada e saída de efluente, revestimento impermeável em linha tracejada, camada de lodo marrom e líquido em azul claro. Em seguida, a lagoa facultativa, com profundidade de 1 m a 2,5 m, mostrando fluxos de entrada e saída, revestimento impermeável, camada de lodo e interface ar-líquido com setas indicativas de oxigênio (O2). Abaixo, a lagoa aeróbia (maturação), com profundidade de 0,5 m a 1,5 m, indicando fluxos de entrada e saída, revestimento impermeável e interface ar-líquido com setas de O2. UNIASSELVI 1 8 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Tradicionalmente, um sistema de lagoas inclui uma célula anaeróbia, uma fa- cultativa e uma de polimento ou maturação. Contudo, devido aos impactos am- bientais associados às lagoas anaeróbias, como odores, escumas e insetos, há uma preferência crescente por sistemas em que o esgoto bruto ingressa diretamente nas lagoas facultativas, eliminando a célula anaeróbia. As lagoas facultativas possuem uma zona superior aeróbia e uma zona anaeróbia na camada inferior, onde ocorrem fenômenos característicos da fer- mentação anaeróbia (como a hidrólise, a acidogênese e a metanogênese). A ca- mada intermediária entre essas zonas, denominada facultativa, é predominada por processos de oxigenação aeróbia e fotossintética (Von Sperling, 1996). Nesse processo a biomassa é dispersa no meio líquido. Lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa Também chamado de sistema australiano, esse método representa uma das so- luções técnicas mais econômicas, especialmente em áreas extensas. Na primeira lagoa, onde prevalece o processo anaeróbio, ocorre a retenção e a digestão anaeró- bia do material sedimentável (METCALF; EDDY, 2015). Já na segunda lagoa, que envolve uma porção do processo aeróbio, as algas desempenham o papel crucial na produção e na introdução da maior parte do oxigênio necessário ao consumo pelas bactérias. Nesse estágio, ocorre a degra- dação dos contaminantes solúveis e das partículas suspensas muito pequenas (METCALF; EDDY, 2015). Aqui, a biomassa fica dispersa no meio líquido. 1 8 1 Em suma, a lagoa anaeróbia prevê a remoção de matéria orgânica, enquanto a lagoa facultativa permite maior oxigenação, promovendo a decomposição adi- cional de poluentes. Juntas, essas etapas oferecem um processo mais abrangente e sustentável para o tratamento de efluentes, contribuindo para a preservação do meio ambiente e atendendo aos padrões de qualidade necessários. As vantagens e desvantagens desse processo são a associação das vantagens e desvantagens apresentadas anteriormente nos quadros 1 e 2, mas com certas particularidades, conforme consta no Quadro 3. VANTAGENS DESVANTAGENS • Custo inicial relativamente baixo; • Simplicidade operacional; • Eficiência na remoção de matéria orgânica; • Tratamento de grande volume de esgoto; • Adaptação a variações de carga e temperatura. • Eficiência de remoção de nutrientes limitada; • Emissão de odores desagradáveis; • Requer grande espaço; • Limitações em climas extremos; • Necessidade de monitoramento cuidadoso. Quadro 3 – Vantagens e desvantagens do processo de tratamento de esgoto por lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa / Fonte: adaptado de Metcalf e Eddy (2015). Esgoto Grade Desarenador Medidor de vazão lagoa Anaeróbica lagoa Facultativa Corpo receptor Lagoa Anaeróbica com Lagoa facultativa Figura 9 – Ilustração do sistema de tratamento de esgoto em lagoa anaeróbia e lagoa facultativa/ fotografia de uma lagoa facultativa. / Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-pro- gramas/saneamento/snis/produtos-do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_BRASIL_SNIS_ 2021compactado.pdf/. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wastewater_Pond_-_panoramio.jpg. Descrição da Imagem: na ilustração, uma casa direciona o esgoto para a grade, seguido pelo desarenador, medidor de vazão e lagoa anaeróbia, então para a lagoa facultativa, e finalmente, uma linha indica o esgoto chegando ao corpo receptor, representado por um rio. Na segunda imagem, uma fotografia, destaca-se a lagoa facultativa no centro, com manta impermeável em preto. Vegetação seca cresce em alguns pontos próximos à margem da lagoa, cercada por solo nu com vegetação baixa e verde. Ao fundo, árvores e montanhas, enquanto o céu azul ocupa a parte superior da imagem. UNIASSELVI 1 8 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Lagoa aerada seguida de lagoa de decantação Quando a área disponível não é suficiente para implementar sistemas de lagoas de estabilização naturais, mas ainda há uma extensão considerável disponível, é possível adotar sistemas compostos por uma lagoa aerada seguida por uma lagoa de decantação (VON SPERLING, 1996). Nesse cenário, a aeração na primeira la- goa é essencial, resultando na produção de lodo biológico que deve ser removido antes do lançamento do efluente no corpo receptor. Para lidar com essa necessidade, é incorporada uma segunda lagoa, cujo propósito é reter e digerir o lodo. Assim, o lodo deve ser removido em intervalos regulares e adequadamente disposto em locais apropriados. As lagoas aeradas assemelham-se construtivamente às lagoas de estabilização facultativas. No entanto, dependem da introdução artificial do oxigênio reque- rido pelos organismos decompositores da matéria orgânica solúvel e finamente particulada. A energia de aeração também possibilita a manutenção da massa líquida em total suspensão, e a consequente formação de flocos biológicos, para posterior separação na unidade seguinte de sedimentação (no caso aqui a lagoa de sedimentação). A remoção de lodo ocorre em períodos de poucos anos. Nas lagoas aeradas são admitidas profundidades de até 3,0 m, definidas em função da aplicação dos dispositivos de aeração e misturação (LINS, 2010). 1 8 8 Esgoto Grade Desarenador Medidor de vazão Lagoa Aerada de Mistura Completa Lagoa de Decantação Corpo receptor Lagoa Aerada de Mistura Completa com Lagoa de Decantação Figura 10 – Ilustração do processo de tratamento de esgoto por lagoa aerada de mistura completa com lagoa de decantação / Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/acoes-e-programas/saneamento/ snis/produtos-do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_BRASIL_SNIS_2021compactado.pdf. Descrição da Imagem: o esgoto sai da casa em direção para a grade, seguindo para o desarenador, indo para o medidor de vazão, chegando na lagoa aerada de mistura completa e, na sequência, na lagoa de decantação. Da lagoa de decantação, desce uma linha em direção ao corpo receptor, representado por um rio. oxigenação por meio de aeradores Lodo entrada saída revestimento impermeável Figura 11 – Ilustração de uma lagoa aerada Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aerated_Pond_diagram.svg. Descrição da Imagem: representaçãoem corte de uma lagoa aerada, com profundidade variando de 2 m a 6 m à esquerda. Indicação dos fluxos de entrada e saída de efluente nas tubulações correspondentes, revestimento impermeável em linha tracejada em branco e preto, camada de lodo em marrom e quantidade de líquido em azul claro. Na interface ar-líquido, representação de aeradores com setas indicando rotação horária, com moléculas de oxigênio (O2) acima. UNIASSELVI 1 8 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Em resumo, a combinação de uma lagoa aerada seguida por uma lagoa de decan- tação revela-se como uma estratégia eficiente no tratamento de águas residuais. A aeração na primeira etapa favorece a oxigenação e a decomposição biológica, enquanto a lagoa de decantação permite a separação eficaz de sólidos sedimen- táveis. Juntas, essas etapas compõem um sistema integrado que promove a cla- rificação da água e a remoção de impurezas, contribuindo para a eficácia global do processo de tratamento de efluentes. Filtros biológicos Esses sistemas utilizam uma combinação de processos físicos e biológicos para transformar substâncias contaminantes presentes no esgoto (METCALF; EDDY, 2015). Os filtros biológicos, compostos por camadas de materiais grosseiros como cascalho, pedras, brita, ripas, material plástico e outros meios de suporte, propor- cionam um ambiente propício para o crescimento de microrganismos aeróbios. Estes microrganismos desempenham um papel vital na decomposição da matéria orgânica, transformando-a em compostos mais estáveis. A eficácia dos filtros biológicos reside na combinação de processos físicos de retenção e processos biológicos de degradação, resultando em efluentes mais limpos que podem ser devolvidos ao meio ambiente com menor impacto am- biental (MENDONÇA; MENDONÇA, 2020). Por mais que receba o nome de filtro, esse processo não exatamente filtra o esgoto. O que de fato ocorre é que o esgoto é disperso no meio por meio de jatos ou gotas, que percolam pelo meio até chegarem ao fundo do tanque, onde está mais limpo e apto para ir para a próxima etapa do tratamento (LEGNER, 2021). A matéria orgânica é estabilizada pela ação de organismos aeróbios que apre- sentam capacidade de aderência a um meio suporte inerte, sendo os esgotos aplicados no filtro e o caminho percorrido pelo mesmo em sentido descendente, através dos espaços vazios existentes no meio suporte. De acordo com trajetória percorrida, os esgotos entram em contato com a biomassa aderida (biofilme), sen- do a parcela solúvel da matéria orgânica decomposta aerobicamente. O biofilme aderido ao meio suporte cresce à medida que o oxigênio e o substrato orgânico são disponibilizados (LEGNER, 2021). 1 9 1 A indisponibilidade de oxigênio e de substrato para os organismos inicial- mente estabelecidos no biofilme causa o seu desprendimento do meio suporte e a formação do floco biológico para posterior remoção no decantador secun- dário (LEGNER, 2021). Figura 12 – A – detalhe do meio suporte do filtro biológico; B – filtros biológicos Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Swiss_Army_Alpine_(52294064390).jpg. / https://com- mons.wikimedia.org/wiki/File:Weybridge_Wastewater_Treatment_Works,_Surrey.jpg. Descrição da Imagem: A- A parte biológica de uma estação de tratamento mecânico-biológico de esgoto. O rotor (suporte do filtro biológico) pulveriza águas residuais pré-tratadas sobre um leito de cascalho, com o cas- calho – coberto de biofilme e colonizado por bilhões de bactérias. B- é possível observar as hastes metálicas que rotacionam e aplicam, por meio de jatos, o esgoto sob o meio suporte dos filtros biológicos, consistindo em dois tanques mais à frente e dois mais atrás. Em conclusão, a capacidade dos filtros biológicos em promover a degradação de poluentes por meio de microrganismos benéficos destaca-se como uma aborda- gem sustentável e ambientalmente amigável, sendo que a eficiência na remoção de matéria orgânica e a adaptabilidade a diversas condições, os tornam uma escolha a se considerar no cenário do tratamento de efluentes. Biodiscos Os biodiscos surgem como uma tecnologia inovadora e eficiente no tratamento de esgoto, oferecendo uma solução compacta e altamente funcional. Compostos por discos rotativos em um tanque fechado, esses sistemas proporcionam um ambiente propício para a atuação de microrganismos aeróbios. À medida que os UNIASSELVI 1 9 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 discos giram, a superfície é colonizada por um biofilme, onde esses microrganis- mos se desenvolvem e promovem a degradação da matéria orgânica presente no esgoto (VON SPERLING, 1996). Importante inserir que são estruturas de forma circular, geralmente construí- dos com material plástico tipo polietileno ou poliestireno e que tem por função servir de material de suporte à formação de biofilme. A aeração desse tipo de tratamento é realizada pelo contato com o ar atmosférico, através do movimento de rotação. A submersão dos discos é em média de 40% (Ferraz, 2014). Esse processo de tratamento ocorre em fases, como a absorção e oxidação, re- sultando em uma eficiente remoção de poluentes. Além da eficácia no tratamento, os biodiscos destacam-se por sua versatilidade em situações em que o espaço é limitado, sendo uma opção viável para áreas urbanas densamente povoadas. Sua operação silenciosa e baixa demanda de energia também contribuem para sua atratividade como uma solução sustentável e econômica para o tratamento de esgoto (METCALF; EDDY, 2015). Nos últimos anos estão sendo utilizados reatores UASB e biodiscos para tratamento de esgotos sanitários de pequenas e médias aglomerações urbanas (FERRAZ, 2014). ESTAÇÃO COMPACTA DE TRATAMENTO DE EFLUENTE UTILIZANDO O BIODISCO COMO MÉTODO DE TRATAMENTO BIOLÓGICO. 1 9 1 DETALHE INTERNO DE UM SISTEMA DE TRATAMENTO COM BIODISCOS FOTOGRAFIA DE UM BIODISCO COM BIOFILME FORMADO, EM COLORAÇÃO MARROM. Em síntese, a eficiência na promoção de processos biológicos, aliada à resistência e durabilidade, torna os biodiscos uma escolha interessante para o tratamento de esgoto. Ao oferecer uma abordagem compacta e eficaz, podem ser uma alter- nativa sustentável e eficiente no manejo de águas residuais, contribuindo para a preservação ambiental e qualidade do tratamento. Reator biológico de leito móvel (ou moving bed biofilm reactor – MBBR) O reator MBBR (Moving bed biofilm reactor) é uma tecnologia inovadora no tra- tamento de esgoto, destacando-se por sua eficiência e versatilidade. Esse sistema utiliza suportes plásticos móveis imersos no tanque de reação, proporcionando UNIASSELVI 1 9 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 uma superfície de fixação para o crescimento de bio- filmes microbianos (METCALF; EDDY, 2015). Os microrganismos aderidos aos suportes promovem a degradação de matéria orgânica, remoção de nu- trientes e purificação do efluente. A tecnologia MBBR pode ter como objetivo a remoção de matéria orgânica carbonácea e a nitrifi- cação, e de acordo com configurações específicas, a desnitrificação e a remoção de fósforo. A mobilidade dos suportes promove a mistura do sistema, otimizando as condições para as reações biológicas. O reator MBBR é reconhecido por sua ca- pacidade de lidar com variações de carga orgânica, sendo aplicável em diversas escalas, desde instalações domésticas até sistemas municipais apresentando boa eficácia, baixa pegada ambiental e facilidade de operação, sendo uma escolha proeminente no cená- rio moderno de tratamento de esgoto (METCALF; EDDY, 2015). A maior aplicação da tecnologia tem como obje- tivo incrementar o desempenho de unidades de tra- tamento biológico já existentes, por meio da trans- formação de processos de lodos ativados em reatores MBBR ou como unidade complementar, combinada ou não a remoção físico-química (OLIVEIRA,2015). 1 9 4 Reator Biológico de Leito Móvel Esgoto Grade Desarenador Decantador Primário Reator Biológico de Leito Móvel Corpo receptorCorpo receptor Decantador Secundário Figura13 – Ilustração do processo de tratamento de esgoto por reator biológico de leito móvel com de- talhe das biomídias dentro do reator / Fonte: https://www.gov.br/cidades/pt-br/acesso-a-informacao/ acoes-e-programas/saneamento/snis/produtos-do-snis/PANORAMA_DO_SANEAMENTO_BASICO_NO_BRA- SIL_SNIS_2021compactado.pdf. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Look_inside_the_treatment_ unit_for_the_greywater_(30686529464).jpg. Descrição da Imagem: as estruturas em roxo são as biomídias utilizadas como meio suporte para crescimento do biofilme.Ilustração de uma casa encaminhando o esgoto para a grade, seguindo para o desarenador, na sequência seguindo para o decantador primário, depois para o reator biológico de leito móvel e deste para o decantador secundário. Do decantador secundário segue uma linha para o corpo receptor, representado por um rio. Do reator biológico de leito móvel há indicação de um zoom para a fotografia de estruturas em roxo que são as biomídias utilizadas como meio suporte para crescimento do biofilme. Figura 14 – Biomídia de plástico utilizada no rea- tor MBBR para tratamento de esgoto. Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi- le:Carrier_MBBR.png. Descrição da Imagem: as biomídias possuem estrutura vazada ou porosa para aumentar a área superficial na qual o esgoto ficará em contato para ser biodegradado pelos micror- ganismos. UNIASSELVI 1 9 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 6 Veja, no botão, a seguir, as eficiências médias de remoção de alguns processos de tratamento biológico. Note que há outros processos que não foram abordados visto a vasta gama de possibilidades que existem. Acesse! https://docs.google.com/document/d/1vkkB_DR3p5YoKC_WIH2lA-p- Jz37aWY_0mqZE52ZpHN8/edit?usp=sharing EU INDICO Veja este artigo da Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento, elaborado por Thiago Botelho Neiva, que traz informações consistentes sobre “A importância do tratamento biológico de esgoto no brasil e as tecnologias existentes”, incorporando ainda mais dados e parâmetros às tecnologias apresentadas neste tema de aprendizagem. https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenha- ria-ambiental/esgoto-no-brasil EU INDICO Em conclusão, o tratamento biológico de esgoto desempenha um papel funda- mental na preservação ambiental e na promoção da saúde pública. A compreen- são dos diferentes tipos de processos, como aeróbios, anaeróbios e facultativos, oferece uma visão abrangente sobre as abordagens utilizadas para remover po- luentes e transformar resíduos orgânicos em efluentes mais seguros. Desde as tradicionais lagoas de estabilização até as inovadoras tecnologias como reatores MBBR, a diversidade de métodos disponíveis reflete os avanços significativos na busca por soluções eficazes e sustentáveis. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . EM FOCO 1 9 1 NOVOS DESAFIOS Os tratamentos biológicos de esgoto envolvem o uso de microrganismos, como bactérias, protozoários e até algumas algas, para degradar substâncias orgâni- cas presentes nos resíduos líquidos. O conhecimento e atuação do profissional ambiental nesse cenário é essencial, pois é responsável pela implementação e monitoramento desses sistemas, além de da ETE como um todo. Durante a operação dos sistemas, o profissional ambiental monitora cons- tantemente os parâmetros de qualidade da água, garantindo a eficiência do tra- tamento biológico e a conformidade com os padrões ambientais. Caso sejam identificadas anomalias, ele propõe e aplica ajustes e melhorias nos processos, assegurando a continuidade do tratamento e a preservação dos recursos naturais. Em síntese, os tratamentos biológicos de esgoto na atuação do profissional representam uma abordagem abrangente para enfrentar os desafios ambientais no que diz respeito ao tratamento de esgoto, visto a vasta possibilidade de escolha e aplicação. Essa combinação de tecnologia e expertise humana é essencial para assegurar a qualidade da água, a preservação dos ecossistemas aquáticos e o bem-estar das comunidades, demonstrando a relevância do profissional am- biental na construção de um futuro mais sustentável. UNIASSELVI 1 9 1 1. A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material orgânico contido nos esgotos, de tal forma que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos. Os microrganismos convertem a matéria orgânica em gás carbô- nico, água e material celular. Essa decomposição biológica do material orgânico requer a presença de oxigênio como componente fundamental dos processos aeróbios, além da manutenção de outras condições ambientalmente favoráveis, como temperatura, PH, tempo de contato etc. A partir da leitura da contextualização, indique qual alternativa apresenta somente exemplos de tratamentos biológicos aplicados ao tratamento de esgotos: a) Digestor anaeróbio; Filtração por membranas; Lodos ativados; MBBR; Eletrocoagulação. b) Lagoas de estabilização; Reatores anaeróbios; UASB; MBBR; Lodos ativados. c) Decantação primária; UASB; Lagoa facultativa; Ultrafiltração; Lagoa de aeração. d) Tratamento por membranas; MBBR; UASB; Fossa séptica; Aeração prolongada. e) Incineração; Filtro biológico; Biodisco; Digestão anaeróbica; Eletrocoagulação. 2. Dependendo do tipo de efluente a ser tratado, há risco de emissão de odores nesses sis- temas. Esse risco pode variar dependendo do tipo de efluente a ser tratado, do controle operacional do sistema e características dos equipamentos utilizados. A contextualização se refere à qual processo biológico? Escolha a alternativa correta: a) Anóxico. b) Aeróbio. c) Anaeróbio. d) Facultativo. e) Metanogênico. AUTOATIVIDADE 1 9 8 3. O processo anaeróbio para tratamento de efluentes é uma das alternativas biológicas, na qual ocorre a ausência de oxigênio molecular (O2). Nesse contexto, microrganismos espe- cializados decompõem a matéria orgânica presente nos efluentes sem depender do oxigê- nio, convertendo-a em biogás e efluente tratado. Essa abordagem é eficaz na remoção de poluentes orgânicos, resultando em uma opção sustentável e eficiente para o tratamento de efluentes em diversas aplicações, desde sistemas municipais até instalações industriais. Analise as afirmativas: I - Filtro biológico é um exemplo de tratamento biológico aeróbio. II - Reator Biológico de Leito Móvel (MBBR, em inglês) é um exemplo de tratamento bioló- gico aeróbio. III - Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) é um exemplo de tratamento biológico anaeró- bio. IV - Fossa séptica é um exemplo de tratamento biológico anaeróbio. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) II e IV, apenas. c) III e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) I, II, III e IV. AUTOATIVIDADE 1 9 9 REFERÊNCIAS ABREU, G. C. R. de; SÁ, V. T. de. Dimensionamento de uma estação de tratamento de esgo- tos para a Cidade Universitária da UFRJ de acordo com o Plano Diretor de 2020 . Rio de Ja- neiro, agosto de 2014. Disponível em: https://www.drhima.poli.ufrj.br/images/documentos/ tcc/2014/geisa-cristina-real-de-abreu-2014.pdf. Acesso em: 13 mar. 2024. BRASIL. MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO REGIONAL (MDR). Panorama do saneamento básico no Brasil 2021. Brasília, DF: Secretaria Nacional de Saneamento do Ministério do Desen- volvimento Regional, 2021. 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Acesso em: 13 mar. 2024. JORDÃO, E. P.; PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. São Paulo, SP: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2005. 4. ed. 932 p. LEGNER, C. Filtro biológico percolador: uma opção atraente no tratamento de esgoto. Revista TAE, ed. 61, jun./jul. 2021. Disponível em: https://www.revistatae.com.br/Artigo/706/filtro-bio- logico-percolador-uma-opcao-atraente-no-tratamento-de-esgoto.Acessado em: 13 mar. 2024. LINS, G. A. Impactos ambientais em estações de tratamento de esgotos (ETEs). Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2010. Disponível em: http:// www.repositorio.poli.ufrj.br/dissertacoes/dissertpoli491.pdf. Acesso em: 13 mar. 2024. MENDONÇA, S. R.; MENDONÇA, L. C. Sistemas sustentáveis de esgoto. 2. ed. São Paulo, SP: Blücher, 2020. 364 p. METCALF, E. A.; EDDY, H. P. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Porto Alegre: Bookman, 5. ed., 2015. 2008 p. 1 1 1 REFERÊNCIAS NASCIMENTO, T. E. P. F. Lodo em lagoas de polimento: acúmulo e implicações no compor- tamento hidrodinâmico e no desempenho do sistema. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Minas Gerais, Escola de Engenharia, 2014. Disponível em: https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-9HLGTB/1/disserta__o_thiago_final.pdf. Acesso em: 13 mar. 2024. OLIVEIRA, D. V. M. de. Avaliação da remoção de nitrogênio via nitrificação e desnitrificação simultânea em um reator biológico com leito móvel (IFAs). São Paulo, 2015. Tese de doutora- do. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Disponível em: https://www.teses.usp.br/ teses/disponiveis/3/3147/tde-03052016-154733/publico/DanielVieiraMinegattideOliveira_PP- GEC_Corrigida_2015.pdf. Acesso em: 11 abr. 2024. TRATAMENTO biológico aeróbio e anaeróbio de efluentes. In: TERA AMBIENTAL, 30 ago. 2021. Disponível em: https://www.teraambiental.com.br/blog-da-tera-ambiental/tratamento-biolo- gico-aerobio-e-anaerobio-de-efluentes. Acesso em: 14 fev. 2024. VASCONCELOS, R. C. de. Tratamento de efluentes líquidos [livro eletrônico]: uma perspectiva para o desenvolvimento sustentável . Campina Grande: Editora Amplla, 2020. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 1996, 243 p. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 4. ed. vol 1. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 2011, 452 p. ZANELA, L. Tratamento de efluentes: processos biológicos – aeróbios. 2019. Disponível em: https://escriba.ipt.br/pdf/176467.pdf. Acesso em: 13 fev. 2024. 1 1 1 1. Resposta correta: letra B). Somente a letra B é correta. As demais apresentam pelo menos um tipo de processo físico ou químico incorreto. As alternativas A, C, D e E incluem exemplos de tratamentos que não são exclusivamente biológicos ou não são aplicados ao tratamento de esgotos, de acordo com o texto base fornecido. 2. Resposta correta: letra C). Sabe-se que processos anaeróbios para tratamento de efluentes geram gases odoríferos, enquanto os processos anóxico, aeróbio e facultativo não geram odores. A questão de gera- ção de metano, que ocorre no processo anaeróbio, não é exclusiva desse processo e é um subproduto do processo de degradação anaeróbia. Não é o protagonista, nem o responsável pela degradação em si e, por isso, é incorreta. 3. Resposta correta: letra E). Todas as afirmativas estão corretas porque filtro biológico e reator MBBR são exemplos de processos aeróbios, enquanto que UASB e fossa séptica são exemplos de processos anaeróbios. GABARITO 1 1 1 MINHAS ANOTAÇÕES 1 1 1 UNIDADE 3 MINHAS METAS SISTEMAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS Conhecer o sistema de tratamento de efluentes líquidos. Compreender qual é o objetivo e as consequências de estar contemplado por um sistema de tratamento de efluentes líquidos. Ter noção das etapas macro que compõem o sistema de tratamento de efluentes líquidos, bem como suas particularidades. Correlacionar os conhecimentos de processos físicos, químicos e biológicos com as etapas macro do sistema de tratamento de efluentes líquidos. Saber o que é o cone Imhoff, qual análise é executada a partir dessa vidraria e sua importância. Aprimorar a visão holística do tratamento de efluentes líquidos. Entender que é nossa responsabilidade manter o bom uso do sistema de tratamento de efluentes, não descartando lixo e materiais impróprios em vasos sanitários, pias e ralos. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 7 1 1 1 INICIE SUA JORNADA Você já parou para pensar se na sua casa há a coleta, transporte e tratamento adequado do esgoto? E na cidade onde mora, toda a população é atendida pe- los serviços de saneamento básico, principalmente, abastecimento de água de qualidade e coleta de esgoto? E por que os sistemas de esgotamento sanitário são tão importantes? Tente refletir sobre isso e pesquise. Se necessário, anote as informações encontradas. Sabe-se que, na ausência de uma destinação adequada para os efluentes líqui- dos, há o risco de seu escoamento a céu aberto, resultando na poluição do solo, a contaminação das águas superficiais e subterrâneas, e tornando-se potenciais fontes de propagação de doenças. Por isso é fundamental que os resíduos líquidos provenientes de atividades humanas, comerciais e industriais sejam devidamen- te coletados, transportados, tratados e dispostos de maneira a não representar ameaças à saúde e ao meio ambiente. Como as questões iniciais nos fazem refletir e nos sugerem, os sistemas de esgotamento sanitário têm a finalidade de: coletar de forma eficiente os efluen- tes líquidos gerados de forma individual ou coletiva; transportar esses efluentes de forma rápida e segura e, por fim; tratar e dispor de forma ambientalmente correta e aceitável os efluentes tratados e seus lodos gerados. Por consequência, há a melhoria das condições sanitárias locais (também pode ser chamado de salubridade ambiental); eliminação de poluição pontual e a preservação dos recursos naturais; diminuição e/ou eliminação de doenças de veiculação hídrica provocadas pela contaminação com esgoto bruto; redução de recursos financeiros públicos para remediação de doenças relacionadas à falta de saneamento básico e; diminuição de recursos aplicados ao tratamento de água que visam mitigar os impactos da contaminação dos mananciais provocadas pelo lançamento de efluentes líquidos não tratados. Existem diversas tecnologias e processos empregados no tratamento de efluentes líquidos, adaptados conforme a complexidade e a composição dos re- síduos a serem tratados. Conforme o Ministério das Cidades (BRASIL, 2008), o sistema de esgotamento sanitário só pode ser considerado completo se incluir a etapa de tratamento, além da coleta e transporte (afastamento). Assim, veremos, neste tema de aprendizagem, as principais etapas que compõem o sistema de tratamento de efluentes líquidos. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 DESENVOLVA SEU POTENCIAL INTRODUÇÃO O nível e a eficiência do tratamento são determinados conforme o enquadra- mento do corpo receptor, além das características do uso da água a jusante do ponto de descarga, à capacidade de autodepuração e diluição do corpo d’água, à legislação ambiental e às implicações do lançamento de águas residuais. Existem diversas opções para o tratamento de efluentes líquidos, utilizandoimperativos para proteger comunidades de possíveis riscos à saúde. 1 1 Além dos desafios, é preciso reconhecer a capacidade regenerativa dos corpos d’água. Ecossistemas aquáticos saudáveis têm a capacidade de autodepuração, onde organismos benéficos contribuem para a remoção natural de impurezas. A conservação de áreas ripárias e a promoção de práticas agrícolas sustentáveis desempenham papéis essenciais na preservação da qualidade da água. Saiba o que são as Doenças de Veiculação Hídrica e os perfis epidemiológicos por região no Brasil, conforme informe do Ministério da Saúde, de fev. 2023, Surtos de Doenças de Transmissão Hídrica e Alimentar. https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/saude-de-a-a-z/d/dtha/publica- coes/surtos-de-doencas-de-transmissao-hidrica-e-alimentar-no-brasil-infor- me-2023. EU INDICO A eutrofização é o enriquecimento excessivo de nutrientes em corpos d›água, resultando em crescimento descontrolado de plantas aquáticas. Isso pode levar à diminuição do oxigênio, afetando negativamente o ecossistema aquático. Já a autodepuração é um processo natural em que os ecossistemas aquáticos, através de organismos e reações químicas, conseguem se purificar e recuperar após a contaminação, restaurando a qualidade da água. Enquanto a eutrofização é um problema, a autodepuração é uma capacidade inerente da natureza de se regenerar. ZOOM NO CONHECIMENTO Em síntese, compreender as impurezas e os microcosmos aquáticos é essencial para a gestão eficiente dos recursos hídricos. Ao enfrentarmos desafios de po- luição e riscos à saúde, é crucial adotar abordagens integradas que promovam práticas sustentáveis, tratamento eficaz da água e conservação de ecossistemas aquáticos. Somente assim garantimos que as águas do planeta continuem a sus- tentar a vida e a saúde de maneira equilibrada e duradoura. UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA: UMA ANÁLISE ABRANGENTE PARA A PRESERVAÇÃO AMBIENTAL A avaliação da qualidade da água é um pilar fundamental na gestão sustentável dos recursos hídricos. Diversos parâmetros, categorizados como físicos, químicos e bio- lógicos, oferecem uma visão abrangente da condição dos corpos d’água, permitindo a implementação de medidas adequadas para sua preservação (MILARÉ, 2015). Parâmetros físicos de qualidade da água Os parâmetros físicos da água descrevem suas características externas e estrutu- rais. A temperatura é crucial, afetando diretamente a solubilidade de substâncias e a atividade biológica. A transparência, medida pela turbidez, revela a quanti- dade de partículas em suspensão na água. O pH, por sua vez, indica a acidez ou alcalinidade, influenciando a disponibilidade de nutrientes e a vida aquática. A condutividade elétrica reflete a presença de íons, fornecendo insights sobre a composição química da água. Parâmetros químicos de qualidade da água Os parâmetros químicos revelam a composição molecular da água. A concentra- ção de oxigênio dissolvido é crucial para a sobrevivência da vida aquática, sendo afetada por fatores como temperatura e poluição. Nutrientes como nitrogênio e fósforo, embora essenciais, podem causar desequilíbrios quando em excesso, levando à eutrofização. A presença de poluentes químicos, como metais pesados e substâncias orgânicas, é monitorada para prevenir riscos à saúde e ao ambiente. Parâmetros biológicos de qualidade da água Os parâmetros biológicos oferecem uma visão dinâmica do ecossistema aquá- tico. A diversidade e a abundância de organismos indicam a saúde do sistema. A presença de espécies sensíveis ou indicadoras revela mudanças nas condições ambientais. A biomassa, a quantidade total de organismos, é um indicador crucial da capacidade de suporte do ecossistema. A análise da comunidade biológica for- nece insights sobre o impacto das atividades humanas na biodiversidade aquática. 1 1 ■ Parâmetros químicos ■ pH (Potencial de Hidrogênio): Indica a acidez ou alcalinidade da água, afetando reações químicas e a vida aquática. ■ Oxigênio Dissolvido (OD): Essencial para a respiração de organismos aquáticos, seu nível reflete a qualidade da água. ■ Condutividade Elétrica: Reflete a quantidade de íons na água, indican- do a presença de minerais e a salinidade. ■ Nutrientes (Nitrogênio e Fósforo): Essenciais para o crescimento de plantas aquáticas, mas em excesso, podem causar eutrofização. ■ Metais Pesados (ex.: Cádmio, Chumbo): Sua presença pode indicar po- luição, representando riscos à saúde humana e ao ecossistema aquático. ■ Compostos Orgânicos (ex.: Pesticidas, Hidrocarbonetos): Avalia a pre- sença de substâncias provenientes de atividades humanas, podendo representar riscos à saúde e ao meio ambiente. ■ Parâmetros biológicos ■ Coliformes Totais: Indicam a presença geral de bactérias intestinais de animais de sangue quente na água, sendo um indicador inicial de contaminação (FUNASA, 2013). ■ Coliformes Termotolerantes: Representam uma subcategoria dos coli- formes totais e incluem bactérias mais resistentes ao calor, como Esche- Temperatura pH PARÂMETROS FÍSICOS Condutividade Elétrica Cor Real (ou Cor Verdadeira) Cor Aparente Turbidez Afeta a solubilidade de gases e substâncias na água, influenciando processos biológicos e químicos. Reflete a quantidade de íons na água, fornecendo insights sobre a composição química e a salinidade. Refere-se à coloração intrínseca da água devido à presença de compostos orgânicos naturais, minerais dissolvidos ou matéria em suspensão. Pode indicar a presença de substâncias naturais ou poluentes, servindo como indicador inicial de sua qualidade. Representa a coloração percebida visualmente, que inclui tanto a cor real quanto fatores externos como a turbidez. Ajuda a compreender a influência da presença de partículas em suspensão na percepção visual da cor da água e potencialmente indicando impurezas. Mede a quantidade de pertículas em suspensão na água, impactando na transparência e na penetração de luz. Indica a acidez ou alcalinidade da água, afetando a disponibilidade de nutrientes e a vida aquática UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 richia coli, indicando potencial contaminação fecal (FUNASA, 2013). ■ Escherichia coli (E. coli): Uma espécie específica de coliformes termo- tolerantes, sua presença sugere contaminação fecal recente e representa um risco para a saúde humana (FUNASA, 2013). ■ Ecotoxicidade: Avalia o impacto tóxico da água sobre organismos vivos, como algas e crustáceos, indicando a presença de substâncias nocivas (SILVA; POMPÊO; PAIVA, 2015). ■ Bactérias Heterotróficas: Indicam a presença de organismos que se ali- mentam de matéria orgânica, sendo usadas como indicador geral da qualidade microbiológica da água (HILINSKI, 2019). Conheça as principais legislações relacionadas ao monitoramento da qualidade dos tratamentos de efluentes no Brasil: Resolução CONAMA nº 357/2005: Define as classes de enquadramento das águas e estabelece os padrões de qualidade, indicadores e métodos de monitoramento para as águas superficiais e subterrâneas. https://www.icmbio.gov.br/cepsul/images/stories/legislacao/Resolucao/2005/ res_conama_357_2005_classificacao_corpos_agua_rtfcda_altrd_res_393_2007_397 _2008_410_2009_430_2011.pdf. Resolução CONAMA nº 430/2011: Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, incluindo critérios para o monitoramento da qualidade de esgotos domésticos e industriais. https://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/legislacao/CONAMA/RE0430-130511.PDF Conheça as principais legislações relacionadas ao monitoramento da qualidade das águas subterrâneas no Brasil: Resolução CONAMA nº 396/2008: dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento das águas subterrâneas, estabelecendo padrões de qualidade e critérios para o monitoramento. https://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/legislacao/MMA/RE0396-030408. PDF. 1 4 Resolução CONAMA nº 420/2009: estabelece critérios e diretrizes para o gerenciamentoprocessos biológicos ou mesmo físico-químicos, contudo, é notável que, na atualidade, a maioria das estações de tratamento de esgotos domésticos é projetada com base em processos biológicos (MENDONÇA; MENDONÇA, 2016). Um assunto atual e ainda incerto é sobre superbactérias, pois são microrganismos que desafiam a medicina, além dos sistemas de tratamento de efluentes líquidos. Ouça o podcast “O uso e descarte inadequado de medicamentos e antibióticos e as superbactérias no esgoto” e descubra como essas práticas podem contribuir para o surgimento e disseminação desses microrganismos, que microrganismos são esses e quais problemas eles podem causar para a saúde humana, por exemplo. Coloque seus fones de ouvido e vamos nessa! Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem. PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? Veja qual é a importância de realizar o descarte adequado do lixo, não o descartando no vaso sanitário, pias e ralos, a fim de preservar as tubulações da sua casa e da companhia de saneamento, além de relembrar as etapas principais de uma ETE e as análises para controle de qualidade que são realizadas nos efluentes bruto e tratado. Acesse aqui para saber mais! https://www.youtube.com/watch?v=zowHCM8qHf4 1 1 8 As principais fases do processo de tratamento dos esgotos domésticos são: tra- tamento preliminar, tratamento primário, tratamento secundário e tratamento terciário. Assista ao vídeo para ter uma visão geral e panorâmica das etapas do sistema de tratamento de efluentes, para se familiarizar ainda mais com o conteúdo, e depois entender algumas etapas com suas particularidades ao longo deste material. https://www.youtube.com/watch?v=ou0dEtnY0KA&ab_channel=CircuitoAmbiental EU INDICO Tratamento Preliminar Primário Secundário Terciário Desinfecção Efluente Águas residuais bruta Remoção de materiais grosseiros e areia Areia e sólidos grosseiros gradeados Lodo secundário recirculação Lodo primário Lodo biológico Lodo Remoção de materiais sedimentáveis Degradação de compostos carbonáceos Remoção do lodo biológico Remoção de nutriente materiais não biodegradáveis Adensamento, digestão, condicionamento, desidratação, desinfecção Disposição adequada Figura 1 – Sistema de tratamento de efluentes líquidos / Fonte: Mendonça e Mendonça (2016, p. 51). Descrição da Imagem: no topo, há um retângulo horizontal com a palavra “Tratamento” dentro, e abaixo, quatro retângulos menores com as palavras: “Preliminar”, “Primário”, “Secundário” e “Terciário”. Águas residuais brutas. Um quadrado a frente do primeiro retângulo diz “Remoção de materiais grosseiros e areia”, com uma seta indicando entrada e outra saindo, indicando “Areia e sólidos grosseiros gradeados”. A próxima etapa é “Remoção de materiais sedimentáveis”, seguida por “Lodo primário”. Depois, “Adensamento, digestão, condicionamento, desidratação, desinfecção”. Do “Primário” sai uma seta para “Degradação de compostos carbonáceos” e “Remoção do lodo biológico”. A partir daí a seta vai para “Adensamento, digestão, condicionamento, desidratação, desinfecção”. Há também “Lodo secundário recirculação”. Do “Lodo biológico”, uma seta vai para “Remoção de nutrientes e materiais não biodegradáveis”, seguida por “Desinfecção” e “Efluente”. Abaixo, há uma seta até “Disposição adequada”. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 De forma mais detalhada, o Quadro 1 traz o que cada etapa é responsável dentro da ETE. NÍVEL REMOÇÃO Preliminar Sólidos suspensos Sólidos grosseiros Areias Primário DBO suspensa (matéria orgânica componente dos sólidos suspensos sedimentáveis) Sólidos suspensos sedimentáveis Secundário DBO suspensa (matéria orgânica suspensa fina, não removida no tratamento primário) DBO solúvel (matéria orgânica na forma de sóli- dos dissolvidos). Terciário Nutrientes * Organismos patogênicos * Compostos não biodegradáveis Metais pesados Sólidos inorgânicos dissolvidos Sólidos suspensos remanescentes * A remoção de nutrientes (por processos biológicos) e de organismos patogênicos podem ser consideradas etapas secundárias, a depender do local de instalação da ETE. Você consegue perceber, apenas com as informações apresentadas até então, como é importante o tratamento de efluentes líquidos? Note que toda uma estru- tura é montada (tubulações e rede de coleta) e construída (a ETE propriamente dita, responsável pelo tratamento) para tratar a parcela sólida do esgoto, que cor- responde a 0,07% em volume, segundo Metcalf e Eddy (2015). PENSANDO JUNTOS Quadro 1 – Níveis de tratamento dos efluentes líquidos / Fonte: Von Sperling (1996). 1 1 1 Estudante! Você sabe para que serve o tratamento do esgoto? Veja na figura a seguir. Por que tratar esgotos? Remoção da matéria orgânica Remoção de nutrientes Remoção de organismos patogênicos Remoção de sólidos em suspensão Melhoria das condições sanitárias Eliminação de poluições e contaminações pontuais de solo, água e ar Otimização dos recursos destinados à saúde pública Preservação dos recursos naturais Eliminação e/ou diminuição de doenças de veiculação hídrica Entre outros Figura 2 – Objetivos do tratamento do esgoto e algumas consequências / Fonte: o autor. Descrição da Imagem: do lado central à esquerda há um círculo na cor laranja escrito internamente “Por que tratar esgotos?”, onde sai uma seta para cima, uma para baixo, uma para a direita e uma para a esquerda, cada uma apontando para uma respectiva circunferência. Na circunferência de cima está escrito internamente “Remoção de nutrientes”, na da direita está escrito “Remoção de organismos patogênicos”, na de baixo está escrito “Remoção de sólidos em suspensão” e na da direita está escrito “Remoção da matéria orgânica. No meio da imagem há uma seta grande apontando da esquerda para a direita, em direção a um organograma de cinco blocos. No primeiro bloco está escrito internamente “Melhoria das condições sanitárias”; no segundo bloco está escrito “Eliminação de poluentes e contaminações pontuais de solo, água e ar”; no terceiro bloco está escrito “Preservação dos recursos naturais”; no quarto bloco está escrito “Eliminação e/ou diminuição de doenças de veiculação hídrica” e, no quinto bloco, está escrito “Entre outros. O tratamento preliminar é parte importante e deve estar presente em todas as estações de tratamento de esgotos. Em quase todas as estações de tratamento de esgotos, no Brasil, o esgoto é tratado até o nível secundário, sendo que pouquís- simas estações adotam o nível terciário de tratamento. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 TRATAMENTO PRELIMINAR Conforme apresentado anteriormente, o tratamento preliminar é responsável em retirar sólidos grosseiros e areia, principalmente, do esgoto bruto que chega à ETE e, portanto, baseia-se na separação física. Assim, são aplicadas técnicas de gradeamento, peneiramento e sedimentação para a areia. Gradeamento A retirada de sólidos grosseiros é realizada por meio de gradeamento com barras, podendo a limpeza ser manual ou mecanizada. Dependendo do grau de ne- cessidade de retirada de sólidos grosseiros, pode ser colocado mais de um gradea- mento, diminuindo o espaçamento livre entre as barras à medida que o efluente avança. Inclusive existem ETEs que utilizam peneiras, que em sua maioria são rotativas e de limpeza mecanizada, após passar pelas barras, para tirar quase que totalmente os sólidos grosseiros presentes na parcela líquida. Figura 3 – Gradeamento manual, à esquerda, e gradeamento mecanizado, à direita Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Screen_for_solid_particles_in_the_inflow_(6908385555).jpg / https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Back_River_Wastewater_Treatment_Plant_Screens.jpg. Descrição da Imagem: na imagem da esquerda há um gradeamento do tipo manual com alguns sólidos presos e um rastelo de limpeza apoiado sob o gradeamento. Na imagem da direita, há uma série de duplos gradeamentosmecanizados, com alguns sólidos presos em suas grades, debaixo de uma estrutura construída e com iluminação. 1 1 1 Desarenador ou caixa de areia Já os sólidos suspensos de menor dimensão, como detritos minerais pesados, areias e cinzas, por exemplo, são eliminados por meio de desarenadores, tam- bém, conhecidos como caixas de areia. Os desarenadores também podem ser manuais ou mecanizados, assim como suas respectivas formas de limpeza, visto que de tempos em tempos há a necessidade de retirar a parcela sólida que vai se acumulando no fundo do canal ou tanque. Figura 4 – Desarenador de canal, à esquerda, e desarenador em tanque, à direita Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Screening_and_inlet_at_the_Nyamhunga_wastewater_ treatment_plant_(6910360583).jpg / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dorr_sandtrap.jpg. Descrição da Imagem: à esquerda há dois canais construídos em alvenaria com baixo nível de efluente líquido escoando, indo da base da fotografia até ao centro e ao fundo. Ao redor há um gramado baixo e uma caminhonete à esquerda ao fundo. À direita há uma passarela com um motor e uma haste para baixo, dentro de um tanque em alvenaria e com efluente líquido escoando. Tanto os sólidos grosseiros, quanto as areias retiradas do tratamento preliminar, são recolhidos à parte do restante do lodo formado na ETE, visto que não degra- dam, e geralmente são acondicionados em caçambas fechadas específicas para esse fim, para posterior destinação em aterro. Há locais que realizam a lavação desses resíduos, para diminuir seu impacto ambiental, destinando o efluente desse processo para ser tratado na ETE. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 Calha Parshall Além de remover impurezas, esta etapa do processo de tratamento tem como finalidade a medição precisa da vazão de esgoto que adentra a estação, que é feita geralmente por uma calha Parshall que pode ter um medidor de vazão ultrassô- nico acoplado para medições de vazão via telemetria. A calha Parshall pode ser utilizada tanto em ETA, quanto em ETE. Figura 5 – Calha Parshall em uma ETA Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%C3%81gua_bruta_e_medi%C3%A7%C3%A3o_em_Ca- lha_Parshall.jpg. Descrição da Imagem: visão de cima de uma calha Parshall com água bruta escoando por ela, indo da base da fotografia para o fundo, à esquerda se vê a lateral de uma construção alta e à direita, alguns tanques com água, passarelas e corrimões. 1 1 4 TRATAMENTO PRIMÁRIO Como apresentado anteriormente, o tratamento primário atua na remoção de sólidos suspensos que sedimentam e de sólidos flutuantes. Também é aplicada a separação física pela diferença de densidade do lodo com o efluente líquido. No tratamento preliminar não é considerada a remoção de matéria orgânica (isto é, DBO), enquanto que a partir do tratamento primário já se considera a remoção de parte da DBO. A remoção da matéria orgânica na etapa de tratamento primário leva à redu- ção da carga de DBO que segue para o tratamento secundário, onde sua remoção é mais custosa. A eficiência de remoção de sólidos em suspensão situa-se em torno de 60 a 70%, e a de DBO em torno de 25 a 35% (VON SPERLING, 2005). Decantação primária Os sólidos suspensos sedimentáveis podem ser retirados por meio do processo chamado de decantação primária, cujo tanque pode ser cilíndrico ou retangular. Esse processo costuma ter limpeza mecanizada dado o tamanho do tanque, con- siderando ETEs de médio a grande porte. No decantador é utilizado o conceito de tempo de detenção hidráulica (TDH) e significa o tempo que o efluente líquido fica nessa etapa até ir para a próxima. Conforme a ABNT NBR 12209:2011, o TDH para a vazão média da ETE deve ser menor que três horas, enquanto que para a vazão máxima, deve ser maior que uma hora. O cálculo do TDH relaciona o volume do decantador pela vazão (média ou máxima) da ETE: Onde: TDH = tempo de detenção hidráulica, em horas [h]; V = volume do decantador, em metros cúbicos [m³]; Q = vazão média ou máxima, em metros cúbicos por hora [m³/h]. UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 Quanto maior esse tempo, em horas, melhor é porque há maior sedimentação de lodo, que pode ser retirado por tubulação única quando o fundo do tanque é cônico, assim como por raspadores e bombas específicas para este fim. Desta forma, origina-se o lodo primário ou lodo primário bruto, que deve ser encami- nhado para a estação de tratamento de lodo (ETL) da ETE. Figura 6 – Decantador primário vazio, à esquerda, e o mesmo decantador cheio, à direita Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Primary_settling_tank,_Prague_Central_Wastewater_ Treatment_4588.jpg / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Primary_settling_tank,_Prague_ Central_Wastewater_Treatment_4584.jpg. Descrição da Imagem: à esquerda se percebe o fundo do decantador de fundo cônico, com a estrutura central que sustenta a passarela de inspeção com corrimão. Ao fundo se veem algumas construções e poucas árvores. À direita se vê o decantador de fundo cônico cheio, com líquido refletindo o céu, a estrutura que sustenta a passarela de inspeção com corrimão. Mais ao fundo há algumas construções e árvores. Projetos mais recentes, apesar de ainda muito utilizados, os decantadores primá- rios vem sendo aos poucos substituídos por reatores anaeróbios do tipo UASB, devido à sua maior capacidade de remoção de matéria orgânica: enquanto os de- cantadores primários convencionais alcançam eficiências de remoção de DBO em torno de 25 e 35%, os reatores UASB podem chegar a eficiências em torno de 70%. Flotação Existem algumas ETEs em que há a flotação de óleos e graxas, gorduras e alguns sólidos suspensos, no próprio decantador primário, fazendo com que essas subs- tâncias sejam recolhidas e acondicionadas em tanques específicos para posterior tratamento ou disposição adequada. 1 1 1 Essa flotação ocorre de forma física, por diferença de densidade, visto que não há a injeção de ar no decantador primário para que o lodo que se sedimenta, não seja flotado juntamente às demais substâncias de interesse. A análise de sólidos sedimentáveis por cone Imhoff é utilizada no tratamento de efluentes líquidos para determinar a quantidade de sólidos sedimentáveis em uma amostra líquida. O cone Imhoff é uma vidraria simples em formato de cone, no qual é acrescentado um litro de amostra a ser analisada, deixado em completo repouso por 45 minutos, permitindo que os sólidos sedimentáveis se depositem no fundo do cone. Após esse tempo, com um bastão de vidro é agitado gentil- mente próximo às paredes internas do cone para que os sólidos se desprendam e desçam. Pode-se também rotacionar levemente para a esquerda e direita o cone inteiro, suspenso em um suporte. Após isso, é deixado em completo repouso por mais 15 minutos. A altura dos sólidos acumulados no fundo do cone é medida, cuja leitura dos sólidos sedimentáveis é expressa em termos de volume por litro (mL/L), fornecendo uma estimativa da concentração de sólidos sedimentáveis na amostra (APHA, 1999). Essa informação permite avaliar a eficiência da sedimen- tação no tratamento de esgoto, pois quantifica a quantidade de material que se separa do líquido durante o processo. APROFUNDANDO Existem alguns projetos de ETEs que consideram a instalação de uma etapa es- pecífica para a captura desses óleos e gorduras antes mesmo da calha Parshall, a depender das características do efluente da região. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 TRATAMENTO SECUNDÁRIO Conforme apresentado anteriormente, essa etapa tem como objetivo degradar a matéria orgânica representada por meio: da DBO suspensa, que é a matéria orgânica suspensa fina, não removida no tratamento primário devido à sua den- sidade ser próxima a da água e ser carreada para essa etapa; da DBO solúvel, que é a matéria orgânica na forma de sólidos dissolvidos e, sendo assim, processos unicamente físicos não são capazes de removê-la do efluentelíquido. No processo de degradação ocorre a decomposição de carboidratos, proteínas e lipídios em substâncias mais simples, como o dióxido de carbono (CO2), água (H2O), amônia (NH3), metano (CH4), ácido sulfídrico (H2S), entre outros, depen- dendo do tipo de processo predominante (se é aeróbio ou anaeróbio). As bactérias atuantes se reproduzem e aumentam sua massa total em função da quantidade de matéria orgânica degradada. Em outras palavras, o tratamento resulta na redução da matéria orgânica, gerando como subproduto a produção de lodo. Sistemas aeróbios No tratamento aeróbio, a água residual é exposta a condições aeradas, permitindo que bactérias aeróbias consumam e decomponham os poluentes orgânicos. Os microrganismos utilizam o oxigênio dissolvido no efluente para metabolizar compostos orgânicos, transformando-os em substâncias mais simples e menos nocivas. Esse processo resulta na purificação do efluente, tornando-a adequada para descarga no meio ambiente ou para reutilização em determinados casos. Os sistemas aeróbios podem adotar diferentes configurações, como lagoas aeradas, reatores de lodos ativados e processos de lodos ativados em batelada, entre outros. Cada um desses métodos possui suas características específicas, mas todos compartilham a abordagem central de promover a atividade biológica aeróbia para remover contaminantes do efluente. Exemplos de processos biológicos aeróbios são as lagoas facultativas, lagoa aerada facultativa, lodos ativados, filtro biológico e disposição sobre o solo. 1 1 8 FILTRO BIOLÓGICO Texto: os filtros biológicos são dis- positivos de tratamento de água que promovem a decomposição de substâncias poluentes por meio de microrganismos fixados em um meio suporte, resultando em uma eficiente remoção de impurezas. LODOS ATIVADOS Texto: lodos ativados são um méto- do de tratamento de águas residuais, envolvendo a aeração do esgoto para promover a atividade microbia- na, seguida pela sedimentação dos lodos, resultando na remoção efi- ciente de matéria orgânica. LAGOA DE ESTABILIZAÇÃO Texto: lagoas de estabilização são sistemas de tratamento de águas residuais que utilizam processos naturais, como a ação de micror- ganismos e a exposição à luz solar, para promover a decomposição de materiais orgânicos. VALO DE OXIDAÇÃO Texto: vala de oxidação é uma es- trutura que utiliza processos aeró- bios para decompor a matéria orgâ- nica, onde as águas residuais fluem através da vala, permitindo a ação de microrganismos aeróbios aderi- dos às paredes, resultando no tra- tamento eficaz antes da descarga. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 Caso seja empregado o processo aeróbio, para cada quilo de DBO removida, há formação de 0,4 kg a 0,7 kg de lodo seco (MENDONÇA; MENDONÇA, 2016). Sistemas anaeróbios No tratamento anaeróbio, os resíduos orgânicos presentes no esgoto são decom- postos por microrganismos anaeróbios, resultando na produção de biogás (prin- cipalmente metano) e na redução da carga orgânica. Os reatores anaeróbios, como os biodigestores e os reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), são comuns nesse tipo de tratamento. O biogás gerado durante o processo pode ser aproveitado como fonte de ener- gia renovável, contribuindo para a sustentabilidade do sistema. Além disso, os resíduos sólidos produzidos são frequentemente convertidos em lodo, que pode ser utilizado como fertilizante agrícola. Os sistemas de tratamento anaeróbio são BIODISCO Texto: biodiscos são dispositivos de tratamento de águas residuais que empregam discos rotativos para criar uma superfície de biofilme, promovendo a atividade microbia- na na decomposição de poluen- tes orgânicos, sendo uma solução compacta e eficiente para o trata- mento de efluentes. REATOR MBBR Texto: é um sistema de tratamento de águas residuais que utiliza mídia flutuante para fornecer uma super- fície de biofilme para a aderência de microrganismos. Essa tecnolo- gia compacta e eficiente é ampla- mente aplicada em processos de tratamento biológico. 1 1 1 especialmente úteis em locais onde recursos energéticos são escassos. No entanto, é importante considerar fatores como a temperatura, o pH e a composição do esgoto ao escolher esse método. Exemplos de processos biológicos aeróbios são a fossa séptica, reator UASB, digestor anaeróbio e as lagoas anaeróbias. Digestor Anaeróbio Lagoa Anaeróbia Fossa Séptica Os digestores anaeróbios destacam-se pela produção de biogás durante a decomposição, enquanto as lagoas anaeróbias oferecem uma solução natu- ral para a estabilização de efluentes líquidos. Por sua vez, as fossas sépticas são soluções pontuais, de decomposição parcial do efluente contido, sendo sistemas complementares que desempenham papéis distintos no manejo responsável de efluentes sanitários. Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newtown_Creek_Wastewater_Treatment_Plant,_ Greenpoint,_Brooklyn.JPG / https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stabilisation_pond_for_waste- water_(2964625328).jpg / https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Septic_tank_Bolduc.jpg. Caso seja empregado o processo anaeróbio, tem-se uma produção de 0,02 kg a 0,2 kg de lodo para cada quilo de DBO removida (MENDONÇA; MENDONÇA, 2016). A coagulação química pode ser aplicada após a saída do efluente do trata- mento biológico, seja ele aeróbio ou anaeróbio, por meio da aplicação de sulfato de alumínio ou cloreto férrico, por exemplo. Com a adição dessas substâncias, ocorre a neutralização de cargas elétricas superficiais das partículas coloidais e pequenas impurezas presentes no efluente, que por ventura permanecem ainda na parte líquida. Isso leva à formação de flocos que são mais facilmente removi- dos na decantação secundária, que não seriam removidos apenas pela diferença de densidade. Porém, ao adicionar coagulante no processo, há a formação de lodo químico, que pode demandar certos cuidados extras em relação ao lodo puramente biológico. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 LODO DA ETE O lodo proveniente da ETE consiste em uma mistura complexa de resíduos sóli- dos e líquidos provenientes do esgoto doméstico e industrial, que passaram por diversas etapas de tratamento para remover impurezas e substâncias contaminan- tes. Sua geração é inevitável durante o processo. Esse material residual, apesar de conter elementos indesejáveis, também possui potencial para ser reaproveitado de maneiras sustentáveis. Uma abordagem comum para lidar com o lodo do tratamento de esgoto é a sua desidratação e posterior disposição segura em aterros sanitários. No en- tanto, nos últimos anos, tem crescido o interesse em explorar alternativas mais sus- tentáveis, visando reduzir o impacto ambiental e promover a economia circular. Figura 7 – Centrífuga de lodo iodo / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sludge_centrifuge,_ Prague_Central_Wastewater_Treatment_4648.jpg. Descrição da Imagem: ao centro da imagem há uma centrífuga para lodo de ETE enclausurada em uma estrutura metálica azul semicircular, apoiada em estrutura metálica de coloração amarela vibrante. Aparecem mais à frente algumas tubulações metálicas conectadas ao equipamento. Ao fundo há outro equipamento similar, que aparenta ser outra centrífuga. Ambos os equipamentos estão sob uma estrutura construída com telhado. 1 1 1 Uma das aplicações mais promissoras é a transformação do lodo em biossólidos, um produto final mais estável e rico em nutrientes. Os biossólidos podem ser utilizados como fertilizantes em agricultura, contribuindo para melhorar a fertilidade do solo e reduzindo a dependência de fertilizantes químicos. Con- tudo, é essencial garantir que os biossólidos atendam a padrões de qualidade estabelecidos pela Resolução CONAMA 498/2020 para evitar riscos à saúde e ao meio ambiente. Entenda quais são os padrões de qualidade exigidos para a utilização e apli- cação de biossólidos no Brasil, conforme padrões estabelecidos pela Resolução CONAMA 498/2020.Aplicação agrícola de biossólido a partir de lodo sanitário Usina de fabricação de biossólidos Biossólido (mais escuro) aplicado no cultivo de abóboras A aplicação de biossólidos na agricultura pode ser uma alternativa para remediar a quantidade de lodo gerado a partir de uma ETE de esgoto doméstico. O biossólido, por ser rico em nutrientes e estável, sem presença de microrganismos, pode ser aplicado na agricultura. Potencial agrícola dos biossólidos: uma alternativa sustentável para o cultivo de abóboras a partir do tratamento de efluentes sanitários Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CVRD8finished.biosolids.jpg. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Application_of_faecal_sludge_(6618963987).jpg. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Biosolid.pumpkin.row.jpg. Acesse o link: https://drive.google.com/file/d/1qj-4cA5_viddu4leuIVFp9-BL- mgDwvxh/view?usp=sharing EU INDICO UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 Bactérias metanogênicas são microrganismos anaeróbicos que produzem meta- no como produto metabólico principal durante a decomposição de matéria orgâ- nica (OLIVEIRA; QUEIROZ, 2023), responsáveis pela degradação da biomassa em ambientes sem oxigênio, como no solo alagado, sedimentos marinhos, no trato digestivo de animais herbívoros e em tratamento anaeróbio de esgotos e efluen- tes. Esse último é conhecido como digestão anaeróbia e reduz a carga orgânica do esgoto, produzindo biogás (principalmente metano). Além disso, as bactérias metanogênicas contribuem para a redução de volume e estabilização do lodo. APROFUNDANDO Outra abordagem inovadora envolve a recuperação de recursos a partir do lodo, como a extração de metais valiosos e a produção de biogás. O biogás, obtido atra- vés da digestão anaeróbia do lodo, pode ser utilizado como uma fonte de energia renovável, contribuindo para a redução da dependência de combustíveis fósseis. Digestão do lodo É um processo biológico que visa estabilizar e reduzir a quantidade de matéria orgânica presente. Durante essa etapa, microrganismos anaeróbicos, como bactérias metanogênicas, decompõem os resíduos orgânicos, transforman- do-os em gases, água e uma fração de lodo mais estável. O biogás resultante, composto principalmente por metano, pode ser capturado e utilizado como fonte de energia renovável. 1 1 4 Secagem do lodo Após a digestão, o lodo ainda contém uma quantidade significativa de água. A secagem reduz o teor de umidade, tornando o lodo mais fácil de manusear e diminuindo os custos associados ao seu transporte e disposição. Métodos me- cânicos, como leitos de secagem e prensas desaguadoras, ou processos térmicos, como secagem ao ar ou secagem térmica, podem ser utilizados nessa fase. A es- colha do método depende das características do lodo e dos recursos disponíveis. Figura 8 – Digestores anaeróbios de lodo / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Digestion_ tanks,_Prague_Central_Wastewater_Treatment_4549.jpg. Descrição da Imagem: há cinco tanques para digestão de lodo do lado esquerdo da imagem, sendo observado em visão de perspectiva lateral. Os tanques estão pintados todos de uma única cor, sendo três verdes, um azul e um branco, mais ao fundo. Na frente desses tanques há uma rua asfaltada que está na lateral esquerda da fotografia e segue até o fundo da foto, ainda no mesmo lado há algumas árvores e uma construção bem mais ao fundo. Adensamento ou espessamento: remoção de umidade (redução de volume). Digestão ou estabilização: remoção da matéria orgânica (redução de sólidos voláteis). Desidratação ou desaguamento: remoção de umidade (redução de volume) (BRASIL, 2008). ZOOM NO CONHECIMENTO UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 Uma vez digerido e seco, o lodo precisa ser adequadamente disposto para evitar impactos ambientais negativos. Figura 9 – Leito de secagem com lodo em processo de secagem (à esquerda) e lodo seco sendo retirado manualmente (à direita) Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Benfleet_Sewage_Treatment_Plant,_Sludge_Beds_-_geo- graph.org.uk_-_1450217.jpg / Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lits_de_s%C3%A9cha- ge_pour_les_boues_de_deux_digesteurs_ana%C3%A9robies_(13145069543).jpg. Descrição da Imagem: à esquerda há uma rua bem à frente da imagem, que passa do fundo e à direita, para a esquerda. Acima da rua há os leitos de secagem com lodo em processo de desidratação. Ao fundo se percebe um gramado e poucas construções e árvores, além do céu azul e poucas nuvens. À direita há uma mureta baixa indo da esquerda para a direita e ao fundo, com uma pá com o cabo encostado sob essa mureta. Atrás da mureta é possível ver lodo em desidratação aos montes, enquanto que na parte da frente da mureta se vê o fundo do leito de secagem e o lodo craquelado seco mais ao fundo. TRATAMENTO TERCIÁRIO O tratamento terciário do esgoto é a última etapa no processo de tratamento dos efluentes líquidos, responsável em prover um efluente tratado de alta qualidade, tendo em vista que o objetivo é a retirada de substâncias que não são biodegra- dáveis, nutrientes que ainda podem ter permanecido no processo e desinfetar o efluente tratado antes de lançar no meio ambiente. Percebe-se então, que essa fase avançada vai além das etapas convencionais de tratamento primário e secundário. Uma das principais características do tratamento terciário é a aplicação de processos avançados, como filtração avançada, adsorção, oxidação avançada e de- sinfecção aprimorada. Estes métodos visam atingir níveis extremamente baixos de concentração de poluentes, garantindo que os efluentes tratados estejam em con- formidade com as normas ambientais mais rigorosas. Vejamos alguns exemplos. 1 1 1 FILTRAÇÃO AVANÇADA Utiliza membranas de alta tecnologia para remover partículas microscópicas, bactérias e vírus, proporcionando uma barreira física eficiente, a exemplo da ultrafiltração e da osmose reversa. Esta última é uma tecnologia avançada que utiliza membranas semi- permeáveis para remover íons, moléculas e partículas indesejadas do efluente tratado, o qual é forçado mediante pressão a atravessar uma membrana para separar conta- minantes, produzindo água de alta pureza. A osmose reversa é eficaz na remoção de poluentes como sais, metais pesados e compostos orgânicos. Membranas filtrantes de diferentes tipos, como microfiltração, ultrafiltração e nano- filtração, além da osmose reversa, podem ser empregados a depender da finalidade que o efluente tratado terá. ELETRODIÁLISE É uma técnica que utiliza membranas seletivas para separar íons presentes na água residual, aplicando um campo elétrico para promover a migração seletiva de íons através das membranas, resultando na remoção de sais e outros componentes dis- solvidos. Esse processo é particularmente útil para reduzir a condutividade elétrica da água, melhorando sua qualidade. OZONIZAÇÃO Processo no qual o ozônio (O3) é introduzido na água para eliminar compostos or- gânicos, bactérias e microrganismos patogênicos, visto que é um agente oxidante poderoso que quebra substâncias químicas indesejadas, promovendo a purificação da água. Este método é eficaz na remoção de poluentes persistentes e na desinfecção, podendo ser utilizado em sistemas de tratamento terciário de efluentes líquidos. DESINFECÇÃO A desinfecção, por sua vez, também é uma etapa no tratamento terciário para garantir a eliminação de microrganismos patogênicos remanescentes. Métodos comuns incluem a aplicação de cloro (Cl2 solubilizado em água), hipoclorito de sódio (NaClO), dióxido de cloro (ClO2), luz ultravioleta (UV) e ozônio (O3), cada um oferecendo dife- rentes formas de ataque aos microrganismos e garantindo a qualidade microbiológica do efluente tratado. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 7 Em suma, os sistemas de tratamento de efluentes líquidos desempenham um papel fundamental na preservação ambiental e na promoção da sustentabilida- de. Ao abordar a gestão responsável dos resíduos líquidosgerados por diversas atividades industriais e domésticas, tais sistemas não apenas contribuem para a proteção dos recursos hídricos, mas também mitigam os impactos negativos na saúde humana e nos ecossistemas aquáticos. ADSORÇÃO Materiais adsorventes, como zeólitas, óxidos metálicos e carvão ativado em pó (CAP), podem ser utilizados para adsorver nutrientes presentes na água residual. Esses materiais têm a capacidade de atrair e reter íons de nitrogênio e fósforo, removendo eficientemente esses nutrientes do efluente, pois essas substâncias possuem elevada porosidade, o que permite capturar eventuais impurezas e moléculas de nutrientes que possam ter ficado nas etapas finais do tratamento de efluentes líquidos. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem. EM FOCO NOVOS DESAFIOS O profissional ambiental envolvido no tratamento de efluentes líquidos desempe- nha várias funções estratégicas. Em primeiro lugar, ele é responsável por avaliar e monitorar as características dos efluentes gerados por diferentes fontes, como indústrias, estações de tratamento de água e esgoto, entre outras. Essa análise de- talhada ajuda a entender a composição dos efluentes e determinar as tecnologias de tratamento mais adequadas. 1 1 8 Além disso, o profissional ambiental trabalha no desenvolvimento e im- plementação de sistemas de tratamento eficientes. Isso inclui a seleção de pro- cessos físicos, químicos e biológicos que podem ser aplicados para remover poluentes e substâncias indesejáveis dos efluentes. A escolha correta dessas tecnologias é vital para garantir a eficácia do tratamento e a conformidade com os padrões ambientais. Outra responsabilidade importante desse profissional é acompanhar a opera- ção dos sistemas de tratamento, realizando monitoramento constante e ajustes quando necessário. Isso envolve a análise de parâmetros como pH, DBO, DQO, sólidos suspensos etc. Além disso, o profissional ambiental atua na gestão de resíduos gerados durante o tratamento de efluentes, buscando alternativas sus- tentáveis para destinação ou reutilização de subprodutos. Essa abordagem ali- nha-se aos princípios da economia circular, promovendo a redução de impactos ambientais e o uso eficiente dos recursos. Você conseguiu obter informações sobre o atendimento de coleta, transporte e tratamento do esgoto na sua cidade? Perceba que se não encontrou, é um sinal de alerta, visto que o esgoto pode ser disposto de forma inadequada no meio ambiente, contaminando-o, a não ser que possua uma solução de tratamento individual em sua residência, a exemplo da fossa séptica. Se encontrou, significa que sua cidade pode estar mais perto de universalizar esse atendimento, que é tão básico, mas algumas pessoas ainda hoje não têm acesso. Procure saber dos serviços de saneamento da sua cidade, visitando o site da companhia ou empresa de sa- neamento responsável, inclusive analisando indicadores e informações prestadas. Em resumo, a atuação do profissional ambiental no tratamento de efluentes líquidos é multidisciplinar e envolve desde a avaliação inicial das fontes de po- luição até o monitoramento contínuo dos sistemas de tratamento. Sua expertise contribui significativamente para a preservação dos recursos hídricos e a pro- moção de práticas sustentáveis na gestão ambiental. UNIASSELVI 1 1 9 1. A implantação de sistemas de esgotamento sanitário em uma comunidade tem como objetivos: Coleta dos esgotos de maneira individual ou coletiva. Afastamento rápido e seguro dos esgotos. Tratamento e disposição sanitariamente adequada dos esgotos tratados. A partir da leitura da contextualização, indique a alternativa correta que corresponde a uma consequência da implantação do sistema de esgotamento sanitário: a) Não há mudança perceptível nas condições sanitárias do local. b) Degradação do meio ambiente e preservação dos recursos naturais. c) Aumento de doenças provocadas pela água contaminada, pois o esgoto agora ficará concentrado em um local. d) Diminuição dos custos no tratamento de água para abastecimento (que seriam ocasio- nados pela poluição dos mananciais). e) Lentidão no movimento dos dejetos, para que sejam naturalmente absorvidos pela terra. 2. O tratamento terciário em esgoto refere-se à etapa avançada no processo de depuração, destinada a remover poluentes residuais. Essa fase se faz necessária para atender a pa- drões rigorosos de qualidade da água e garantir a segurança ambiental antes do descarte ou reúso da água tratada. Existem várias tecnologias empregadas no tratamento terciário, cada uma visando à remoção específica de contaminantes persistentes. Sobre o tratamento terciário de esgoto, avalie as seguintes afirmativas: I - O tratamento terciário visa remover contaminantes específicos que persistem após as etapas anteriores, utilizando métodos avançados como filtração, adsorção e desinfecção. II - Processos químicos e físicos são comuns no tratamento terciário para garantir a quali- dade da água tratada, incluindo a eliminação de nutrientes como nitrogênio e fósforo. III - A principal função do tratamento terciário é focar na remoção de sólidos grosseiros e sedimentáveis, proporcionando uma água mais clara visualmente. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. AUTOATIVIDADE 1 1 1 3. O gradeamento de esgoto é uma etapa essencial no pré-tratamento de águas residuais, pois não apenas protege as bombas e equipamentos subsequentes contra danos, mas também facilita os processos seguintes de tratamento, garantindo maior eficiência na re- moção de impurezas. Qual é a principal função do gradeamento no tratamento preliminar de esgotos? a) Aumentar a concentração de nutrientes. b) Remover sólidos grosseiros e materiais flutuantes. c) Desinfetar o efluente. d) Ajustar o pH do esgoto. e) Realizar a filtração fina para remoção de partículas suspensas. AUTOATIVIDADE 1 1 1 REFERÊNCIAS AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA). Standard Methods for the examination of water and wastewater. Washington (US), APHA: American Water Works Association, Water En- vironmental Federation, 1999. 20th ed. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 12209 – Elaboração de proje- tos hidráulico-sanitários de estações de tratamento de esgotos sanitários. Rio de Janeiro, RJ: ABNT, dez. 2011. BRASIL. Processos de tratamento de esgotos: guia do profissional em treinamento: nível 1. Bra- sília, DF: Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental, 2008. 72 p. Dis- ponível em: https://antigo.mdr.gov.br/images/stories/ArquivosSNSA/Arquivos_PDF/recesa/ processosdetratamentodeesgoto-nivel1.pdf. Acesso em: 19 fev. 2024. BRASIL. Resolução Conama n . 498, de 18 de março de 2005. Define critérios e procedimentos para produção e aplicação de biossólido em solos, e dá outras providências. Brasília, DF, 2020. Disponível em: https://salusengenharia.com/2020/09/02/resolucao-no-498-de-19-de-agos- to-de-2020/. Acesso em: 17 mar. 2024. MENDONÇA, S. R.; MENDONÇA, L. C. Sistemas sustentáveis de esgoto. São Paulo, SP: Blücher, 2016. 2. ed. 364 p. METCALF, E. A.; EDDY, H. P. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2015. 2008 p. OLIVEIRA, I. L. S.; QUEIROZ, G. O. Microrganismos na produção de biogás. In: BETAEQ, 1 jun. 2023. Disponível em: https://betaeq.com.br/microorganismos-na-producao-de-biogas/. Aces- so em: 16 mar. 2024. VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 2. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 1996, 243p. VON SPERLING. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. 3. ed. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais,2005, 452p. 1 1 1 1. Resposta correta: letra D). Conforme a o texto base: a) Há melhoria das condições sanitárias no local. b) Há a preservação do meio ambiente e preservação dos recursos naturais. c) Há a redução das doenças ocasionadas pela água contaminada por dejetos d) Correta porque para cada real gasto em saneamento, quatro reais são poupados na saúde pública, conforme dados do Instituto Trata Brasil. e) Incorreta porque a implantação de sistemas de esgotamento sanitário tem como objeto o afastamento rápido e seguro dos esgotos. 2. Resposta correta: letra C). A afirmativa I é correta, pois descreve o objetivo do tratamento terciário, que é a remoção de contaminantes específicos. A afirmativa II é correta, uma vez que processos químicos e físicos avançados são de fato aplicados no tratamento terciário para a remoção de contaminantes remanescentes. A afirmativa III é incorreta, pois a remoção de sólidos grosseiros é geralmente realizada no tratamento preliminar, não no terciário. 3. Resposta correta: letra B). a) Incorreto. O gradeamento não tem como finalidade aumentar a concentração de nutrientes, mas sim remover sólidos grosseiros. b) Correto. O gradeamento é projetado para remover sólidos grosseiros, como pedaços de madeira, plásticos e outros detritos, evitando danos aos equipamentos e processos subse- quentes na estação de tratamento. c) Incorreto. A desinfecção não é uma função típica do tratamento preliminar, mas sim de etapas posteriores no processo de tratamento de águas residuais. d) Incorreto. Ajuste de pH não é uma função associada ao tratamento preliminar, mas sim a processos de ajuste de acidez ou alcalinidade que ocorrem em estágios posteriores do tratamento. e) Incorreto. A filtração fina não é realizada no tratamento preliminar, mas em etapas subse- quentes do tratamento para remover partículas suspensas menores. GABARITO 1 1 1 MINHAS METAS TRATAMENTO E DISPOSIÇÃO DE LODOS Compreender os diversos métodos de tratamento aplicados aos lodos provenientes de Estações de Tratamento de Água (ETAs) e Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs). Examinar as práticas atuais de disposição de lodos em ETAs e ETEs. Perceber a diferença entre o lodo obtido da ETA do lodo obtido da ETE. Entender o papel do profissional da área ambiental no contexto do tratamento de lodos de água e de esgoto sanitário e industrial. Desenvolver a visão abrangente dos processos que geram lodo em uma ETA ou ETE. Conhecer os diferentes tipos de deságue de lodo. Saber a importância do tema e como é na sociedade, mesmo relativamente invisível ao cotidiano das pessoas. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 8 1 1 4 INICIE SUA JORNADA A gestão sustentável dos recursos hídricos é uma preocupação crescente em todo o mundo, impulsionada pela rápida urbanização e aumento populacional. No cerne dessa questão, as estações de tratamento de água e esgoto são responsáveis na garantia de água potável e na minimização dos impactos ambientais. Contudo, surge um desafio emergente que lança sombras sobre os avanços alcançados: o que fazer com o acúmulo de lodo resultante desses processos? Além disso, a gestão eficiente do lodo apresenta desafios financeiros conside- ráveis. O transporte, tratamento e disposição adequada requerem investimentos substanciais, muitas vezes, colocando pressão sobre os orçamentos das entidades responsáveis. Esse dilema financeiro pode resultar em práticas de gestão de lodo que sacrificam a sustentabilidade em prol de soluções de curto prazo. A disposição final de lodos de Estações de Tratamento de Água (ETAs) e Es- tações de Tratamento de Esgoto (ETEs) continua sendo um desafio em diversos países, inclusive no Brasil. A correta caracterização do lodo deve ser o primeiro passo para poder avançar nesse sentido, em seguida, devem-se analisar as legis- lações ambientais específicas para cada tipo de disposição final disponível. Diante desse cenário, é necessária a abordagem de maneira abrangente a gestão do lodo de estações de tratamento de água e esgoto. Esse desafio demanda inovação tecnológica, investimentos em pesquisa e desenvolvimento, além de políticas públicas eficazes que incentivem práticas sustentáveis. Somente por meio de uma tratativa holística e colaborativa, será possível enfrentar de forma eficaz os desafios associados ao lodo, promovendo a proteção do meio ambiente e a sustentabilidade a longo prazo. No podcast “Tecnologias verdes para o tratamento de esgoto sanitário em locais afastados e sem rede de coleta e tratamento”, vamos entender esse universo, reve- lando os desafios, inovações e impactos ambientais relacionados ao tratamento de água e esgoto. Se você é apaixonado por questões ambientais, gestão de recursos hídricos e sustentabilidade, este episódio é imperdível! Ouça agora para expandir ainda mais o seu conhecimento acerca deste tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem. PLAY NO CONHECIMENTO UNIASSELVI 1 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 DESENVOLVA SEU POTENCIAL INTRODUÇÃO A LODOS DE ETA E ETE Os lodos são gerados em ambos os tratamentos, tanto no de água, quanto no de esgoto sanitário (e industrial). Basicamente, o lodo é o resultado dos sólidos que foram agregados em diversas etapas desses tratamentos e precisam ser tra- tados, visto que acumulam produtos químicos que foram adicionados durante o tratamento (HENDGES et al. 2017), além de conter as substâncias que foram agregadas por esses químicos e que são encontradas “naturalmente” nesses lí- quidos que são tratados. O lodo é caracterizado como um resíduo semissólido composto pela mistura complexa de sólidos, orgânicos e inorgânicos, sendo um subproduto inevitável do tratamento de água e efluentes. Embora essas estações tenham sido projeta- das para remover impurezas e contaminantes, a produção excessiva de lodo se tornou uma problemática ambiental significativa. Este resíduo, muitas vezes, subestimado, não apenas apresenta desafios logísticos e de gestão, mas também implica sérios riscos ambientais. Outra faceta crítica dessa problemática é o potencial desperdício de recursos valiosos contidos no lodo. Elementos como fósforo, nitrogênio e outros nutrien- tes são frequentemente encontrados em concentrações significativas, oferecendo oportunidades para recuperação e reutilização (TSUTIYA, 2001). No entanto, a falta de tecnologias eficientes e a conscientização sobre essas possibilidades contri- buem para a perda desses recursos, perpetuando ainda mais o ciclo de desperdício. VAMOS RECORDAR? Para compreender melhor o conteúdo que abordaremos neste tema assista ao vídeo indicado! Nele, você entenderá como funciona uma Estação de Tratamento de Lodo (ETL) da companhia de saneamento de Campinas, SP, a SANASA. Acesse em: https://www.youtube.com/watch?v=n3gB0mkCNm8 1 1 1 Desta forma, por mais que o tratamento de água e de esgoto possuam proces- sos similares, como tratamento físico e químico, as características dos líquidos são diferentes e, por consequência, seus lodos produzidos também são diferentes. E é isso que veremos a seguir. CONSTITUIÇÃO DO LODO O lodo proveniente de Estações de Tratamento de Água (ETAs) é uma mistura heterogênea de sólidos que desafia a simplicidade da sua aparência (OLIVEI- RA; TENÓRIO; MARQUES, 2023). Em termos físicos, o lodo de ETA tende a ser composto principalmente por partículas inorgânicas, como areia, argila e resíduos minerais provenientes do processo de coagulação e floculação. Sua textura pode variar, indo desde uma consistência arenosa até uma mais argilosa, refletindo a diversidade das características da água de entrada na estação. Quimicamente, o lodo de ETA é enriquecido com substâncias como carbona- tos, sulfatos e óxidos, provenientes das reações químicas utilizadas na purificação da água e, desta forma, não sendo totalmente biodegradável e não se decom- pondo no fundo do tanque (VESILIND; MORGAN, 2011). As concentrações UNIASSELVI1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 médias dessas substâncias podem variar, mas é comum encontrar concentrações de sólidos suspensos na ordem de 500 a 1000 mg/L, carbonatos em torno de 200 a 500 mg/L e sulfatos na faixa de 100 a 300 mg/L. AUTOR/ANO DBO (MG/L) DQO (MG/L) PH ST (MG/L) SV (%) Neubauer (1968) 30 a 150 500 a 15.000 6,0 a 7,5 1.100 a 16.000 20 a 30 Sutherland (1969) 100 a 232 669 a 1.100 7,0 4.300 a 14.000 25 Bugg (1970) 380 1.162 a 15.800 6,5 a 6,7 4.380 a 28.580 20 Albrecht (1972) 30 a 100 500 a 100.000 5,0 a 7,0 3.000 a 15.000 20 Culp (1974) 40 a 150 340 a 5.000 7,0 - - Nilsen (1974) 100 2.300 - 10.000 30 Singer (1974) 30 a 300 30 a 5.000 - - - Cordeiro (1980) 320 5.150 6,5 81.575 20,7 Vidal (1980) 449 3.487 6,0 a 7,4 21.974 15 Vidal (1980) 173 1.776 6,7 a 7,1 6.300 73 1 1 8 Cordeiro (1993) - 5.600 6,4 30.575 26,3 Patrizze (1998) - - 5,55 6.112 19 Patrizze (1998) - - 6,8 6.281 - Quadro 1 – Características de lodos de ETAs segundo vários autores / Fonte: adaptado de Asada (2007). O lodo proveniente dos decantadores da ETA representa uma parcela entre 60% a 95% do volume total de lodo gerado, em termos de conteúdo sólido. Por outro lado, a água utilizada na lavagem dos filtros compreende de 5% a 40% (WANG, 1996) desse total, sendo a proporção influenciada pela qualidade da água bruta, pelo tipo e quantidade do coagulante utilizado, pelo design das unidades na ETA e pela eficácia das operações realizadas. Apesar de conter mais de 95% em volume de água, o lodo é considerado resíduo sólido. De acordo com a ABNT NBR 10.004:2004, o lodo oriundo dos decantadores de ETA deve ser tratado e disposto de acordo com os parâmetros normatizados. Além disso, deve atender à Política Nacional de Resíduos Sólidos, prevista pela Lei nº 12.305:2010. Por questões ambientais e técnicas, esses tipos de resíduos devem ser tratados antes de serem descartados no meio ambiente. Identificar novos métodos de tratamento e processos de manuseio, bem como destinos finais adequados para esses resíduos, é um desafio para engenheiros e pesquisadores em todo o mundo. Os sais de alumínio, por exemplo, que aparecem no lodo de ETA são um dos fatores que impossibilitam de o lodo ser utilizado como matéria-prima na fabri- cação de telhas, tijolos e outros cerâmicos, por exemplo, devido ao fato de gerar gases tóxicos provenientes do sulfato de alumínio. Outros exemplos de produtos químicos e seus resíduos podem ser observados no Quadro 2. UNIASSELVI 1 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 PRODUTO QUÍMICO PROVENIENTE DE: APARECE NO RESÍDUO COMO: SÓLIDO Sólidos Dissolvidos Água bruta Sólidos dissolvidos Somente precipitados Sólidos Suspensos (silte) Água bruta Silte – sem mudança Sim Matéria Orgânica Água bruta Provavelmente sem mudança Sim Sais de Alumínio Coagulação química Hidróxido de alumínio Sim Sais de Ferro Coagulação química Hidróxido de ferro Sim Polímeros Tratamento químico Sem mudança Sim Cal Tratamento químico e correção de pH Carbonato de cálcio ou, se for usada solução de cal, somente impurezas Sim Carvão Ativado em Pó (CAP) Controle de sabor e odor Carvão ativado em pó Sim Cloro, Ozônio Desinfecção Em solução Não Quadro 2 – Prováveis resíduos gerados em processos de tratamento de água. Fonte: adaptado de Reali (1999). Ao abordarmos o lodo de Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), nos depa- ramos com uma realidade completamente diferente. Fisicamente, o lodo de ETE é um substrato heterogêneo que incorpora não apenas sólidos inorgânicos, mas 1 4 1 também matéria orgânica em diferentes estágios de decomposição. A presença de microrganismos, como bactérias e protozoários, confere ao lodo de ETE uma complexidade biológica única. Quimicamente, o lodo de ETE apresenta concentrações elevadas de matéria orgânica, expressa como Demanda Química de Oxigênio (DQO), com valores médios entre 15.000 a 30.000 mg/L. Além disso, os teores de nitrogênio amo- niacal (NH4-N) podem variar entre 800 a 2000 mg/L, refletindo o processo de nitrificação e desnitrificação que ocorre durante o tratamento de esgoto. O lodo primário é coletado na primeira etapa do tratamento de esgoto, onde ocorre a remoção inicial de sólidos suspensos e parte da matéria orgânica. Possui alta concentração de matéria orgânica e sólidos sedimentáveis. Já o lodo secun- dário é gerado na segunda fase, onde microrganismos biodegradam a matéria or- gânica remanescente. Ele tem menor teor de matéria orgânica, mas ainda contém nutrientes e microrganismos. Ambos os lodos requerem tratamento adicional para reduzir patógenos e contaminantes antes de serem descartados ou reaproveita- dos (METCALF; EDDY, 2015). APROFUNDANDO A composição geral dos lodos primários e secundários de uma ETE podem ser vistos no Quadro 3. ITEM LODO PRIMÁRIO NÃO TRATADO LODO SECUNDÁRIO NÃO TRATADO FAIXA TÍPICO FAIXA TÍPICO Teor de sólidos secos (% de ST) 1,0 - 6,0 3,0 0,4 - 1,2 0,8 Sólidos voláteis (% de ST) 60 - 85 75 60 - 85 70 UNIASSELVI 1 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 Graxas e gorduras (% de ST) 5,0 - 8,0 6,0 5,0 - 12 8,0 Proteínas (% de ST) 20 - 30 25 32 - 41 36 Nitrogênio (N, % de ST) 1,5 - 4,0 2,5 2,4 - 5,0 3,8 Fósforo (P2O5, % de ST) 0,8 - 2,8 1,6 2,8 - 11 5,5 Potássio (K2O, % de ST) 0 - 1,0 0,4 0,5 - 0,7 0,6 Celulose (% de ST) * 8,0 - 15 10 - - Ferro (não como sulfeto) 2,0 - 4,0 2,5 - - Sílica (SiO2, % de ST) 15 - 20 - - - pH 5,0 - 8,0 6,0 6,5 - 8,0 7,1 Alcalinidade (mg/L de CaCO3) 500 - 1500 600 580 - 1100 790 Ácidos orgânicos (mg/L como HAc) 200 - 2000 500 1100 - 1700 1350 Poder energético (kJ/kg SSV) 23000 - 29000 25000 19000 - 23000 20000 * A celulose é encontrada na composição típica de esgotos dos Estados Unidos porque a rede de coleta e tratamento do país permite o descarte do papel higiênico utilizado no vaso sanitário. Quadro 3 – Composição química de lodos primários e secundários não tratados de ETE Fonte: adaptado de Metcalf e Eddy (2015). 1 4 1 Para a geração e tratamento de lodo de uma ETE, a SABESP (2023) traz uma figura detalhada, conforme segue: Figura 1 – ilustração de um sistema de tratamento de lodo de ETE. Fonte: https://www.sabesp.com.br/uploads/file/asabesp_doctos/Tratamento_Esgoto_Solido_impressao.pdf. Descrição da Imagem: o desenho mostra um sistema de tratamento de lodo de ETE, com diversos tanques, equipamentos, tubulações e esteiras que os interligam, com numerações, para indicar a sequência de início e fim. As instalações estão representadas em um vasto campo com árvores e, mais ao fundo, é possível ver a cidade com casas e prédios. Legenda da imagem: 01 – Cidade; 02 – Entrada do lodo primário: Separa a água do sólido através da sedimentação das partículas mais pesadas, se- melhante aos decantadores; 03 – Entrada do lodo secundário O lodo do decantador secundário será tratado pelo processo de adensamento por flotação nos flotadores; 04 – Adensadores: Nos adensadores acontece o processo de adensamento que faz com que o lodo torne-se mais concen- trado através da separação de uma parte da água presente; 05 – Flotadores: UNIASSELVI 1 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 Nos flotadores acontece o processo de flotação, que consiste na separação da água do sólido que ocorre através da introdução de água com micro- bolhas de ar; 06 – Digestores: Recebem o lodo proveniente do sistema de adensamento. Neles, há microrganismos anaeróbios que degradam a matéria orgânica presente no lodo formando assim gás metano e água, promovendo a estabilização do lodo, ou seja, não haverá odores desagra- dáveis; 07 – Filtros prensa: É um equipamento mecânico para desidratação do lodo proveniente do condicionamento químico, dotado de várias placas com telas filtrantes que serão preenchidas por lodo através de bombeamen- to. O lodo passa a ter 40 de sólidos; 08 – Esteira; 09 – Tortas para aterro sanitário: Aqui o lodo é armazenado e desidratado para ser disposto em aterro sanitário(SABESP, 2023, s.p.). Comparativamente, os lodos de ETA e ETE revelam a diversidade dos desafios enfrentados pelos processos de tratamento de água e esgoto. Enquanto o lodo de ETA destaca a necessidade de lidar com partículas inorgânicas e resíduos químicos, o lodo de ETE nos coloca diante da tarefa de gerenciar uma complexa comunidade microbiológica, demandando estratégias distintas para a gestão eficiente desses resíduos. O principal objetivo do tratamento do lodo é gerar um produto mais estável e com menor volume para facilitar seu manuseio e, consequentemente, reduzir os custos nos processos subsequentes. Usualmente, o tratamento do lodo, após a sua geração, inclui uma ou mais das seguintes etapas: adensamento, estabilização, condicionamento, desidratação e disposição final. ADENSAMENTO DE LODO Os lodos originados em ETEs podem passar pelo processo de adensamento, que pode ser realizado por meio da gravidade, flotação com ar dissolvido ou através de equipamentos mecânicos (SENA, 2011). Analogamente, os lodos provenientes de ETAs também podem ser submetidos ao processo de adensamento. 1 4 4 O adensamento é uma etapa voltada para a concentração de sólidos, visando a redução do volume do lodo e a separação da água. Essa diminuição de volume tem impactos diretos nas unidades subsequentes, como condicionamento, secagem e disposição final (SENA, 2011). Esse impacto reflete principalmente na diminuição do consumo de produtos químicos, nos custos de equipamentos, bem como nos custos associados ao transporte e disposição do lodo. O método de adensamento por gravidade, conforme descrito por Tsutiya e Hirata (2001), é geralmente realizado em adensadores de formato circular, equi- pados com braços raspadores mecânicos. Esses raspadores direcionam o lodo sedimentado para o centro do adensador, facilitando o processo de descarga subsequente. Veja a figura a seguir para melhor contextualização. Figura 2 – Um decantador, que também pode servir como adensador de lodo, vazio para reforma da estrutura e mecanismos Descrição da Imagem: a imagem fotográfica apresenta parte de um adensador de lodo vazio, mostrando seu interior e eixo central, bem como a estrutura que raspa o lodo do fundo do tanque. UNIASSELVI 1 4 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 O adensador de lodo pode ter a mesma estrutura cônica que um decantador, visto que o intuito do adensador é justamente adensar o lodo e, assim, o ideal é que ele se acumule e concentre na parte inferior do tanque para posterior coleta e tratamento e, assim, o clarificado é coletado por cima, seguindo o fluxo seme- lhante ao do decantador. DIGESTÃO AERÓBIA E ANAERÓBIA DE LODOS DE ETES A digestão de lodo é um processo biológico que visa estabilizar e reduzir a quan- tidade de matéria orgânica no lodo, além de minimizar o volume total do resíduo. A digestão do lodo pode ocorrer tanto pela via anaeróbia, como pela via aeróbia. A digestão anaeróbia é como uma forma simples de fermentação, ocorren- do comumente em um único tanque, como em fossas ou lagoas anaeróbias. Nas primeiras representações esquemáticas desse processo, discutia-se a digestão anaeróbia como uma fermentação conduzida por dois grupos distintos de bac- térias (SENA, 2011). O primeiro grupo, identificado como bactérias acidogênicas, desempenha seu papel na conversão de lipídios, proteínas e carboidratos em ácidos graxos de cadeia curta, como ácido acético, propiônico, além de outros compostos como álcoois, hidrogênio e dióxido de carbono. O segundo grupo, composto pelas bactérias metanogênicas, converte esses produtos intermediários, pre- dominantemente, em gases como metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) (METCALF; EDDY, 2015). Os tanques para digestão anaeróbia de lodo de ETE podem ser diferentes formatos construtivos, a depender do local, mas todos possuem e desempenham a mesma função de degradar a matéria orgânica do lodo para formação de biogás, reduzindo o volume de lodo após esse processo. 1 4 1 Por outro lado, a digestão aeróbia utiliza bactérias que necessitam de oxigênio para decompor a matéria orgânica presente no lodo, transformando-a em dió- xido de carbono (CO2), água e biomassa. Embora este processo não gere biogás, ele é eficaz na redução do teor de sólidos no lodo. DESAGUAMENTO DO LODO A determinação do sistema de desaguamento mais apropriado é guiada por con- siderações técnicas e econômicas. A escolha do equipamento mais adequado é condicionada às propriedades específicas do lodo a ser desaguado, bem como às características desejadas para o lodo “seco”, considerando seu transporte e Figura 3 – Tanques para decomposição anaeróbia de lodo de ETE / Fonte: https://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Digestion_tanks,_Prague_Central_Wastewater_Treatment_4549.jpg. Descrição da Imagem: imagem fotográfica sob incidência de luz solar, apresenta cinco tanques para digestão de lodo do lado esquerdo da imagem, sendo observado em visão de perspectiva lateral. Os tanques estão pintados todos de uma única cor, sendo três verdes, um azul e um branco, mais ao fundo. Na frente desses tanques há uma rua asfaltada que está na lateral direita da fotografia e segue até o fundo da foto, ainda no mesmo lado há algumas árvores ao fundo e uma construção bem mais ao fundo. UNIASSELVI 1 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 disposição final. Idealmente, cada equipamento deve ser submetido a ensaios para uma avaliação mais precisa. Conforme destacado por Sena (2011), os sistemas de secagem natural apre- sentam como principal benefício a viabilidade econômica tanto na fase de im- plantação quanto na operação, contanto que haja espaço disponível. Em contraste, os sistemas de de- saguamento mecânico oferecem vantagens, como a necessidade de uma área de implantação menor, independência em relação às condições meteoroló- gicas e a minimização de certos impactos ambientais. Os objetivos principais do desaguamento são: ■ Reduzir o volume de lodo a ser descartado; ■ Reduzir os custos de transporte e disposição; ■ Facilitar o manuseio; ■ Reduzir os volumes e consequentemente, os custos de incineração; ■ Os métodos de desaguamento mais utilizados são: ■ Desaguamento natural; ■ Lagoas de lodo; ■ Leitos de secagem; ■ Desaguamento mecânico. As lagoas de secagem de lodo desidratam o lodo residual gerado no processo de tratamento. Essas lagoas proporcionam a remoção do excesso de água no lodo, por meio da ação do sol e do vento, reduzindo seu volume e tornando-o mais adequado para disposição final. Geralmente essas lagoas tem grandes dimensões. Os sistemas de secagem natural apresentam como principal benefício a viabilidade econômica 1 4 8 DISPOSIÇÃO FINAL DO LODO A disposição final do lodo gerado em ETA e ETE é um aspecto crítico no ciclo de tratamento de água e esgoto. O lodo resultante desses processos contém uma varie- dade de componentes, incluindo materiais orgânicos, inorgânicos, microrganismos e outros resíduos sólidos. A gestão adequada desse subproduto é essencial para evitar impactos ambientais adversos e promover práticas sustentáveis (ABE, 2007). No contexto brasileiro, observa-se a prática de dispor os lodos provenien- tes de ETAs diretamente em corpos d’água, sem submissão a tratamento prévio (SENA, 2011). Contudo, com base na análise química desses lodos, as autori- dades ambientais têm levantado questionamentos quanto à disposição em rios devido aos potenciais riscos identificados para a saúde pública e a fauna aquática. Os leitos de secagem permitem a exposição do lodo ao ambiente, facilitando a evaporação da água residual e transformando-o em um material mais sólido, pronto para disposição final. Similar às lagoas de lodo, mas são menores e, com isso, a desidratação é mais rápida. A centrifugação de lodo, por meio da rotação centrífuga em um equipamento mecânico, ocasiona a separação da água presente no lodo, resultando em um resíduo mais concentrado. Esse processo reduz o volume do lodo, facilitandosua disposição ou reutilização. RECURSO CARROSSEL UNIASSELVI 1 4 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 Existem várias abordagens para a disposição final do lodo, e a escolha de- pende de fatores como características do lodo, regulamentações ambientais, dis- ponibilidade de recursos e considerações locais. Algumas das principais opções incluem, conforme Hendges et al. (2017): INCORPORAÇÃO NO SOLO O lodo pode ser incorporado ao solo agrícola como fertilizante, contribuindo para me- lhorar as propriedades do solo e fornecendo nutrientes essenciais às plantas (TSUTIYA, 2001). No entanto, esse método requer cuidados para garantir que o lodo atenda aos padrões de qualidade e segurança, conforme destaca Lenzi et al. (2003). No Brasil, a aplicação de lodo de esgoto na agricultura segue as determinações da Resolução CO- NAMA 498/20, que atualizou algumas determinações da Resolução CONAMA 375/06. COMPOSTAGEM A compostagem envolve a decomposição controlada do lodo, misturando-o com outros materiais orgânicos. Esse processo resulta em um composto estável e seguro para uso como condicionador de solo. COLETA E DESTINAÇÃO EM ATERRO SANITÁRIO Em algumas situações, o lodo pode ser coletado e destinado a aterros sanitários ade- quados. Isso requer considerações específicas para evitar riscos de poluição do solo e da água subterrânea. INCINERADORES A incineração do lodo é outra opção, envolvendo a queima controlada do material. Esse método reduz significativamente o volume do lodo, mas pode gerar emissões atmosféricas que precisam ser monitoradas e controladas. RECICLAGEM ENERGÉTICA Em algumas instalações, o lodo pode ser utilizado para geração de energia por meio de processos anaeróbios, produzindo biogás. Essa abordagem não apenas reduz o volume do lodo, mas também aproveita a energia contida nele. 1 5 1 A escolha da disposição final do lodo deve levar em consideração as diretrizes ambientais locais, a sustentabilidade a longo prazo e a aceitação da comunida- de. É fundamental implementar práticas de gestão de resíduos que equilibrem eficiência operacional, impactos ambientais e conformidade regulatória para garantir um ciclo de tratamento de água e esgoto eficaz e responsável. Em síntese, o tratamento de lodo proveniente de ETAs e ETEs desempenha um papel vital na gestão ambiental e na promoção da sustentabilidade. As estra- tégias de desaguamento e disposição final do lodo devem ser cuidadosamente planejadas, levando em consideração fatores técnicos, econômicos e ambientais. Ao adotar abordagens eficazes, como a digestão anaeróbia, compostagem ou reciclagem energética, é possível reduzir impactos negativos, minimizar resíduos e, em alguns casos, gerar recursos valiosos. O tipo e a qualidade dos lodos gera- dos e os custos envolvidos em seu tratamento e encaminhamento influenciam consideravelmente a escolha da alternativa de disposição mais adequada. A busca contínua por práticas inovadoras e alinhadas aos princípios ambien- tais é essencial para otimizar o ciclo de tratamento de água e esgoto, contribuindo para um ambiente mais saudável e sustentável. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. EM FOCO UNIASSELVI 1 5 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 8 NOVOS DESAFIOS O tratamento de lodo proveniente de ETAs e ETEs busca práticas sustentáveis e preservação ambiental, sendo necessária a expertise dos profissionais da área ambiental, que desempenham um papel crucial atuando como pilares na gestão e análise desses resíduos. Os desafios enfrentados pelos profissionais ambientais começam pela compreen- são das características específicas do lodo gerado em ETAs e ETEs. A necessidade de lidar com uma variedade de componentes, desde materiais orgânicos até microrga- nismos, exige uma abordagem multidisciplinar. A análise precisa da composição química e biológica do lodo é uma tarefa complexa que exige expertise técnica. A importância do profissional ambiental também se destaca na escolha do método de tratamento mais adequado. A decisão entre desaguamento na- tural, compostagem, incineração ou outros métodos deve levar em conta não apenas a eficácia na redução de resíduos, mas também os impactos ambientais associados a cada alternativa. O conhecimento profundo das regulamentações ambientais locais e nacionais é vital para garantir que as práticas adotadas estejam em conformidade. Além disso, a gestão do lodo está intrinsecamente ligada à busca por solu- ções energéticas renováveis. Profissionais ambientais desempenham um papel importante na implementação de processos de reciclagem energética, como a produção de biogás a partir da digestão anaeróbia do lodo. Essa abordagem não apenas contribui para a minimização de resíduos, mas também para a promoção de fontes de energia sustentáveis. Olhando para o futuro, os desafios no tratamento de lodo em ETAs e ETEs só tendem a crescer. A urbanização contínua, o aumento da demanda por água tratada e a necessidade de abordagens mais eficientes e sustentáveis destacam a importância do profissional ambiental na vanguarda dessas questões. A pesquisa e a inovação serão essenciais para enfrentar desafios emergentes, como a adaptação a novas tecnologias e a incorporação de práticas mais avançadas de gestão de lodo. Em resumo, a relação entre o tratamento de lodo em ETAs e ETEs e os pro- fissionais da área ambiental é inextricável. Esses profissionais desempenham um papel essencial na busca por soluções responsáveis, promovendo práticas que não apenas atendam às necessidades atuais, mas também protejam e preservem o meio ambiente para as gerações futuras. 1 5 1 1. A digestão anaeróbia pode ser comparada a um ecossistema onde diversos grupos de microrganismos trabalham interativamente na conversão da matéria orgânica complexa em metano, gás carbônico, água, gás sulfídrico e amônia, além de novas células bacterianas. Os microrganismos que participam do processo de decomposição anaeróbia podem ser divididos em três importantes grupos: bactérias fermentativas, bactérias acetogênicas e bactérias metanogênicas. Ao considerar as bactérias presentes no tratamento de lodo, especialmente nas fases de digestão anaeróbia, analise as seguintes afirmativas relacionadas às bactérias acidogênicas e metanogênicas: I - Bactérias acidogênicas são responsáveis pela produção de ácidos orgânicos, como acé- tico e propiônico, durante a primeira fase da digestão anaeróbia. II - Bactérias metanogênicas desempenham um papel crucial na última fase da digestão anaeróbia, convertendo ácidos orgânicos em metano e dióxido de carbono. III - As bactérias acidogênicas são anaeróbias estritas e não conseguem sobreviver em am- bientes com presença de oxigênio. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. AUTOATIVIDADE 1 5 1 2. A disposição final de lodo proveniente de Estações de Tratamento de Água (ETA) e Esta- ções de Tratamento de Esgoto (ETE) é uma etapa crucial no gerenciamento de resíduos do processo de tratamento. Diversos métodos são empregados para a destinação ade- quada desse material, visando minimizar impactos ambientais. Opções comuns incluem a desidratação do lodo para redução de volume, a incineração controlada, a compostagem para transformação em produto útil, a aplicação agrícola sujeita a rigorosos controles, e a disposição em aterros sanitários devidamente licenciados e monitorados. A escolha da técnica depende de fatores como composição do lodo, normativas ambientais locais e considerações sobre sustentabilidade, garantindo que o processo de disposição final seja seguro, eficiente e respeitoso com o meio ambiente. Ao tratar o lodo proveniente de ETA e de ETE, qual das seguintes opções é incorreta? a) A desidratação do lodo é um processo comum para reduzir o volume e facilitar o des- carte. b) A compostagem do lodo pode ser uma alternativa eficiente para transformar resíduos em um produtoútil e seguro. c) A disposição do lodo em aterros sanitários é uma prática aceitável, desde que o local esteja devidamente licenciado e monitorado. d) A incineração do lodo é uma prática ambientalmente sustentável, contribuindo para a redução de resíduos. e) A aplicação agrícola do lodo é uma opção que pode contribuir para a fertilização do solo, desde que siga normas rigorosas de controle e monitoramento. AUTOATIVIDADE 1 5 4 3. Outro fator que influencia na produção de lodo ocorre pela escolha do produto químico utilizado pelas estações de tratamento de água nas etapas de coagulação e floculação, que se configura imprescindível para obtenção de sólidos com concentrações menores de metais. Os coagulantes à base de sais de alumínio e ferro são comumente utilizados pelas ETA, visto a eficiência na formação dos flocos e velocidade de sedimentação. Como exemplo de coagulante químico pode-se citar o policloreto de alumínio (PAC) que promove redução na turbidez da água (94,8%), baixo consumo de alcalinidade do meio (5,5%), não excedendo esse valor, e diminuição dos sólidos gerados (79,5%). A partir da contextualização analise as afirmativas: I - O policloreto de alumínio (PAC) é um exemplo de coagulante químico que, de acordo com o texto, promove uma redução significativa na turbidez da água e um alto consumo de alcalinidade do meio. II - Os coagulantes à base de sais de alumínio e ferro são frequentemente utilizados nas estações de tratamento de água devido à sua eficiência na formação de flocos e à ve- locidade de sedimentação. III - A escolha do coagulante químico, como o PAC, pode resultar em uma redução signifi- cativa dos sólidos gerados durante o processo de tratamento de água. IV - O uso de coagulantes à base de sais de alumínio e ferro nas estações de tratamento de água é desnecessário, uma vez que não contribuem para a obtenção de sólidos com concentrações menores de metais. É correto o que se afirma em: a) I e IV, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) II, III e IV, apenas. AUTOATIVIDADE 1 5 5 REFERÊNCIAS ABE, Y. T. Lodo de estação de tratamento de água. In: Unicamp, 29 jun. 2007. Disponível em: https://www.fec.unicamp.br/~bdta/modulos/saneamento/lodo/lodo.htm#Alternativas%20 de%20disposi%C3%A7%C3%A3o%20final%20do%20lodo%C2%A0. Acesso em: 24 fev. 2024. ASADA, L. N. Avaliação dos efeitos do recebimento do lodo de estação de tratamento de água em sistema de tratamento de esgoto pelo processo de lodo ativado com aeração pro- longada. Dissertação (Mestrado em Engenharia Hidráulica). São Paulo, SP: Escola Politécnica, Universidade de São Paulo (US), 2007. 196 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 10004: Resíduos sólidos – clas- sificação. Rio de Janeiro, RJ: ABNT, 30 nov. 2004. COMPANHIA DE SANEAMENTO DO ESTADO DE SÃO PAULO (SABESP). Tratamento de esgo- tos. In: SABESP, 9 fev. 2023. Disponível em: https://www.sabesp.com.br/site/interna/Default. aspx?secaoId=49. Acesso em: 24 fev. 2024. CONTRERA, R. C. Tecnologias de tratamento de resíduos sólidos. In: EDISCIPLINAS. Escola Po- litécnica da Universidade de São Paulo (USP). Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/plu- ginfile.php/6487817/mod_resource/content/1/PHA3556%20-%20Aula%2007%20-%20Diges- t%C3%A3o%20anaer%C3%B3bia%20da%20mat%C3%A9ria%20org%C3%A2nica.pdf. Acesso em: 26 fev. 2024. HENDGES, L. T. Disposição final de lodo de estação de tratamento de água e de esgoto: uma revisão. Santana do Livramento, RS: 21 nov. 2017. Anais do 9º Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão (SIEPE). Disponível em: https://guri.unipampa.edu.br/uploads/evt/arq_ trabalhos/12497/seer_12497.pdf. Acesso em: 24 fev. 2024. LENZI, E. et al. Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Joinville, SC. 2003. METCALF, E. A.; EDDY, H. P. Tratamento de efluentes e recuperação de recursos. Porto Alegre: Bookman, 5. ed., 2015. 2008 p. OLIVEIRA, S. F. M. de; TENÓRIO, T. M.; MARQUES, S. K. J. Caracterização do lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) da cidade de Palmeira dos Índios – Alagoas – para potencial aplicação em massas cerâmicas. In: SCIELO, 6 jul. 2023. Disponível: https://www.scielo.br/j/ rmat/a/6Dp7D8PKRPDVkhxqPhGHGjw/?format=pdf&lang=pt. Acesso: 24 fev. 2024. REALI, M. A. P. Noções gerais de tratamento e disposição final de lodos de estações de trata- mento de água. Projeto PROSAB. Rio de Janeiro, RJ. ABES 1999. 1 5 1 REFERÊNCIAS SENA, H. C. Recebimento de lodo de ETA em ETE por lodo ativado operando com mídia plás- tica no tanque de aeração (MBBR). Tese (Doutorado em Engenharia Hidráulica e Sanitária). São Paulo, SP: Escola Politécnica, Universidade de São Paulo (USP), 2011. 373 p. Disponível em: ht- tps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-31082011-161023/publico/Tese_Helve- cio_Carvalho_de_Sena.pdf. Acesso em: 24 fev. 2024. TSUTIYA, M. T. et al. Biossólidos na agricultura. São Paulo: SABESP, p. 468, 2001. TSUTIYA, M. T.; HIRATA, A. Y. Aproveitamento e disposição final de lodos de estações de trata- mento de água do estado de São Paulo. In: 21 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, p. 1181-1192. VESILIND, P. A.; MORGAN, S. M. Introdução à engenharia ambiental. Tradução. São Paulo: Cen- gage, 2011. 456 p. WANG, Y. Condicionamento de lodo de estação de tratamento de água: estudo de caso. Dis- sertação (Mestrado). São Paulo, SP: Universidade de São Paulo (USP), 1996. Disponível em: ht- tps://repositorio.usp.br/item/000746383. Acesso em: 23 fev. 2024. 1 5 1 1. Resposta correta: letra C). I. Correta. Bactérias acidogênicas são responsáveis pela primeira etapa da digestão anaeró- bia, convertendo matéria orgânica complexa em ácidos orgânicos de cadeia curta, como acético e propiônico. II. Correta. Bactérias metanogênicas desempenham um papel essencial na última fase da digestão anaeróbia, convertendo ácidos orgânicos em metano e dióxido de carbono, con- tribuindo para a produção de biogás. III. Incorreta. Bactérias acidogênicas são anaeróbias facultativas, o que significa que podem operar em ambientes com ou sem oxigênio. Por outro lado, bactérias metanogênicas são estritamente anaeróbias, não tolerando a presença de oxigênio. 2. Resposta correta: letra C). “A incineração do lodo é uma prática ambientalmente sustentável, contribuindo para a re- dução de resíduos” é a única incorreta. Embora a incineração seja uma prática utilizada, ela pode gerar emissões de poluentes atmosféricos e requer cuidados especiais para minimizar impactos ambientais. Portanto, não pode ser considerada completamente sustentável sem avaliação cuidadosa de seus efeitos. As demais opções apresentam abordagens corretas em relação ao tratamento de lodo proveniente de ETA e ETE. 3. Resposta correta: letra B). I. Incorreta – de acordo com o texto, o policloreto de alumínio (PAC) promove uma redução na turbidez da água e tem um baixo consumo de alcalinidade do meio, não excedendo esse valor, portanto, a afirmação de um alto consumo de alcalinidade é incorreta. II. Correta – o texto afirma que os coagulantes à base de sais de alumínio e ferro são comu- mente utilizados nas estações de tratamento de água devido à sua eficiência na formação de flocos e velocidade de sedimentação. III. Correta – o texto menciona que o uso do coagulante químico, como o PAC, resulta em uma diminuição dos sólidos gerados durante o processo de tratamento de água, indicando eficácia nesse aspecto. IV. Incorreta – o texto destaca que a escolha do produto químico utilizado nas etapas de coagulação e floculação é imprescindível para obtenção de sólidos com concentrações menores de metais, portanto, o uso desses coagulantes é relevante para o tratamento. GABARITO 1 5 8 MINHAS ANOTAÇÕES 1 5 9 MINHAS METAS REÚSO DA ÁGUA Compreender as diferenças entre água de reúso, água reciclada e água das chuvas. Expandir a perspectiva dos tipos de reúso. Entender de que forma o reúso da água pode ser considerado como uma tecnologiado lodo gerado em estações de tratamento de esgoto sanitário, considerando a proteção das águas subterrâneas. https://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/legislacao/CONAMA/REA0420- 281209.PDF. Conheça as principais legislações relacionadas ao monitoramento da qualidade das águas superficiais no Brasil: Resolução CONAMA nº 357/2005: define as classes de enquadramento das águas superficiais e estabelece os padrões de qualidade, indicadores e métodos de monitoramento. https://www.icmbio.gov.br/cepsul/images/stories/legislacao/Resolucao/2005/ res_conama_357_2005_classificacao_corpos_agua_rtfcda_altrd_res_393_2007_397 _2008_410_2009_430_2011.pdf. Resolução CONAMA nº 430/2011: dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, abordando diversos aspectos, como carga orgânica, substâncias tóxicas e critérios para o monitoramento da qualidade da água. https://www.ibama.gov.br/sophia/cnia/legislacao/CONAMA/RE0430-130511.PDF. Conheça as principais legislações relacionadas ao monitoramento da qualidade das águas de abastecimento no Brasil: Portaria MS/GM nº 2.914/2011: define procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano, abrangendo padrões de potabilidade e métodos de análise. https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011. html. Portaria de Consolidação nº 5/2017 do Ministério da Saúde: Estabelece as diretrizes e os padrões de qualidade para água potável, incluindo critérios mi- crobiológicos, físicos, químicos e radiológicos. https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2017/prc0005_03_10_2017. html. UNIASSELVI 1 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 Portaria MS/GM nº 888/2021: consolida as duas últimas portarias citadas, reunindo e atualizando suas informações. Porém, ainda se encontram lugares e laboratórios que utilizam as portarias antigas para fins de comparação e moni- toramento da qualidade das águas potáveis. https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/portaria-gm/ms-n-888-de-4-de-maio- de-2021-318461562. Lembre-se de que foram abordadas as principais legislações em nível federal. No entanto, existem ainda legislações estaduais e municipais que também preci- sam ser levadas em consideração para o monitoramento ambiental. Utilização dos PARÂMETROS: FERRAMENTAS PARA A GESTÃO SUSTENTÁVEL A análise integrada desses parâmetros é vital para a gestão sustentável dos recursos hídricos. O monitoramento regular permite a detecção precoce de problemas, direcionando ações corretivas. A implementação de tecnologias avançadas, como sensores automáticos e sistemas de informação geográfica, aprimora a eficácia do monitoramento. Os parâmetros de qualidade da água são essenciais em diversos setores. Na agricultura, guiam práticas de irrigação eficientes. Nas indústrias, monitoram descartes e efluentes. Na saúde pública, asseguram a potabilidade da água para consumo humano. Além disso, embasam políticas ambientais, subsidiando re- gulamentações para proteção dos corpos d’água. Filme Dark Waters: O Preço da Verdade O filme retrata Robert Bilott, um advogado corporativo que descobre a contaminação da água por resíduos de Teflon, desencadeando uma batalha legal de anos. Revela as graves consequências da poluição para pessoas e animais, destacan- do os riscos da contaminação da água potável. INDICAÇÃO DE FILME 1 1 Concluindo, a compreensão dos parâmetros de qualidade da água é um pré-re- quisito para a conservação efetiva dos ecossistemas aquáticos. Seu uso integrado não apenas preserva a biodiversidade, mas também garante o fornecimento de água segura para as gerações futuras. Ao incorporar essas ferramentas analíticas, podemos promover uma coexistência harmoniosa entre a atividade humana e os delicados equilíbrios dos ecossistemas aquáticos. REQUISITOS E PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA NO BRASIL: GARANTINDO A SAÚDE E SUSTENTABILIDADE HÍDRICA A água é um recurso vital para a vida e desenvolvimento humano, e sua qua- lidade é um elemento fundamental para a saúde pública e a preservação dos ecossistemas aquáticos. No Brasil, os requisitos e padrões de qualidade da água são regulamentados por uma série de normativas e legislações que buscam asse- gurar a potabilidade da água destinada ao consumo humano, além de promover a sustentabilidade dos recursos hídricos (MILLARÉ, 2015). A Portaria MS/GM nº 888/2021 é um marco regulatório que estabelece os padrões de qualidade da água para consumo humano. Essa normativa abrange critérios microbiológicos, físicos, químicos e radiológicos, garantindo que a água potável atenda aos requisitos essenciais para a saúde da população. A seguir está um exemplo no Quadro 2, com os padrões de qualidade da água para consumo humano de acordo com a Portaria MS/GM nº 888/2021: UNIASSELVI 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 PARÂMETRO VALOR MÁXIMO PERMITIDO (PORTARIA MS/GM Nº 888/2021) pH 6,0 a 9,5 Turbidez 5,0 NTU Cloro residual livre 0,5 a 2,0 mg/L Coliformes totais Ausência em 100 mL Escherichia coli Ausência em 100 mL Nitrato 10,0 mg/L (como N) Fluoreto 1,5 mg/L Arsênio 0,01 mg/L Chumbo 0,01 mg/L Quadro 2 – Qualidade da água para consumo humano / Fonte: adaptado da Portaria MS/GM nº 888/2021. Lembre-se de que esses valores são baseados na Portaria MS/GM nº 888/2021 e podem variar de acordo com as normativas locais e circunstâncias específicas. Além das regulamentações específicas para água potável, a Resolução CO- NAMA nº 357/2005 define os padrões de qualidade para águas superficiais, con- tribuindo indiretamente para a preservação da qualidade da água captada para abastecimento humano. Essa resolução estabelece classes de enquadramento e padrões para diversos parâmetros, como demanda bioquímica de oxigênio (DBO), coliformes termotolerantes e sólidos suspensos. 1 8 ■ Sólidos totais: referem-se à soma de todas as substâncias sólidas presen- tes na água, incluindo sólidos dissolvidos e suspensos. Medem-se após a evaporação da água e a secagem do resíduo. Além de incluir sólidos dis- solvidos e suspensos, como sais minerais e matéria orgânica, a medição dos sólidos totais é fundamental para avaliar a qualidade geral da água e sua adequação para diferentes usos, como consumo humano, agricultura e indústria. Altos níveis de sólidos totais podem indicar contaminação e comprometer a potabilidade da água. ■ Sólidos suspensos: englobam as partículas sólidas que permanecem sus- pensas na água, podendo ser visíveis. Esses sólidos podem incluir par- tículas inorgânicas e orgânicas, contribuindo para a turbidez da água. Além de contribuir para a turbidez da água, os sólidos suspensos podem afetar negativamente a vida aquática, obstruir filtros e causar danos a equipamentos industriais e sistemas de abastecimento de água, portanto, sua monitorização é essencial para garantir a eficácia dos processos de tratamento e a qualidade da água. ■ Sólidos voláteis: representam a fração dos sólidos suspensos que se per- dem durante a incineração a temperaturas elevadas. Os sólidos voláteis geralmente consistem em matéria orgânica que pode ser decomposta pelo calor. A determinação dos sólidos voláteis é crucial para avaliar a carga de matéria orgânica na água, pois altos níveis podem indicar poluição por resíduos orgânicos, como esgoto e fertilizantes. Além disso, os sólidos voláteis podem afetar a qualidade do ar durante processos de tratamento de água e incineração de resíduos, sendo necessário o controle adequado dessas emissões para proteger a saúde humana e o meio ambiente. O padrão de potabilidade refere-se aos critérios e regulamentações estabeleci- dos para garantir a qualidade da água potável, ou seja, aquela que é segura para o consumo humano. Estes padrões são estabelecidos por agências reguladoras de saúde pública em cada país, com base em diretrizes internacionais, pesquisas científicas e considerações de saúde pública. UNIASSELVI 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 1 Os padrões de potabilidade da água geralmente incluem parâmetrossustentável. Saber qual é a importância do reúso e, paralelamente, da água reciclada e da captação da água das chuvas. Conhecer brevemente o reúso indireto não planejado, reúso indireto planejado e reúso direto planejado das águas. Perceber que a água das chuvas é valiosa em locais do Brasil em que o acesso à água tratada de qualidade não é possível e soluções pontuais são implantadas para garantir a segurança hídrica. Correlacionar o tema com as atividades que o profissional ambiental precisará desempe- nhar em sua carreira. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 9 1 1 1 INICIE SUA JORNADA Em um cenário global de crescente escassez hídrica e desafios ambientais, a dis- cussão em torno do aproveitamento sustentável da água ganha destaque. Dentre as abordagens emergentes, o reúso da água, a reciclagem da água e a captação da água das chuvas têm se destacado como alternativas promissoras, buscando atender à demanda crescente e, ao mesmo tempo, preservar os recursos hídricos. No entanto, essas práticas não estão isentas de desafios, desde questões regu- latórias até considerações sobre a aceitação social e a eficácia dos processos de tratamento. Neste contexto, exploraremos a complexidade e as potencialidades associadas à água de reúso, água reciclada e água das chuvas, examinando como essas alternativas podem moldar o futuro da gestão hídrica e contribuir para a construção de um ambiente mais sustentável e resiliente. Sensores on-line, IoT e Indústria 4.0 nas Estações de Tratamento de Água e Esgoto. Neste podcast, veremos alguns detalhes sobre controle e monitoramento em ETAs e ETEs e os avanços tecnológicos que a Internet das Coisas (IoT) e a Indústria 4.0 trouxeram e podem ainda trazer a elas. Saiba como o uso de sensores on-line podem ser aplicados e sua relação com a eficiência operacional, otimizando pro- cessos e elevando a qualidade do líquido tratado (seja água tratada ou efluente tratado). Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem. PLAY NO CONHECIMENTO VAMOS RECORDAR? Para compreender melhor o tema de hoje, sugiro que você veja o vídeo a seguir, que trata, em linhas gerais, o que é o reúso da água e como ele pode ser aplicado no dia a dia. Após se familiarizar com o assunto, prosseguiremos aprofundando ainda mais nesse assunto importante para a preservação do recurso natural mais valioso que temos: a água! O que é REÚSO de água? | Tipos e aplicações da água de reúso. https://www.youtube.com/watch?v=s-Xtt5UYpvM&ab_channel=CircuitoAmbiental UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 9 DESENVOLVA SEU POTENCIAL INTRODUÇÃO AO REÚSO DA ÁGUA O reúso da água é uma prática que envolve o aproveitamen- to de águas residuais, tratadas ou não, para fins diversos. A Organização Mundial da Saúde (OMS) lançou, em 1973, um documento em que foram classificados os tipos de reúso em diferentes modalidades, de acordo com seus usos e finalidades, a saber: reúso indireto, reúso direto, reciclagem interna, reúso potável direto; reúso potável indireto. A Companhia de Saneamento do Estado de São Paulo (CETESB, s.d.) traz as seguintes definições, as quais abor- daremos neste estudo: o reúso direto não potável, em que a água é utilizada sem tratamento adicional para atividades como irrigação e limpeza industrial; o reúso indireto não potável, que envolve a infiltração da água no solo antes de ser utilizada; e o reúso potável, que exige tratamentos avançados para atender aos padrões de qualidade para consumo humano (VASCONCELOS, 2015). A água reciclada, por sua vez, refere-se à água que pas- sou por processos de tratamento para remover impurezas e contaminantes, tornando-a apta para reutilização (CETESB, s.d.). Segundo Kubler, Fortin e Molleta (2015), essa aborda- gem tem sido implementada em diversas partes do mundo para enfrentar a crescente demanda por água em setores como agricultura, indústria e até mesmo no abastecimento público. Contudo, a implementação bem-sucedida do reúso da água e da água reciclada enfrenta obstáculos significativos. Questões relacionadas à aceitação social, falta de infraestru- tura adequada, altos custos de tratamento, e a necessidade de regulamentações mais claras são apenas algumas das proble- máticas que permeiam essa prática. 1 1 1 A resistência da sociedade em aceitar o reúso potável, por exemplo, muitas ve- zes, está enraizada em preocupações com a segurança sanitária, mesmo que a tecnologia de tratamento tenha evoluído consideravelmente (KUBLER; FOR- TIN; MOLLETA, 2015). Além disso, a falta de investimentos em infraestrutura dificulta a implementação eficaz do reúso em muitas regiões, especialmente, em áreas urbanas densamente povoadas. Os custos associados ao tratamento avançado da água para reúso também re- presentam um desafio, exigindo investimentos substanciais que nem sempre são viáveis para todas as comunidades (MEJIA; MELO; SANTOS, 2020), visto que normalmente exigem tratamentos avançados como ozonização, osmose reversa, oxidação eletrolítica e entre outros. Ademais, a ausência de regulamentações claras e uniformes pode criar barreiras para a adoção generalizada do reúso da água, uma vez que a segurança e qualidade precisam ser garantidas de maneira padronizada (VASCONCELOS, 2015). Figura 1 – Placa alertando sobre o uso de água de reúso em lago Descrição da Imagem: a imagem é uma foto de uma placa de sinalização em local aberto durante o dia. A placa roxa está em primeiro plano e tem as seguintes palavras na cor branca: o lago contém água de reúso. Abaixo das palavras há ícones indicando que não é permitido nadar nem beber dessa água. Ao fundo há uma paisagem natural com água esverdeada e pedras em tons de marrom, à margem. UNIASSELVI 1 1 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 9 Assim, embora o reúso da água e água reciclada ofereçam soluções promisso- ras para a gestão sustentável dos recursos hídricos, é crucial enfrentar os desafios associados a essa prática. A superação destes obstáculos demanda um esforço conjunto de governos, setor privado e sociedade civil, visando à criação de po- líticas claras, investimentos em infraestrutura e uma educação efetiva sobre os benefícios e segurança do reúso da água. Somente assim será possível alcançar um futuro mais resiliente e sustentável no que diz respeito ao nosso precioso recurso hídrico. O REÚSO DA ÁGUA COMO TECNOLOGIA SUSTENTÁVEL Em meio a desafios crescentes relacionados à disponibilidade de água, o reúso emergiu como uma tecnologia sustentável de importância evidente. Esta prática não apenas alivia a pressão sobre os recursos hídricos limitados, conforme Me- jia, Melo e Santos (2020), mas também desempenha um papel fundamental na construção de um futuro mais sustentável e resiliente. Alguns reflexos podem ser elencados frente à aplicação do reúso da água como forma de tecnologia mais sustentável. Veja a seguir: CONSERVAÇÃO DE RECURSOS HÍDRICOS O reúso da água destaca-se como uma ferramenta eficaz na conservação dos re- cursos hídricos do planeta. Ao reutilizar água tratada, reduzimos a demanda sobre fontes naturais, preservando rios, lagos e aquíferos para as gerações futuras (KUBLER; FORTIN; MOLLETA, 2015). MINIMIZAÇÃO DA POLUIÇÃO AMBIENTAL Além de preservar a quantidade de água disponível, o reúso desempenha um papel crucial na minimização da poluição ambiental (IWAKI, 2015). Ao tratar e reutilizar águas residuais, evitamos a descarga prejudicial de substâncias contaminantes nos ecossis- temas aquáticos, promovendo a saúde dos corpos d’água. 1 1 4 O reúso da água transcende o mero conceito de gestão hídrica; representa uma mudança fundamental em nossa abordagem em relação ao recurso mais vital do planeta. Ao reconhecer e abraçar a importância do reúso da água, não apenas garantimos um abastecimento mais sustentável, mas também contribuímos para a construção de um mundo onde a água é valorizada, preservada e compartilhada de maneira equitativa. VERSATILIDADE E SUSTENTABILIDADEcomo: Microbiológicos: presença de bactérias, vírus e outros microrganismos pato- gênicos que podem causar doenças transmitidas pela água, como cólera, hepatite e gastroenterite. Químicos: concentração de substâncias químicas que podem ser prejudiciais à saúde humana, como metais pesados (chumbo, mercúrio, cádmio), produtos quí- micos industriais, pesticidas, herbicidas, compostos orgânicos voláteis, entre outros. Físicos: propriedades físicas da água, como cor, turbidez, odor e sabor. Em- bora não sejam diretamente prejudiciais à saúde, podem indicar a presença de contaminantes ou impurezas na água. Radioativos: concentração de elementos radioativos que podem representar riscos à saúde se consumidos em níveis elevados. Os padrões de potabilidade variam de acordo com o país e podem ser atua- lizados regularmente com base em novas descobertas científicas e mudanças nas condições ambientais. A conformidade com esses padrões é monitorada por autoridades locais de saúde pública e agências reguladoras ambientais por meio de testes regulares da qualidade da água em fontes de abastecimento público e privado. O não cumprimento dos padrões pode resultar em ações corretivas, como tratamento adicional da água ou restrições no uso da fonte de água. Acesse seu Ambiente Virtual de Aprendizagem e confira a aula referente a este tema de aprendizagem. Recursos de mídia disponíveis no conteúdo digital do ambiente virtual de aprendizagem . EM FOCO NOVOS DESAFIOS Em um cenário global de crescente conscientização ambiental, o papel do profis- sional que tem atuação na área ambiental torna-se cada vez mais vital. Esse espe- cialista desenha um elo crucial entre a gestão sustentável dos recursos hídricos e a preservação do meio ambiente. 1 1 No âmbito da água, esses profissionais têm a responsabilidade de compreen- der não apenas os processos de tratamento e distribuição, mas também os usos diversificados desse recurso precioso. Seja na captação, tratamento ou na gestão de resíduos líquidos, seu conhecimento abrangente contribui para a segurança hídrica, promovendo o consumo consciente e a eficiência nos sistemas de abastecimento. O monitoramento ambiental é outra esfera onde o profissional de saneamento ambiental desempenha um papel crucial. A capacidade de avaliar a qualidade da água, identificar fontes de poluição e implementar soluções mitigadoras é essencial. Com a intensificação das preocupações sobre poluentes emergentes, a presença de especialistas capazes de lidar com essas questões torna-se ainda mais imperativa. O mercado de trabalho para profissionais de atuação na área ambiental apresenta perspectivas otimistas. À medida que as regulamentações ambientais se tornam mais rigorosas, empresas e governos buscam especialistas capazes de garantir a conformidade com padrões de qualidade da água. Além disso, a crescente cons- cientização sobre a importância da gestão sustentável dos recursos hídricos abre oportunidades em setores diversos, desde empresas de consultoria até órgãos governamentais e organizações não governamentais. A interdisciplinaridade é uma característica marcante desse profissional. A capacidade de integrar conhecimentos de engenharia, química, biologia e le- gislação ambiental faz dele um agente de mudança. Contribuindo para o de- senvolvimento de tecnologias inovadoras, políticas públicas eficazes e práticas sustentáveis, o profissional desempenha um papel estratégico na construção de comunidades resilientes e na preservação de ecossistemas aquáticos. Em um contexto em que a água se torna um recurso cada vez mais precioso e vulnerável, o papel do profissional de atuação na área ambiental transcende a esfera técnica. Sua atuação é um pilar fundamental na construção de um futuro onde o acesso à água segura é universal, os ecossistemas aquáticos são preserva- dos e a sustentabilidade ambiental é uma prioridade inegociável. UNIASSELVI 1 1 1. De acordo com as normativas brasileiras para controle da qualidade da água, os parâmetros microbiológicos são fundamentais para avaliar a potabilidade e segurança da água para consumo humano. A Portaria GC/MS n° 888 de 2021, estabelece os padrões de qualidade da água para consumo humano. Dentre os parâmetros microbiológicos destacam-se a contagem de coliformes totais, Escherichia coli (E. coli), e a presença de microrganismos patogênicos, como bactérias do grupo Salmonella. Analise as afirmações a seguir: I - A portaria em questão não estabelece padrões específicos para a presença de micror- ganismos patogênicos na água para consumo humano. II - A contagem de coliformes totais é um parâmetro microbiológico importante para avaliar a qualidade da água para consumo humano, sendo indicativo da possível presença de organismos patogênicos. III - A presença de Escherichia coli (E. coli) na água é um indicador direto da contaminação fecal e pode representar riscos significativos à saúde humana. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 2. Leia o trecho extraído do livro “Água e sociedade: desafios contemporâneos” de Cíntia Oliveira e José Galizia Tundisi (2016, s.p.): “Os parâmetros de qualidade da água são ferramentas fundamentais na avaliação e mo- nitoramento dos corpos d’água. Dentre eles, os parâmetros físicos, químicos e biológicos desempenham papéis distintos, fornecendo informações essenciais sobre a saúde dos ecos- sistemas aquáticos e a segurança para usos diversos”. Com base no texto acima, assinale a alternativa que apresenta um exemplo de parâmetro químico frequentemente utilizado na avaliação da qualidade da água: a) Temperatura. b) Turbidez. c) Oxigênio dissolvido. d) Coliformes totais. e) Cor aparente. AUTOATIVIDADE 1 1 3. Com base na Resolução CONAMA 430/2011, que estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, avalie as seguintes afirmações: I - Um dos objetivos da Resolução CONAMA 430/2011 é preservar e recuperar a qualidade das águas, estabelecendo padrões de lançamento de efluentes. II - A Resolução CONAMA 430/2011 trata exclusivamente do controle de emissões atmos- féricas provenientes de atividades industriais. III - A Resolução CONAMA 430/2011 isenta pequenas empresas do cumprimento de seus padrões, focando apenas em indústrias de grande porte. IV - A Resolução CONAMA 430/2011 não estabelece critérios específicos para a quantidade máxima de determinados poluentes nos efluentes lançados. É correto o que se afirma em: a) I, apenas. b) II e IV, apenas. c) III e IV, apenas. d) I, II e III, apenas. e) I, II, III e IV. AUTOATIVIDADE 1 1 REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA). Manual de usos consuntivos da água no Brasil. Brasília: ANA, 2019. BRASIL . Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de 2021. Altera o Anexo XX da Portaria de Con- solidação GM/MS nº 5, de 28 de setembro de 2017, para dispor sobre os procedimentos de con- trole e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2021/prt0888_07_05_2021. html. Acesso em: 8 abr. 2024. CHRISTOPHERSON, R. W.; BIRKELAND, G. H. Geossistemas: uma introdução à geografia física. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2017. FUNDAÇÃO NACIONAL DE SAÚDE (FUNASA). Manual prático de análise de água. Brasília: FU- NASA, 2013. 4. ed. 150 p. Disponível em: https://www.funasa.gov.br/site/wp-content/files_mf/ manual_pratico_de_analise_de_agua_2.pdf. Acesso em: 17 dez. 2023. HILINSKI, E. G. Utilização do método microbiológico rápido para a enumeração de bactérias heterotróficas em água tratada para diálise: técnica de detecção microbiana pelo uso de fluo- rescência [Monografia]. Universidade de São Paulo (USP): São Paulo (SP), 2019. Disponível em: http://ecologia.ib.usp.br/reservatorios/PDF/Cap._22_Ecotoxicologia.pdf. Acesso em: 17 dez. 2023. MILARÉ, É. Direito do ambiente: doutrina, princípios e instrumentos. Revista dos Tribunais, 2015. OLIVEIRA,C.: TUNDISI, J. G. Água e sociedade: desafios contemporâneos. São Paulo: 2016. PAZ, M. G. A. da et al. Os conflitos das políticas da água e do esgotamento sanitário: que uni- versalização buscamos? Estudos Avançados: São Paulo, SP, n 102. 20 fev. 2020. Disponível em: https://www.mpsp.mp.br/portal/page/portal/documentacao_e_divulgacao/doc_biblioteca/ bibli_servicos_produtos/bibli_informativo/2021_Periodicos/EA_n.102.pdf. Acesso em: 15 dez. 2023. PERIOTTO, F.; CALIJURI, M. L. 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Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 1996, 243p. 1 5 1. Resposta correta: letra D). A afirmativa I está incorreta porque a portaria em questão estabelece padrões específicos para a presença de microrganismos patogênicos na água para consumo humano, incluindo a análise de bactérias como Salmonella, E. coli, coliformes totais e etc. A afirmativa II está correta porque a contagem de coliformes totais é, de fato, um importante parâmetro microbiológico para avaliar a qualidade da água para consumo humano, sendo indicativo da possível presença de organismos patogênicos. A afirmativa III está correta porque a presença de Escherichia coli (E. coli) na água é um indi- cador direto de contaminação fecal e pode representar riscos significativos à saúde humana. 2. Resposta correta: letra C). Alternativa A: incorreta. A temperatura é um parâmetro físico, não químico. Alternativa B: incorreta. A turbidez é um parâmetro físico, relacionado à claridade da água. Alternativa D: incorreta. Os coliformes totais são um exemplo de parâmetro biológico, não químico. Alternativa E: incorreta. A cor aparente é um parâmetro físico, não químico. 3. Resposta correta: letra A). A afirmativa II é falsa porque a Resolução CONAMA 430/2011 trata especificamente das condições e padrões para o lançamento de efluentes líquidos, não abordando emissões atmosféricas. A afirmativa III é falsa porque a resolução não faz distinção entre empresas com base no porte; ela estabelece padrões para o lançamento de efluentes que se aplicam a todas as atividades potencialmente poluidoras. A afirmativa IV é falsa porque a Resolução CONAMA 430/2011 estabelece critérios específi- cos para diversos parâmetros, buscando controlar a quantidade e qualidade dos efluentes lançados no meio ambiente. GABARITO 1 1 MINHAS ANOTAÇÕES 1 1 MINHAS METAS POLUIÇÃO E CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS Entender a diferença entre poluição antrópica e poluição natural. Conhecer exemplos de substâncias poluentes, como metais pesados, agrotóxicos e nutrientes em excesso. Compreender os impactos dessas substâncias na qualidade da água e nos ecossistemas aquáticos. Ampliar o saber sobre parâmetros comumente analisados para identificar a ocorrência de poluição da água. Familiarizar-se com métodos de análise utilizados para quantificar poluentes. Relacionar legislações ambientais brasileiras para as águas superficiais, subterrâneas, de abastecimento e de tratamento de efluentes. Analisar as perspectivas futuras para os recursos hídricos no Brasil, considerando mudan- ças climáticas e pressões antropogênicas. T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 2 1 8 INICIE SUA JORNADA Nos dias atuais, a crise ambiental é uma realidade incontestável, e uma das faces mais alarmantes desse cenário é a poluição e contaminação das águas. O impacto desse problema vai além da degradação estética dos corpos d’água, atingindo diretamente a saúde humana e a biodiversidade. E você já parou para pensar qual é a dimensão desse problema no Brasil e no mundo? Os impactos socioambientais dessa problemática são evidentes. Comunida- des ribeirinhas dependem da água para sobreviver e a contaminação compromete não apenas a saúde dessas populações, mas também a disponibilidade de recursos hídricos para atividades básicas, como a agricultura e a pesca. A fauna aquática, por sua vez, é afetada diretamente pela presença de poluentes, resultando na di- minuição de espécies e na desestabilização de ecossistemas aquáticos. Segundo dados de 2017, cerca de 80% das águas residuais globais são despejadas nos rios e oceanos sem tratamento adequado, enquanto dados de 2023 mostram que 26% da população global, ou 2 bilhões de pessoas, não têm acesso à água potável e cerca de 46% dos habitantes do planeta, o equivalente a 3,6 bilhões de pessoas, não possuem serviços de saneamento seguros. No Brasil, por exemplo, o Instituto Trata Brasil, com base em dados de 2022 do Sistema Nacional de Informações sobre Sanea- mento (SNIS), aponta que mais de 93 milhões de pessoas não têm acesso a serviços de coleta de esgoto, sendo despejados de forma inadequada no meio ambiente. Todo esse panorama contribui para tentarmos compreender a dimensão da poluição hídrica. A água é um patrimônio global, e sua degradação compromete não apenas o presente, mas o futuro das próximas gerações. A implementação de políticas ambientais sérias e a respectiva fiscalização eficiente, o investimento em tecno- logias sustentáveis e a conscientização da população são passos cruciais para a preservação dos recursos hídricos. Estudante! Prepare-se para uma viagem ao mundo invisível dos microplásticos! No episódio de hoje, “Microplásticos: conhecendo o invisível”, vamos desvendar o que são, onde estão presentes, inclusive no nosso próprio corpo, os problemas que causam e, mais importante, como podemos ser agentes de mudança nes- sa questão global. Se você está pronto para uma dose de conhecimento e ação, aperte o play e venha conosco desbravar os segredos dos microplásticos! PLAY NO CONHECIMENTO UNIASSELVI 1 9 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 DESENVOLVA SEU POTENCIAL A URGÊNCIA DA PRESERVAÇÃO DAS ÁGUAS: UM OLHAR PROFUNDO SOBRE A POLUIÇÃO HÍDRICA A água é o recurso mais vital para a sobrevivência de todos os seres vivos no planeta, desempenhando um papel crucial na manutenção dos ecossistemas e no sustento da vida humana. No entanto, a crescente poluição das águas emerge como uma ameaça iminente, comprometendo a qualidade e a disponibilidade desse recurso precioso. A poluição das águas é um fenômeno multifacetado, resultante da interação complexa entre atividades humanas e o meio ambiente. O despejo inadequado de resíduos industriais, agrícolas e urbanos nos corpos d’água é uma das principais causas desse problema. Conforme destaca Rachel Carson (2010) em “Primavera silenciosa”: “O mar está se tornando um depósito final para poluentes que são o subproduto de atividades humanas”. VAMOS RECORDAR? Ao explorarmos o vasto tema da poluição das águas, relembramos que a degradação hídrica vai além de uma mera narrativa ambiental. Água, elemento essencial à vida, enfrenta desafios crescentes devido à presença de agentes poluentes variados. Conhecer e quantificar esses poluentes é imprescindível, e métodos analíticos avançados, como a cromatografia e a espectrometria, oferecem ferramentas cruciais para decifrar a complexidade da contaminação. Resgatar o conhecimento sobreesses agentes poluentes e suas formas de quantificação é o primeiro passo para a compreensão e, consequentemente, para a preservação dos preciosos recursos hídricos. Estudante! Não se esqueça de habilitar a legenda em português. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=4Q8dL8RtQM0&ab_ channel=NextGenerationScience 4 1 Além disso, as chuvas ácidas, oriundas da emissão de poluentes atmosféricos, contribuem para a acidificação dos corpos d’água, comprometendo a saúde dos ecossistemas aquáticos. Nesse contexto, o livro “A sexta extinção”, de Elizabeth Kolbert (2015) alerta para as consequências diretas das ações humanas no equi- líbrio natural do planeta. A poluição hídrica gera impactos devastadores, tanto para a fauna e flora aquáticas quanto para as comunidades humanas que dependem desses recursos. A perda de biodiversidade aquática, causada pela contaminação da água, amea- ça ecossistemas inteiros, comprometendo a capacidade de regeneração natural. Como afirma Aldo Leopold (2020) em “A ética da Terra”: “Uma coisa é certa – a vida não pode manter-se existindo sem água”. Além dos impactos ambientais, a poluição hídrica prejudica a saúde humana. O consumo de água contaminada por substâncias químicas tóxicas pode levar a doenças graves, agravando a disparidade socioeconômica no acesso a recursos hídricos seguros. Assim, a poluição das águas transcende os limites dos ecossis- temas, tornando-se um desafio intrinsecamente ligado à justiça social. Na figura a seguir podemos ver alguns efeitos da poluição da água. “Primavera silenciosa”, de Rachel Carson, expõe os perigos dos pesticidas na natureza. O livro alerta sobre os impactos devastadores dos produtos químicos no meio ambiente, destacando a necessidade urgen- te de uma abordagem mais sustentável. Carson provocou uma revolução ambiental, inspirando a conscientização sobre a in- terconexão entre a saúde humana e a preservação da biodiver- sidade. Sua visão visionária continua a ressoar, influenciando a agenda ambiental até os dias atuais. INDICAÇÃO DE LIVRO UNIASSELVI 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 ALGUNS EFEITOS DA POLUIÇÃO DA ÁGUA Seu impacto afeta tanto nações desenvolvidas quanto em desenvolvimento . Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) • A presença de poluentes na água acarreta efeitos prejudiciais nas economias de países e regiões. • Quando ocorre um aumento da DBO, o produto interno bruto (PIB) das regiões afetadas diminui em aproximadamente um terço. A INDICAÇÃO DA DBO DEVE FICAR EM ALGUM LOCAL DA IMAGEM QUE INDIQUE DESPEJO DE EFLUENTE. Oxidação do nitrogênio • A exposição a nitratos durante as fases iniciais da vida impacta o desenvolvimento e, em alguns casos, pode ser fatal. • O uso de fertilizantes está associado a um aumento de 19% nos casos de retardamento no crescimento das crianças. A INDICAÇÃO DA OXIDAÇÃO DE NITROGÊNIO DEVE FICAR EM ALGUM LOCAL DA IMAGEM QUE INDIQUE AGRICUTURA EXTENSIVA Salinidade • A cada ano, o aumento da salinidade da água e do solo, devido a secas mais intensas, tempestades e crescente extração de água, causa danos a uma quantidade de alimentos que seria suficiente para alimentar 170 milhões de pessoas. • A produtividade agrícola diminui à medida que aumenta a salinidade da água e do solo. A INDICAÇÃO DA SALINIDADE DEVE FICAR EM ALGUM LOCAL DA IMAGEM QUE INDIQUE SECA/QUEIMADA/ZONA ÁRIDA. Figura 1 – O impacto da poluição da água / Fonte: adaptado de https://www.iberdrola.com/pagina-inicial. Descrição da Imagem: infográfico relacionando os impactos econômicos e a saúde humana, principalmente de crianças, frente a altos teores dos parâmetros de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrogênio (N) e salinidade (esta última provocada por eventos climáticos intensos, como secas, tempestades, além da extração extensiva da água e a subida do lençol freático, causadas pelas atividades humanas). 4 1 Enfrentar a poluição hídrica exige esforços coordenados em diversas frentes. A implementação e o fortalecimento de políticas ambientais rigorosas são fun- damentais para regular o descarte de resíduos e promover práticas sustentáveis nas indústrias. No livro “Água: o epicentro da crise mundial”, de Maude Barlow, (2009), a autora destaca a importância da gestão responsável da água e da conscientização pública para combater a poluição. Além disso, investir em tecnologias inovadoras de tratamento de água e promover a educação ambiental são passos cruciais para mitigar os impactos da poluição hídrica. A preservação da diversidade biológica é essencial para a saúde dos ecossistemas aquáticos, destacando a necessidade de ações concretas para proteger os recursos hídricos. Ao compreendermos as causas e os impactos desse fenômeno, torna-se evidente a necessidade de adotar medidas eficazes para preservar a qualidade e a disponibilidade da água. A conscientização, a regulamentação rigorosa e a adoção de práticas sustentá- veis são pilares fundamentais para reverter a trajetória preocupante da poluição hídrica. Somente através de esforços conjuntos, baseados no respeito pela água como um recurso finito e essencial, poderemos assegurar um futuro sustentável para as gerações vindouras. POLUIÇÃO DAS ÁGUAS: UMA CONSEQUÊNCIA COMPLEXA DE AÇÕES HUMANAS E FORÇAS NATURAIS Será que somente as atividades e ações humanas poluem o meio ambiente (água, ar e solo)? Ou será que a natureza também polui a si mesma? PENSANDO JUNTOS UNIASSELVI 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 A poluição das águas é um fenômeno intrincado, marcado por uma dualidade de causas que emerge das atividades humanas e das forças naturais. A complexi- dade dessa relação desafia as tentativas de mitigação e exige uma compreensão profunda dos fatores envolvidos. A contribuição humana para a poluição hídrica Os rios, lagos e oceanos do mundo sofrem incessantemente com as ações an- trópicas. No livro “A sexta extinção”, Elizabeth Kolbert (2015) descreve como a atividade humana intensificou a extinção de diversas espécies, cujos resíduos muitas vezes poluem diretamente os ecossistemas aquáticos. A industrialização desenfreada, a agricultura intensiva e o despejo irresponsável de resíduos resul- tam na introdução de produtos químicos e poluentes nos corpos d’água. Os rios, outrora símbolos de vitalidade, tornaram-se receptáculos de substân- cias tóxicas provenientes de fábricas. A escritora Rachel Carson (2010), em seu livro “Primavera silenciosa”, deixa explícita a preocupação com pesticidas que contaminam os recursos hídricos e perturbam os delicados equilíbrios dos ecos- sistemas aquáticos. A necessidade de regulamentações ambientais eficazes torna- -se evidente, assim como a urgência de uma transição para práticas sustentáveis. Forças naturais e sua contribuição para a poluição Enquanto as ações humanas poluem as águas em proporções exponenciais, a na- tureza também desencadeia eventos que impactam a qualidade da água. No livro “A vida na Terra”, de David Attenborough, 1990, o autor destaca como fenôme- nos naturais, como erupções vulcânicas e processos erosivos, podem introduzir sedimentos e minerais nas águas, alterando suas propriedades químicas e físicas. As erupções vulcânicas, um exemplo de fenômeno natural extremo, têm o po- tencial de liberar substâncias químicas na atmosfera e nas águas, influenciando a biodiversidade aquática e comprometendo a qualidade da água potável, conforme Figura 2. Além disso, a erosão do solo, um processo natural, pode acelerar devido a práticas agrícolas inadequadas, contribuindo para a turbidez e o assoreamento dos cursos d’água. 4 4 A INTERAÇÃO DA ERUPÇÃO VULCÂNICA COM A ÁGUA E A ATMOSFERA Estratosfera Troposfera Deposição de Material Aumento do albedo planetário hv+OH Chuva ácida e queda de partículas HCI Nucleação e processo de crescimento de partículas Processo de remoção Superfície mais fria Impactos na vegetação Calor Impactos na temperatura da superfície do mar na circulação oceânica e nabiogeoquímica marinha Reações químicas heterogêneas HCI N₂O₅ HNO₃ CIONO₃ CIO H₂SO₄Cinzas SO₂ SO₂ Nuvem cirrus com constituição alterada Aquecimento Figura 2 – A influência da erupção vulcânica na água e na atmosfera / Fonte: https://www.climatempo.com. br/noticia/2023/11/12/como-as-erupcoes-vulcanicas-afetam-a-atmosfera-2878Clima tempo. Descrição da Imagem: a erupção vulcânica libera cinzas e substâncias na atmosfera que alteram as nuvens e o ciclo de chuvas, além de favorecer a chuva ácida, que prejudica cidades, vegetação e corpos d’água. Quando o vulcão está próximo do mar e de rios ou lagos e a lava entra em contato com a água desses locais, ela é conver- tida em vapor quase que instantaneamente devido a diferença extrema de temperatura (a lava dos vulcões tem temperatura média entre 700 e 1300 °C), podendo provocar a morte de espécies de fauna e flora que estiverem próximos, além de afetar ciclos marinhos e introduzir ou aumentar a concentração de substâncias, devido à dissolução dessas substâncias com o constante contato com a água. UNIASSELVI 4 5 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 Desafios e caminhos para a sustentabilidade hídrica A dualidade entre a poluição das águas por ações humanas e forças naturais apresenta desafios significativos para a preservação dos recursos hídricos. Para enfrentar essa complexidade, é essencial adotar uma abordagem integrada. A regulação rigorosa das atividades humanas é crucial para conter a contaminação e promover o uso sustentável da água. No entanto, reconhecer a influência das forças naturais também é importan- te. Estratégias de gestão devem abranger a resiliência dos ecossistemas frente a eventos naturais, incorporando medidas de conservação do solo e planejamento sustentável. A conscientização pública e a educação ambiental são ferramentas valiosas para fomentar uma conexão mais profunda com a água e instigar mu- danças de comportamento. Por fim, a poluição das águas é uma narrativa complexa, tecida muito mais pelas mãos humanas do que moldada pelas forças naturais. A busca por soluções eficazes requer um equilíbrio delicado entre a regulação das atividades antrópicas e a compreen- são das dinâmicas naturais. A preservação dos recur- sos hídricos não é apenas uma responsabilidade, mas uma necessidade urgente para garantir a sustentabi- lidade ambiental e a saúde do planeta. DESVENDANDO OS PRINCIPAIS AGENTES POLUIDORES DAS ÁGUAS As águas, fontes essenciais de vida, estão enfrentando uma crescente ameaça de poluição devido às atividades humanas e naturais. Este tema busca examinar os principais agentes poluidores que comprometem a qualidade dos recursos hídricos, explorando suas fontes, impactos e a urgência de ações para preservar a vitalidade dos ecossistemas aquáticos. A poluição das águas é uma narrativa complexa 4 1 Agentes poluidores de origem antrópica Sob uma classificação panorâmica, os agentes poluidores antrópicos podem ser: ■ Poluentes químicos: a presença de poluentes químicos na água é uma ameaça persistente à saúde dos ecossistemas aquáticos e à segurança hídri- ca. Originados principalmente de atividades industriais, agrícolas e urba- nas, esses contaminantes incluem pesticidas, fertilizantes, metais pesados e produtos químicos industriais. A contaminação química compromete a qualidade da água, afetando a fauna e a flora aquáticas, além de representar riscos à saúde humana quando a água contaminada é consumida. ■ Resíduos urbanos e industriais: a disposição inadequada de resíduos urbanos e industriais emerge como uma fonte significativa de poluição da água, impondo sérios desafios à preservação dos ecossistemas aquáticos. O descarte irresponsável de resíduos sólidos provenientes de áreas urbanas e industriais resulta na infiltração de substâncias tóxicas e contaminantes nos corpos d’água, comprometendo sua qualidade. Produtos químicos nocivos, metais pesados e resíduos orgânicos provenientes de processos industriais e centros urbanos contribuem para a degradação da água, afe- tando adversamente a vida aquática e ameaçando a segurança hídrica. ■ Efluentes domésticos: os efluentes domésticos, compostos principal- mente por águas residuais provenientes de atividades cotidianas, repre- sentam uma fonte significativa de poluição da água. O lançamento ina- dequado de esgoto doméstico nos corpos d’água resulta na introdução de uma variedade de poluentes, incluindo microrganismos patogênicos, nutrientes em excesso e substâncias químicas nocivas. Essa contaminação compromete a qualidade da água, aumentando os riscos à saúde humana e impactando negativamente os ecossistemas aquáticos. ■ Esgoto sanitário: despejo líquido constituído de esgotos doméstico e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária (ABNT NBR 9648/86). UNIASSELVI 4 1 TEMA DE APRENDIZAGEM 2 A poluição da água, causada por agentes poluidores antrópicos como poluentes químicos, resíduos urbanos e industriais, e efluentes domésticos, representa uma ameaça significativa aos ecossistemas aquáticos e à saúde humana. Inorgânicos 30 a 50% AreiaMetaisSaisProteínas 40 a 60% Carboidratos 25 a 50% Lipídios 10% Outros 1 a 3% Orgânicos 50 a 70% Sólidos 0,07% Esgoto doméstico 100% Água 99,93% Como exemplo tem-se os surfactantes, que são constituídos por moléculas orgânicas com a propriedade de formar espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento de esgoto. São produtoras de nitrogênio e contém carbono, hidrogênio, oxigênio, algumas vezes fósforos, enxofre e ferro. Contêm carbono, hidrogênio e oxigênio. São as principais substancias a serem degradadas pelas bactérias. Provem geralmente do esgoto doméstico devido o uso de manteiga, óleos vegetais, da carne, etc. Figura 3 – Composição dos esgotos domésticos / Fonte: adaptada de Metcalf e Eddy (2008). Descrição da Imagem: esquema simplificado da composição geral dos esgotos domésticos, que possuem sua parcela inorgânica e orgânica, esta última de maior interesse para dimensionamento e operação das ETEs. Es- goto doméstico 100%, Água 99,93%, Sólidos 0,07%, Orgânicos 50 a 70%: Proteínas 40 a 60% – São produtoras de nitrogênio e contém carbono, Hidrogênio, oxigênio, algumas vezes fósforos, enxofre e ferro. Carboidratos 25 a 50% – Contêm carbono, hidrogênio e oxigênio. São as principais substancias a serem degradadas pelas bactérias. Lipídios 10% – Provêm geralmente do esgoto doméstico devido ao uso de manteiga, óleos vegetais, da carne etc. Outros 1 a 3% – Como exemplo há os surfactantes, que são constituídos por moléculas orgânicas com a propriedade de formar espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento de esgoto. Inorgânicos 30 a 50%: Sais, Metais, Areia. No mês de janeiro de 2024, houve o derramamento de ácido sulfônico, um pro- duto químico utilizado na fabricação de produtos como detergentes e shampoos, por exemplo, na Serra Dona Francisca, em Joinville (SC), devido a um caminhão ter perdido os freios ao descer a serra e colidir com um barranco, ocasionando o derramamento do produto contido em tonéis de plástico com aprox. 200 L cada. 4 8 O produto em questão chegou ao Rio Seco, afluente do Rio Cubatão, cuja princi- pal estação de tratamento de água (ETA) de Joinville, a ETA Cubatão, capta água e impactou no abastecimento de 75% da cidade, visto que houve interrupção da captação para evitar contaminação do sistema, deixando essa parcela da cidade desabastecida por pouco mais de um dia. Saiba mais sobre o derramamento de ácido sulfônico em Joinville (SC) em janeiro de 2024 e seus impactos no abastecimento da cidade! Acesse a notícia comple- ta para entender os detalhes do incidente e suas consequências. https://www. cnnbrasil.com.br/nacional/acido-sulfonico-saiba-o-que-e-a-substancia-que- -vazou-em-rio-apos-acidente-com-caminhao-em-sc/#:~:text=Se%20cair%20 na%20pele%2C%20necrosa,funcionar%20como%20combust%C3%ADvel%20 ao%20fogo EU INDICO Esses agentes contaminantes