Aula Tratamento preliminar esgoto saneamento

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1
Prof. Eduardo Lucena Cavalcante de 
Amorim
TRATAMENTO DE EFLUENTES 
DOMÉSTICO E INDUSTRIAIS
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ESQUEMA DA ETE PARA O PROJETO FINAL
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AUTODEPURAÇÃO
Processo natural de recuperação quando corpo hídrico é poluído por 
lançamentos de carga orgânica biodegradável. Realiza-se por meio 
de processos físicos (diluição, sedimentação), químicos (oxidação) e 
biológicos.
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OBJETIVOS
Visa a remoção da poluição presente (inorgânica ou orgânica) pelo 
uso de operações unitárias e processos químicos, biológicos e 
físicos, para posterior lançamento nos corpos receptores.
Poluição - alteração indesejável nas 
características físicas, químicas ou 
biológicas da atmosfera, litosfera ou 
hidrosfera que cause ou possa causar 
danos à saúde, à sobrevivência ou as 
atividades dos seres humanos e 
outras espécies ou ainda deteriorar 
materiais.
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CONCEITOS
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS - alteração de suas características por ações ou 
interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo homem. Causam 
impactos estéticos, fisiológicos ou ecológicos.
ESGOTO – despejos dos diversos usos da água (doméstico, comercial, 
industrial, agrícola, entre outros).
ESGOTO SANITÁRIO – despejos constituídos de esgotos domésticos e 
industriais lançados na rede pública.
RESÍDUO LÍQUIDO INDUSTRIAL – resultante dos processos industriais, 
possui características próprias (inerente ao processo de fabricação).
ESGOTO DOMÉSTICO – parcela mais significativa dos esgotos sanitários.
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IMPORTÂNCIA
•Proteção da saúde pública (microrg. patogênicos);
•Preservação do meio ambiente (substâncias 
exercem ação deletéria).
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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO
•Morte da fauna aquática;
•Escurecimento da água e maus odores;
•Detergentes formam espumas;
•Nutrientes (NPK) levam a eutrofização.
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USOS DA ÁGUA E GERAÇÃO DE ESGOTOS
Abastecimento Doméstico
Impurezas Impurezas 
devido ao usodevido ao usoÁÁgua potgua potáávelvel
Esgotos Esgotos 
domdoméésticossticos++
Impurezas Impurezas 
devido ao usodevido ao uso
ÁÁgua consumo gua consumo 
industrialindustrial
Efluentes Efluentes 
IndustriaisIndustriais++
==
==
AbastecimentoAbastecimento IndustrialIndustrial
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PRINCIPAIS CONSTITUINTES DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS
• Água (99,9%)
• Sólidos (0,1%)
– Sólidos Suspensos
– Sólidos Dissolvidos
– Matéria Orgânica
– Nutrientes (N, P)
– Organismos Patogênicos (vírus, bactérias, 
protozoários, helmintos)
LODOLODO
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
• Contribuição per capita de matéria orgânica
– 45 a 55 g DBO/hab.dia
– 90 a 110 g DQO/hab.dia
• Conceito de carga orgânica
– CO (kg/d) = P (hab)x QPCDBO,DQO (g/habxd)
– CO (kg/d) = Q x Concentração (mg/L)
DBO (Definição): Quantidade de oxigênio requerida por 
microrganismos aeróbios para a oxidação de compostos orgânicos 
presentes na fase líquida.
Importância Sanitária: Avaliação da eficiência de sistemas de 
tratamento de esgotos sanitários e efluentes industriais
1111
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Por que
tratar os
esgotos?
Remoção 
de 
matéria 
orgânica
Remoção 
de sólidos 
em 
suspensão
Remoção de 
organismos 
patogênicos
Remoção 
de 
nutrientes
1212
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Resolução CONAMA 357/05 
Padrões do corpo d’água e de lançamento
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Resolução CONAMA 357/05 
Classificação das Águas no Território Brasileiro
Uso Classe 
 Doces Salinas Salobras 
 Especial 1 2 3 4 5 6 7 8 
Abastecimento doméstico X X X X 
Preserv. equil. natural das comun. aquáticas X 
Proteção das comunidades aquáticas X X X X 
Recreação de contato primário X X X X 
Irrigação X X X 
Criação natural e/ou intensiva de espécies (aquicultura) X X X X 
Dessedentação de animais X 
Navegação X X X 
Harmonia paisagística X X X 
Recreação de contato secundário X X 
Usos menos exigentes X 
 
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Efeito do Lançamento de Matéria Orgânica nos Cursos d´água
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 2 4 6 8 10 12
Tempo (dias)
O
x
i
g
ê
n
i
o
 
D
i
s
s
o
l
v
i
d
o
 
(
m
g
/
L
)
OD mínimo (rio Classe 2)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 2 4 6 8 10 12
Tempo (dias)
O
x
i
g
ê
n
i
o
 
D
i
s
s
o
l
v
i
d
o
 
(
m
g
/
L
)
OD mínimo (rio Classe 2)
LanLanççamento (esgoto sem tratamento)amento (esgoto sem tratamento)
RioRioLanLanççamento (esgoto tratado amento (esgoto tratado –– 70% remo70% remoçção)ão)
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Resolução CONAMA 357/05 
Padrões do corpo d’água – Exemplos de parâmetros 
associados a esgotos domésticos
Categoria Águas docesParâmetro Unidade
1 2 3 4
Físicos Cor mgPt-Co/l nível natur. 75 75 -
Turbidez UNT 40 100 100 -
Sólidos dissolvidos totais mg/l 500 500 500 -
Biológicos Coliformes totais org/100ml 1000 5000 20000 -
Coliformes termotolerantes org/100ml 200 1000 4000 -
Químicos DBO5 mg/l 3 5 10 -
OD mg/l ≥6 ≥5 ≥4 ≥2
pH - 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 6,0 a 9,0 6 a 9
Subst.pot.prejud. Amônia não ionizável mgNH3/l 0,02 0,02 - -
Amônia total mgN/l - - 1,0 -
Nitrato mgN/l 10 10 10 -
Nitrito mgN/l 1,0 1,0 1,0 -
Fosfato total mgP/l 0,025 0,025 0,025 -
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Resolução CONAMA 274/2000 - Padrões de balneabilidade
Balneabilidade –
categoria
Padrões para o corpo d’água
Excelente Máximo de 250 CF/100ml 1 ou 200 EC/100ml 3 ou 25 Enterococos/100ml 4 em 80% ou
mais das amostras das cinco semanas anteriores.
Muito Boa Máximo de 500 CF/100ml 1 ou 400 EC/100ml 3 ou 50 Enterococos/100ml 4 em 80% ou
mais das amostras das cinco semanas anteriores.
Própria
Satisfatória Máximo de 1000 CF/100ml 1 ou 800 EC/100ml 3 ou 100 Enterococos/100ml 4 em 80% ou
mais das amostras das cinco semanas anteriores.
a) Não atendimento aos critérios estabelecidos para as águas próprias.
b) Incidência elevada ou anormal, na região, de enfermidades transmissíveis por via hídrica,
indicadas pelas autoridades sanitárias.
c) Valor obtido na última amostragem for superior a 2500 CF/100ml 1 (termotolerantes) ou
2000 EC/100ml 3 ou 400 Enterococos/100 ml.
d) Presença de resíduos ou despejos, sólidos ou líquidos, inclusive esgotos sanitários, óleos,
graxas e outras substâncias, capazes de oferecer risco à saúde ou tornar desagradável a
recreação.
e) pH < 6,0 ou pH > 9,0 (águas doces), à exceção das condições naturais.
f) Floração dealgas ou outros organismos, até que se comprove que não oferecem riscos à
saúde humana.
Imprópria
h) Outros fatores que contra-indiquem, temporária ou permanentemente, o exercício da
recreação de contato primário.
(1) Coliformes Fecais (2) Coliformes Totais (3) Escherichia coli
(4) Os padrões referentes aos enterococos aplicam-se somente às águas marinhas
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Legislações Estaduais - Padrões de lançamento
Legislação DBO5 DQO SS N total P total CF 
 Conc 
(mg/l) 
Efic 
mín 
(%) 
(mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (NMP/ 
100 ml) 
CONAMA 357/05 - - - - - - - 
 
 
AL (1985) 60 - 150 - - - - 
GO (1978) 60 80 - - - - - 
MS (1997) 60 - - - - - - 
MG (1986) 60 85 90 60 - - - 
PB (1988) 60 80 - - 10(*) 1(*) - 
RS (1989) Variáv - Variáv Variáv 10 1 3.000 
SC (1981) 60 80 - - 10(*) 1(*) - 
SP (1976) 60 80 - - - - - 
 
(*) Para lançamentos em trechos de corpos d’água contribuintes de lagos, lagoas e represas 
1818
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Padrões do Corpo d´água e de Lançamento
Resolução CONAMA 20/86 e Legislações Estaduais
Parâmetro Unidade Padrão para corpo d’água
classe
Padrão lançamento
(alguns estados)
1 2 3 4 Concent.
máxima
Eficiência
mínima (%)
DBO5
DQO
OD
mg/l
mg/l
mg/l
3
-
≥6
5
-
≥5
10
-
≥4
-
-
≥2
60
90
-
60/80/85
60/90
-
Sólidos suspensão mg/l - - - - 60 / 100 -
Amônia total
Amônia livre
Nitrogênio
Fósforo
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
-
0,02
-
0,025
-
0,02
-
0,025
-
0,02
-
0,025
-
-
-
-
5,0
-
10
1,0
-
-
-
-
Coliformes totais
Coliformes fecais
org/100 ml
org/100 ml
1.000
200
5.000
1.000
20.000
4.000
-
-
-
-
-
-
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NÍVEIS DO TRATAMENTO DOS ESGOTOS
Tratamento 
preliminar 
Tratamento 
primário 
Tratamento 
terciário ou 
pós-
tratamento
Tratamento 
secundário 
2020
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TIPOS DE TRATAMENTO
TRATAMENTO PRELIMINAR E PRIMÁRIO - (processo 
mecânico ou físico) para retirar o material particulado em 
suspensão;
TRATAMENTO SECUNDÁRIO - (processo biológico) para 
remoção da carga orgânica solúvel presente;
TRATAMENTO TERCIÁRIO - (processo químico) para 
reduzir a DBO, os nutrientes, os patógenos e as 
substâncias tóxicas.
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TRATAMENTO PRELIMINAR
Objetivo: (remoção de sólidos grosseiros e areia)
remoção de materiais flutuantes; remoção de material 
grosso e pesado e acondicionamento.
grade caixa de areia medidor de vazão
adaptado de VON SPERLING, 1996
Importância
Redução da DBO e dos S.S.
Aumenta a durabilidade dos equipamentos
Composto por:
Gradeamento;
Triturador;
Caixa de Areia;
Tanque Equalização;
Caixa de Gordura.
2222
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Finalidades da remoção de sólidos grosseiros
• proteger as unidades subsequentes;
• proteger as bombas e tubulações;
• proteger os corpos receptores.
Finalidades da remoção de areia
• evitar abrasão nas bombas e tubulações;
• evitar obstrução em tubulações;
• facilitar o transporte do líquido.
TRATAMENTO PRELIMINAR
2323
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GRADEAMENTO
Objetivos:
•Remoção do material grosseiro em suspensão;
•Proteção das tubulações, das bombas e rotores, etc.;
•Aumenta eficiência na operação e desinfecção;
Aspectos de Projeto:
•Espaçamento de barras;
•Inclinação da grade;
•Condições hidráulicas.
Limpeza:
•Manual
•Automática
2424
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CAIXA DE AREIA
Objetivos : Remover areia e outras partículas densas decantam 
com a redução da velocidade.
Evitar a abrasão de bombas e obstrução de tubulações.
Tipos usuais
Caixa de areia tipo canal: um ou mais canais longos e estreitos e 
com espaço no fundo para acúmulo de material. Possui coletores 
mecânicos. v = 0,3 m/s.
Caixa com fundo troncopiramidal: mais usado em pequenas 
estações; os vertedouros de entrada e saída são situados em lados 
opostos , um raspador central empurra areia para tronco de 
pirâmide (fundo do tanque), de onde é removida por um 
transportador mecânico. Tempo de retenção = 15 a 20 min.
2525
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CAIXA DE AREIA
Pequeno porte Grande porte
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TRATAMENTO PRIMÁRIO
Objetivo: remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, 
materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica 
em suspensão
lodo primário
2727
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TANQUE DE EQUALIZAÇÃO
Objetivo: Homogeneização da vazão e da concentração do
Efluente.
Consequências:
•Evita choques hidráulicos e de concentração (carga 
orgânica cte.);
•Neutralização do pH;
•Garante alimentação contínua.
2828
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TRATAMENTO PRIMÁRIO
Objetivos
• Remoção da matéria orgânica decantável, (30 a 50% dos 
sólidos em suspensão);
• Remoção da escuma que flutua para a superfície.
Composto por
• Sedimentação Primária;
• Flutuação com ar dissolvido;
• Coagulação química.
Eficiência de Remoção
60 % de sólidos suspensos (S.S.);
35 % de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO).
2929
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SEDIMENTAÇÃO
Objetivos: separação dos sólidos em suspensão para partículas 
com diâmetros médios menores que 5 mm.
Numa ETE esta operação usa-se em três situações:
• Nas caixas de areia
• Nos decantadores primários
• Nos decantadores secundários (clarificadores)
A operação de sedimentação ou decantação é designada por 
clarificação quando o interesse principal é obter um líquido 
sobrenadante “purificado”.
Denomina-se por espessamento no caso de se pretender 
concentrar as partículas em suspensão.
3030
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SEDIMENTAÇÃO PRIMÁRIA
DECANTADORES PRIMÁRIOS recebem o esgoto bruto, antes do 
tratamento secundário
DECANTADORES CIRCULARES: custos baixos de aquisição de 
equipamentos e manutenção quando comparados aos retangulares.
ASPECTO DE PROJETO
Profundidade: 3 – 4 metros
Tempo de retenção: 2 – 3 horas
MECANISMO
Carreamento de lodo sedimentado e sólidos flutuantes.
3131
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TRATAMENTO SECUNDÁRIO
Tratamento Biológico
• Aeróbios
• Lodos Ativados
• Filtro Biológico
• Sistema de Lagoas
• Anaeróbios
• Digestão Anaeróbia
Tratamento Físico-Químico
• Processos Oxidativos
Avançados
• Processos por Membranas
• Cloração
TRATAMENTO BIOLÓGICO
Quanto à Fixação da Biomassa
• Biomassa Livre
• Lodo Ativado
• Sistema de Lagoas
• Digestão Anaeróbica
• Biomassa Fixa
• Filtros Biológicos
• Discos Biológicos
Quanto ao Oxigênio
• Aeróbios
• Anaeróbios
• Anóxicos
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TRATAMENTO SECUNDÁRIO
Objetivo: remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria 
orgânica em suspensão não removida no tratamentoprimário
participação de 
microrganismos
contato entre os 
microrganismos e o 
material orgânico 
contido no esgoto
matéria 
orgânica + H2Obactérias
mais 
bactérias++ CO2
3333
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SISTEMAS ANAERÓBIOS
Sistema anaeróbios são adequados para industrias que geram 
efluentes sem grandes variações em suas características, ex:
– Cervejeiras
– Molho de Tomate
– Refrigerantes
• Em geral, no que diz respeito a remoção de carga orgânica, tem 
eficiência média e devem ser complementados.
• Tem custos de implantação e operação inferiores aos sistemas 
aeróbios
3434
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SISTEMAS AERÓBIOS
Sistema são adequados a quase todos os tipos de efluentes, e 
dentre os tipos de sistemas aeróbios podemos citar:
– Lagoas Aeradas
– Valos de Oxidação
– Dispositivos de Lodos Ativados
3535
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LODOS ATIVADOS
É o método mais utilizado mundialmente para remoção de carga 
orgânica dos efluentes.
– Foi desenvolvido na Inglaterra por Arden e Lockett em 1914 sendo 
composto basicamente por duas unidades:
- tanque de aeração e
- decantador
Termo originado devido à suspensão bacteriana que retorna ao tanque 
de aeração.
Autodepuração artificialmente acelerada.
Floco é formado por dois grupos de Bactérias: Zoogleas e 
Filamentosas.
Os Flocos ficam em suspensão devido ao aporte de O2..
Podem promover uma total oxidação da DBO, além da remoção de 
compostos nitrogenados (anoxia).
3636
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LODOS ATIVADOS
CARACTERÍSTICAS
•Alta eficiência de remoção de DBO (↑ 90%)
•Pequena área para construção
•Alto custo envolvendo construção, operação, energia
FUNCIONAMENTO
3737
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ESQUEMA ILUSTRATIVO CLÁSSICO DE SISTEMA DE 
LODOS ATIVADOS
3838
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LODOS ATIVADOS
Injeção de Ar (Metabolismo, Respiração e Crescimento Celular)
Bolhas de ar geradas por ar comprimido → através de um 
difusor submerso ou aerador mecânico → mistura turbulenta 
passa ar ao líquido.
Transferência de O2
•Características do efluente;
•Características do sistema de aeração.
3939
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LAGOAS
•São métodos de baixo custo, baixa tecnologia, mas 
que requerem uma área elevada.
• Existem vários tipos de Lagoas para estabilização de 
esgotos que normalmente se utilizam em sequências 
variadas:
• Facultativas;
• Anaeróbias;
• Aeróbias;
• De maturação;
• Outros tipos: de macrófitas, de piscicultura.
4040
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LAGOAS
Os sistemas de lagoas, compreendendo uma série adequada de 
lagoas anaeróbias, facultativas e de maturação apresentam um 
número de vantagens face a outros sistemas de tratamento:
•São normalmente a forma mais econômica de tratamento, 
quer em termos de construção como de operação e 
manutenção. Em geral não necessitam de fonte adicional de 
energia, para além da solar;
•Conseguem reduzir a concentração de patogênicos até
níveis bastante baixos o que é de grande importância 
quando o efluente tratado vai ser reutilizado na agricultura 
ou aquacultura;
•Absorvem choques hidráulicos e orgânicos;
•Toleram concentrações elevadas de metais pesados.
4141
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LAGOAS
4242
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LAGOA DE ESTABILIZAÇÃO
4343
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DIGESTÃO ANAERÓBIA
Na digestão anaeróbia, os microrganismos envolvidos não podem 
sobreviver na presença de oxigênio.
A digestão anaeróbia é mais lenta que os processos aeróbios, mas tem 
a vantagem de produzir muito menos lodo. A maioria da matéria 
orgânica é convertida a CO2 e metano.
O ecossistema anaeróbio - muito complexo - começa com bactérias 
hidrolíticas que decompõem as matérias complexas em substâncias 
mais simples, estes compostos orgânicos são transformados por 
bactérias acidogênicas em ácidos orgânicos que por sua vez são 
transformadas por outro conjunto - as bactérias acetogênicas - em 
ácido acético, o qual por sua vez é convertido por bactérias 
metanogênicas a metano. Outras bactérias metanogênicas
aproveitam parte do CO2 e combinam-no com o hidrogênio para 
produzir mais metano.
4444
Matéria orgânica
Ácidos Orgânicos
CH4
CO2 + H2 + H2SBactérias fermentativas
Metanogênicas 
hidrogenotróficas
Metanogênicas
Acetoclásticas
DIGESTÃO ANAERÓBIA
4545
DIGESTÃO ANAERÓBIA
e CO2
4646
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DIGESTÃO ANAERÓBIA X AERÓBIA
Biogás
DQO 70-90%
4747
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PROCESSOS DE DIGESTÃO ANAERÓBIA
4848
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PÓS-TRATAMENTO
Objetivo: remoção de poluentes específicos e/ou 
remoção complementar de poluentes não 
suficientemente removidos no tratamento 
secundário.
Ex: nutrientes ou organismos patogênicos
4949
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RESOLUÇÃO CONAMA 357/05
Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e 
diretrizes ambientais para o seu enquadramento, 
bem como estabelece as condições e padrões de 
lançamento de efluentes, e dá outras providências.
O que preconiza a Resolução 
CONAMA 357 aos Responsáveis 
Técnicos e Legais?
5050
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Está em vigor, desde o dia 17 de março de 2005, a 
Resolução n°357 do Conselho Nacional do Meio Ambiente 
(CONAMA), que, ao revogar a Portaria 020/86, reclassificou 
os corpos d’água e definiu novos padrões de lançamento 
de efluentes.
A Resolução aperta o cerco contra atividades industriais 
potencialmente poluidoras e prevê, com base na Lei de 
Crimes Ambientais (nº 9605), pena de prisão para os 
administradores de empresas e Responsáveis Técnicos 
que não observarem os padrões das cargas poluidoras.
RESOLUÇÃO CONAMA 357/05
5151
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Art. 46. O responsável por fontes potencial ou efetivamente 
poluidoras das águas deve apresentar ao órgão ambiental 
competente, até o dia 31 de março de cada ano, declaração de carga 
poluidora, referente ao ano civil anterior, subscrita pelo 
administrador principal da empresa e pelo responsável técnico 
devidamente habilitado, acompanhada da respectiva Anotação de 
Responsabilidade Técnica.
§ 1o A declaração referida no caput deste artigo conterá, entre 
outros dados, a caracterização qualitativa e quantitativa de seus 
efluentes, baseada em amostragem representativa dos mesmos, o 
estado de manutenção dos equipamentos e dispositivos de controle 
da poluição.
5252
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§ 2o O órgão ambiental competente poderá estabelecer critérios e 
formas para apresentação da declaração mencionada no caput 
deste artigo, inclusive, dispensando-a se for o caso para 
empreendimentos de menor potencial poluidor.
Art. 47. Equiparam-se a perito, os responsáveistécnicos que 
elaborem estudos e pareceres apresentados aos órgãos ambientais.
Art. 48. O não cumprimento ao disposto nesta Resolução sujeitará
os infratores, entre outras, às sanções previstas na Lei no 9.605, de 
12/02/1998 – Lei de Crimes Ambientais.
5353
5454
5555
5656
Universidade Federal de Alagoas – UFAL
Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC
DIMENSIONAMENTO
57
GRADEAMENTO E CAIXA DE 
AREIA
Fonte: www.phd.poli.usp.br/phd/grad/phd2411/
58
GRADEAMENTO E CAIXA DE AREIA
Fonte: www.phd.poli.usp.br/phd/grad/phd2411/
59
GRADEAMENTO E CAIXA DE AREIA
Fonte: www.phd.poli.usp.br/phd/grad/phd2411/
60
ETE União dos Palmares-AL
Chegada do esgoto
Fonte: Professor Márcio G. Barboza
61
ETE União dos Palmares-AL
Caixa de areia
Fonte: Professor Márcio G. Barboza
62
ETE União dos Palmares-AL
Medição de vazão e controle do nível da caixa de areia
Fonte: Professor Márcio G. Barboza
63
ETE União dos Palmares-AL
Medição de vazão
Dispositivo de saída e “by pass”
Fonte: Professor Márcio G. Barboza
64
ETE Piracicamirim (Piracicaba-SP)
Tratamento Preliminar
65
ETE Bueno de Andrade (Araraquara-SP)
Tratamento Preliminar
66
CLASSIFICAÇÃO DOS 
SISTEMAS DE GRADEAMENTO
Tipo Espaçamento (cm)
Grade grosseira 4 - 10
Grade média 2 - 4
Grade fina 1 - 2
•Dimensão das barras
Largura: 4 mm a 10 mm
Comprimento: 25 mm a 75 mm
•Inclinação das barras
Verticais ou inclinadas
Limpeza manual: 45o ou 60o
Limpeza mecanizada: 70o a 90o
67
DISPOSITIVOS DE REMOÇÃO E 
QUANTIDADE DE MATERIAL RETIDO
Ancinhos 
(Rastelo)
Mecânicos
Manuais
Espaçamento (cm) 2,0 2,5 3,0 4,0
Quantidade (L/m3) 0,038 0,023 0,012 0,009
Condicionamento 
do material retido
Lavagem
Secagem
Adição de 
substâncias 
químicas
68
FUNCIONAMENTO DO 
SISTEMA DE GRADEAMENTO
•Velocidade de passagem
0,6 m/s a 1,2 m/s (Limpeza mecanizada)
0,6 m/s a 0,9 m/s (Limpeza manual) 
•Velocidade no canal a montante da grade 
(Velocidade de aproximação)
Maior do que 0,4 m/s
•Perda de carga
Obstrução máxima permitida (50%)
0,15 m (Limpeza manual)
0,10 m (Limpeza mecanizada) 
69
DIMENSIONAMENTO DO 
SISTEMA DE GRADEAMENTO





 +
=
a
taAS
u
.
S=área da secção transversal do canal até o nível d’água
Au=área útil da secção transversal
a=espaçamento entre as barras
t=espessura das barras





 −
=∆
g
VV
H g
.2
.
7,0
1 20
2
∆H=perda de carga na grade (m)
vg – velocidade do fluxo através das barras, m/s
v0 – velocidade imediatamente a montante da grade, m/s
g – aceleração da gravidade, igual a 9,8 m/s2
70
71
SISTEMA DE GRADEAMENTO
•Detalhes Construtivos
PNB-569 e PNB-570
•Outros dispositivos de remoção de sólidos grosseiros
Grades de barras curvas
Peneiras estáticas
Peneiras de tambor rotativo
72
73
74
75
76
77
CAIXAS DE AREIA
Objetivo: Remoção de areia através de sedimentação, 
sem que haja remoção conjunta de sólidos orgânicos
Características das partículas a serem removidas (“Areia”)
•Diâmetro efetivo: 0,2 mm a 0,4 mm
•Massa Específica: 2.650 kg/m3
•Velocidade de sedimentação: 2,0 cm/s
78
CAIXAS DE AREIA
Dispositivos de remoção
•Manuais ou mecânicos (Bandeja de aço removidas por 
talha e carretilha ou bombeamento)
•Quantidade: 30 a 40 L/1.000 m3 de esgoto
•Aterro Sanitário. A areia poderá ser também lavada 
em caixas mecanizadas 
Quantidade e destino do material retido 
Destino do material retido (“Areia”) 
79
CAIXAS DE AREIA
Tipos de caixa de areia:
•Tipo canal com velocidade constante controlada por 
Calha Parshall;
•Secção quadrada em planta, com remoção 
mecanizada de lodo;
•Caixa de areia aerada.
80
CAIXAS DE AREIA 
Caixa de areia tipo canal com velocidade constante 
controlada por Calha Parshall:
•Velocidade ≅ 0,30 m/s
•Velocidade inferior a 0,15 m/s ⇒ Depósito de 
matéria orgânica na caixa
•Velocidade superior a 0,4 m/s ⇒ Arraste Depósito 
de matéria orgânica na caixa
81
DIMENSIONAMENTO
H
1
Vh
Vs
L
tVL h.=
tVH S .=
L
HVV hS
.
=
smV
s
/02,0=
smVh /3,0=
HL .15= Prática de Projeto
HaHL .0,25.5,22=
82
DIMENSIONAMENTO
H
1
Vh
Vs
L
tVL h.=
tVH S .=
•Largura da caixa de areia 
HBVQ h ..=
hVH
QB
.
=
•Taxa de escoamento superficial 
LB
Q
A
Qq
s
.
==
q=600 a 1.300 m3/m2/dia
83
84
CAIXAS DE AREIA 
Operação da caixa de areia
•Limpeza quando a areia ocupar metade da altura ou 
dois terços de seu comprimento total
•Controle
Quantidade de material removido por m3 de 
esgoto
Teor de umidade
Teor de sólidos 
voláteis
85
Controle da velocidade através de calha Parshall
Para se manter a mesma velocidade na caixa de areia tipo canal com velocidade constante
controlada por calha Parshall, para Qmín e Qmáx, tem-se:
ZH
ZH
Q
Q
máx
mín
máx
mín
−
−
=
.
.'
.
 H Y HJ
 HM
 Z
Z – altura do rebaixo (m)
Hmán – altura da lâmina líquida máxima (m)
Hmín – altura da lâmina líquida mínima (m)
Qmín – vazão mínima (m3.s-1)
Qmán – vazão máxima (m3.s-1)
86
87
88
89
Fórmula da Calha Parshall: 
Q(m3/s) = K.HN (H em m)
Largura
Nominal
N K Capacidade (L/s)
Mín. Máx..
3" 1,547 0,176 0,85 53,8
6" 1,580 0,381 1,52 110,4
9" 1,530 0,535 2,55 251,9
1' 1,522 0,690 3,11 455,6
1 1/2' 1,538 1,054 4,25 696,2
2' 1,550 1,426 11,89 936,7
Exemplo de Dimensionamento -
Dados
Ano População
Atendida
(hab)
Qmín (L/s) Qméd (L/s) Qmáx (L/s)
2000 45.000 41,67 83,33 150,00
2010 54.200 50,19 100,38 180,00
2020 68.350 63,29 126,58 227,83
92
a) Escolha da Calha Parshall:
Para atender vazões de 41,67 L/s a 227,83 L/s a C.
Parshall recomendada é a de LN = 9".
Fórmula da Calha Parshall com LN = 9":
Q = 0,535.H1,53
Para Qmín = 41,67 L/s ⇒ Hmín = 0,189m
Para Qmáx = 227,83 L/s ⇒ Hmáx = 0,572 m
Cálculo do rebaixo (z) à entrada da c. 
Parshall
mZ
Z
Z
ZHmáx
ZHmín
Qmáx
Qmín
1033,0
572,0
189,0
83,227
67,41
.
.
.
.
=⇒
−
−
=
−
−
=
Grade adotada e “Eficiência”





=
=•
mmaoespaçament
mmtespessura
ferrodebarras
adotadosdados
15)(.
5)(.
.
75,0
515
15
=
+
=
+
=
ta
aE
Área útil (Au) e Área da Seção do Canal (S)
Adotando-se a velocidade de passagem pela grade v = 
0,8 m/s:
2
3
285,0
/8,0
/22783,0
m
sm
sm
v
QAu máx ===
238,0
75,0
285,0
m
E
AuS ===
Largura (b) do canal da grade e verificações de 
velocidade
m
ZH
Sb
máx
81,0
1033,0572,0
38,0
=
−
=
−
=
Q
(l/s)
H
(m)
(H-Z)
(m)
S=b(H-Z)
(m2)
Au=S.E
(m2)
V=Qmáx 
 Au
(m/s)
V0=Qmáx 
 S
(m/s)
227,83 0,572 0,469 0,380 0,285 0,800 0,600
180,67 0,492 0,389 0,315 0,236 0,766 0,574
150,00 0,436 0,333 0,270 0,203 0,739 0,555
63,29 0,248 0,145 0,117 0,088 0,719 0,541
50,19 0,213 0,110 0,089 0,067 0,749 0,564
41,67 0,189 0,086 0,070 0,053 0,786 0,595
Verificações de Perda de Carga
g
vvH
2
43,1
2
0
2
−
=∆
m
x
H 02,0
81,92
)6,0()8,0(43,1:limpa Grade
22
=
−
=ƥ
m
x
xHobstruídaGrade 16,0
81,92
)6,0()8,02(
.43,1:%50
22
=
−
=ƥ
∆H– perda de carga (m)
v – velocidade do fluxo através das barras, m/s
v0 – velocidade imediatamente a montante da grade, m/s
g – aceleração da gravidade, igual a 9,8 m/s2
Cálculo da Caixa de Areia
27594,0
3,0
22783,0
m
v
QA máx ===
mB
ZH
AB
máx
62,1
1033,0572,0
7594,0
=⇒
−
=
−
=
Cálculoda área da secção transversal (A)
e da Largura da Caixa de Areia (B)
Adotando-se a velocidade sobre a caixa v = 0,3 m/s 
tem-se:
smv
mxA
mZH
mHslQPara
mín
mínmín
/3,0
1388,0
04167,0
1388,062,10857,0
0857,01033,0189,0
189,0/67,41
2
==∴
==
=−=−
=⇒=
Verificações:
• Cálculo do Comprimento (L)
• Taxa de escoamento Superficial 
resultante:
( ) mLxZHxL máx 55,101033,0572,05,22)(5,22 =⇒−=−=
diamm
x
x
A
Q
S
./1152
62,155,10
4,8683,227 23
==
• Cálculo do rebaixo da caixa de areia:
m
x
h
caixanaacumuladaareiadediáriaaltura
02,0
62,155,10
328,0
:
==
•
Para um rebaixo de 20 cm tem-se um intervalo de limpeza da 
caixa de 10 dias.
V = 0,03 L/m3 x 126,58 L/s x 86,4 = 328 L
Para a taxa de 30 L/1000 m3 e para vazão média 
de final de plano, Q = 126,58 L/s, tem-se o seguinte 
volume diário de areia retida na caixa:
102102
Universidade Federal de Alagoas – UFAL
Unidade Acadêmica Centro de Tecnologia – CTEC
REFERÊNCIA
Livros: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo –
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental –
UFMG.
Material didático dos professores Roque Passos Pivelli e 
Sidney Seckler Ferreira Filho.