Tratamento de Esgoto (preliminar e primário)

Prévia do material em texto

Tratamento Preliminar 
Tratamento Preliminar 
• Objetivo 
– remover sólidos grosseiros, areia, gordura 
– proteger bombas, tubulações, evitar abrasões, entupimentos, 
 facilitar transporte líquido 
• Remoção por mecanismos físicos 
• Remoção de sólidos grosseiros (> 1 cm) 
– Grades 
• espaçamento entre barras 3 a 100 mm 
• verticais ou inclinadas 
• limpeza manual ou mecânica 
– Peneiras 
• espaçamento: 0,25 a 6 mm 
• sólidos finos ou fibrosos 
• estáticas ou móveis 
• fluxo tangencial ou axial 
Tratamento Preliminar 
– Sólidos retidos 
• quantidade ƒ(espaçamento entre barras) 
• remoção para evitar represamento no canal a montante, aumento excessivo de 
velocidade entre barras 
• tratamento – lavagem, secagem , adição de cal 
• destino – aterro, incineração 
 Características típicas de grades 
 Tipo Espaçamento, mm Espessura barras, mm Material retido, L/1.000m3 
 Grosseira 40-100 10; 13 3-9 
 Média 20-40 8,10 9-38 
 Fina 10-20 6,5; 8;10 38-50 
 Ultrafina 3-10 - - 
Grades 
 
Peneiras 
 
Gradeamento 
• Escolha do equipamento 
– localização – área para unidade e para circulação para remoção e transporte 
de material 
– vazão do afluente Q 
• canal > 3m para limpeza mecânica 
• Vazão de projeto = Qmax 
• Velocidade de passagem através da grade, v 
– vmax =1,2 a 1,4 m/s 
– vmed = 0,6 a 1,0 m/s 
• Área útil, Au = Qmax/vmax 
• Eficiência, E = a/(a + t) 
– a = espaçamento entre barras, mm 
– t = espessura das barras, mm 
 
 
 
a 
Remoção de areia 
• Caixa de areia ou desarenador 
• Classificação 
– separação – gravidade / centrifugação 
– remoção de areia – manual / mecanizada 
– fundo – plano / inclinado / cônico 
• Tipos 
– horizontal 
• vh = 0,2 a 0,4 m/s 
• TDH = 45 a 90 s 
– aerado –  eficiência remoção e lavagem, minimizando remoção Morg. 
• TDH = 2 a 5 min 
• ar = 0,15 a 0,45 m3/m.min 
 
Remoção de areia 
• Areia retirada 
– disposição: lavagem  aterro 
– quantidade 
• 0,002 a 0,004 L areia / m3 esgoto 
• ~30% sólidos voláteis 
• 20 a 30 % umidade 
• Dispositivo de separação – controle de velocidade horizontal (vh) para 
remover partículas desejadas: 
– diâmetro limite ≥ 0,2 mm 
– s/ H2O = 2,65 
 
– vs = 0,02m/s – partículas discretas, d ≥ 0,2 mm (ABNT) 
– vh = Q/Aseção transversal = Q/L.H 
• 0,15 m/s < vh < 0,4 m/s evita sedimentação de Morg. e arraste de sedimento 
– t1 = tempo p/ percorrer extensão = C/vh = C.L.H/Q 
 t2 = tempo p/ atingir fundo = H/vs 
 para t2 < t1: 
 H/vs < L.C.H/Q, ou Q/L.C < vs 
 Q/L.C = Q/As = taxa de aplicação superficial, m
3/m2.d 
 TAS = 600 a 1300 m3/m2.d 
 
H 
C 
vs vh 
L = largura 
– partículas discretas  vs constante 
– vh constante e igual em toda a seção transversal 
– Fator de Segurança = 1,5 
C = 15.h (22,5.h) 
 
 
vpartícula 
N
o
 p
a
rt
íc
u
la
s/
L
 antes 
após 
vs projeto 
Distribuição de partículas antes e após o desarenador 
 
Desarenador 
 
H 
L 
vs vh 
b = largura 
 
 
Remoção de gordura e sólidos 
flutuantes 
• Material com s < H2O (óleos, graxas, ceras) 
• Unidades dotadas de: 
– capacidade de acumular gordura entre operações de limpeza 
– sem turbulência para potencializar flutuação 
– dispositivos de entrada e saída projetados p/ permitir escoamento normal de 
afluente e efluente 
– distância entre entrada e saída suficiente para reter gordura e evitar arraste 
– condições de vedação suficiente para evitar insetos/vetores 
• Tipos 
– caixas de gordura domiciliar e coletiva 
– tanques aerados 
•  eficiência 
• 4m3 ar/m3 esgoto 
– separadores de água/óleo 
– dispositivo de remoção no decantador 1o (ETEs) 
 
Remoção de gordura e sólidos 
flutuantes 
• Caixa de gordura 
– área da caixa (velocidade mínima de ascensão, correspondente à 
menor partícula que se deseja reter 
• A = Q/vmín ascensão 
• vmín ascensão determinada em ensaios de coluna 
– TDH: 3 a 5 min a 25oC,  com  temperatura 
– limpeza periódica 
• volume ocupado < 75% volume total 
– material retido 
• reaproveitamento (ex. indústria de sabão) 
• aterro ou incineração 
 
 
Escuma em caixa de gordura 
H 
L 
h 
L = 2.B 
V = Q.TDH 
V = H + h 
 2 
.2B2 
Remoção de gordura e sólidos 
flutuantes 
Tratamento Primário 
Tratamento primário 
• Objetivo 
– remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis 
• preparar para lançamento no corpo receptor (<1mL/L) 
• preparar para tratamento 2o 
– unidades com dispositivo de remoção de escuma comum 
• Decantador 1o 
– Eficiência 
• 40 a 60% SS 
• > 70 a 80 % Ssed 
• 25 a 35% DBO5 
• (condições de decantação) 
– Variantes 
• retangular ou circular 
• fundo - pouco ou muito inclinado 
• remoção de lodo - manual ou mecanizada 
• Taxa de aplicação superficial, m3/m2.d 
– Sedimentação floculenta - velocidade de sedimentação (vs) 
varia 
– Análise em coluna de sedimentação 
• construir curva de vs versus remoção para profundidade (H) 
adotada 
– vs de projeto = TAS 
– NBR-12209 
– Tempo de detenção hidráulica, TDH = 1 a 6 h 
– TAS 
• sem tratamento biológico < 48 m3/m2.d 
• antes de filtro biológico < 60 m3/m2.d 
• antes de lodos ativados < 120 m3/m2.d 
• evitar tempos longos para não tornar esgoto séptico 
 
Decantador 1º 
• Decantador circular 
– alimentação por tubo ascendente central 
– cortina distribuidora para dissipar energia e garantir distribuição 
homogênea 
– braços raspadores, tração central ou periférica 
– dimensões típicas 
• profundidade, H = 2 a 4 m 
• diâmetro, d = 3 a 60 m 
• inclinação do fundo, h:d/2 = 1:12 
• Decantador retangular 
– ocupa menos área, mas tem TDH maior 
– dimensões típicas 
• Comprimento/Profundidade, C/H ≤ 25 
• Comprimento/Largura, C/L > 3 até 10 
• H = 3 a 3,5 m 
• L = 3 a 27 m 
• C = 10 a 100 m 
• inclinação do fundo, h:C = 1:12 
 
Decantador 1º 
Primário 
 
Primário 
 
• Coleta do esgoto após sedimentação 
– vertedores periféricos 
• velocidade linear - 3 a 8,3 L/s.m (NBR 12209) 
• vertedores em V mais comuns – minimizam impacto de variações 
de Q 
• altura 50 mm; espaçamento 50, 150 ou 300 mm 
• anteparo interno a 300 mm do vertedor para minimizar perda de 
escuma 
 
Decantador 1º 
• Operação 
– Q com menor variação possível 
– Vertedores limpos e nivelados de acordo com vazão afluente 
– Remoção contínua de escuma 
• 0,4 a 4,4 L escuma/1000 m3 esgoto (ETEs SP) 
– Coleta e remoção de lodo 
– Lodo decantado – 2 a 6% sólidos 
• raspagem contínua ou poço coletor 
• enviado ao adensador ou digestor 
• qualidade do lodo ƒ(composição esgoto, operação do decantador) 
• quantidade do lodo - balanço de massa 
 
Ex. Q = 1 m3/s; SS = 200 mg/L; 50% remoção a 4% sólidos 
M = massa de lodo produzida 
 = 86.400 m3/d.0,2 kg/m3.0,5 = 8.640 kg/d 
V = (8.640 kg/d)/(40 kg/m3) = 216 m3/d 
 
Decantador 1º 
Equalização de vazão 
• Objetivo: regular vazão e homogeneizar 
efluente 
–minimizar variações operacionais 
–melhorar desempenho do sistema 
–reduzir custo e tamanho das unidades de 
tratamento 
–uniformizar cargas – pH, toxicidade, DBO5 ... 
 
Tanque de equalização 
–antes do decantador 1o 
–economia quando Qmáx  2.Qméd 
–formato 
• quadrado  mistura completo 
• profundidade = 3 a 5 m 
• aerador / misturador 
– Potência, P = (Dp. Vtotal)/745 
– Dp = densidade de potência: 10 W/m
3 
–operação baseada em balanço de massa, comparando 
Vacumulado (= Q.t) no intervalo com Vmédio de 24 horas 
• se Vacumulado < Vmédio, retira-se efluente do tanque 
• se Vacumulado > Vmédio, envia-se efluente ao tanque 
 
• Cálculo baseada na análise de balanço de massa 
– Vi = q
i (m3/s).(3600s/h).(1,0 h) 
– V acumulado = Vi (i = 1 a 24) 
– Vmédio = Vi/24 (i = 1 a 24) 
– V enviado ao tanque ao retirado do tanque no intervalo = Vi – Vmédio 
• V > 0 – enviado ao tanque 
• V < 0 – retirado do tanque 
– V tanque = diferença entre maior e menor V acumulado 
 
0
3000
6000
9000
1200015000
18000
21000
24000
27000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Intervalo, h
V
ol
um
e 
ac
um
ul
ad
o,
 m
3
Volume acumulado
Volume médio acumulado
V = 4098 
m3 
Q 
Q regulada