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Saneamento Básico Aula 6 – Sistema de Esgotamento Sanitário Prof. Eurico Huziwara e-mail: eurico.huziwara@estacio.br Por que tratar os esgotos? Remoção de matéria orgânica Remoção de sólidos em suspensão Remoção de organismos patogênicos Remoção de nutrientes ETE água bruta ETA manancial rede (água) rede (esgoto) água tratada esgoto bruto esgoto tratado esgoto bruto autodepuração diluição CICLO DO USO DA ÁGUA I-Caracterização dos efluentes I-1 Efluente doméstico É toda água residuária gerada pelas atividades e necessidades humanas em uma residência e que fluem através da rede de esgoto. Podem igualmente serem lançadas diretamente no ambiente ou redirecionadas para estações de tratamento.; Características principais: • altos teores de sólidos totais, • altos teores de nutrientes e matéria orgânica • altos números de bactérias do grupo coliformes • elevada DBO. Demanda bioquímica de oxigênio (DBO) É a forma mais utilizada para se medir a quantidade de matéria orgânica presente no esgoto ou em outras palavras; medir a quantidade de oxigênio necessário para estabilizar a matéria orgânica com a cooperação de bactérias aeróbias. Quanto maior o grau de poluição orgânica maior será a DBO. A DBO vai reduzindo-se gradativamente durante o processo aeróbio até anular-se, quando então a matéria orgânica estará totalmente estabilizada. I-2 Efluente Industrial É toda água residuária gerada pelas atividades industriais e que fluem através da rede de esgoto. Podem igualmente serem lançadas diretamente no ambiente ou redirecionadas para estações de tratamento. Características principais: • compostos orgânicos • substâncias radioativas • ácidos • metais pesados II-Impactos ambientais As principais fontes de poluição da água são os efluentes domésticos e os industriais; fontes de poluição Pontuais: tubulações emissárias de esgoto e galerias de águas pluviais Difusas: águas de escoamento da superfície ou de infiltração. POLUIÇÃO DA ÁGUA Resulta na introdução de resíduos na mesma (matéria ou energia) de modo a torná-la prejudicial às formas de vida, ou impróprias para um determinado uso estabelecido para ela 1. Elevação da temperatura Conseqüências: •aumento das reações químicas e biológicas • redução do teor de oxigênio dissolvido • diminuição da viscosidade da água • aumento da ação tóxica de alguns compostos II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 2. Sólidos dissolvidos totais Conseqüências: •Assoreamento de ambientes aquáticos (enchentes) • soterramento de ovos, invertebrados e peixes • aumento da turbidez da água a) Fundo de rio com baixa deposição de sedimento b) O mesmo rio com alta deposição de sedimento Muitos locais para pequenos peixes Bactérias, protozoários e larvas de insetos ligados às rochas Penetração de luz, fotossíntese de algas perifíticas Argila em suspensão impede penetração da luz Organismos ligados às rochas são arrastados pela areia e espalhados ao longo do fundo Quase todos organismos eliminados II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 3. Matéria orgânica Conseqüências: • redução do oxigênio dissolvido (decomposição bacteriana aeróbia) • maus odores (decomposição bacteriana anaeróbia) II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 4. Microrganismos patogênicos Conseqüências: • transmissão de doenças ao homem II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 5. Nutrientes Conseqüências: •eutrofização da água eutrofização cultural OLIGOTRÓFICO EUTRÓFICO pobre em nutrientes fitoplâncton limitado águas claras grande penetração da luz vegetação aquática submersa florescente ENTRADA DE NUTRIENTES rico em nutrientes fitoplâncton florescente turbidez da água vegetação aquática submersa inibida rico em nutrientes renovação rápida do fitoplâncton acumulação de detritos de algas mortas decompositores alimentando-se sobre detritos depleção do oxigênio dissolvido peixes, moluscos e crustáceos sufocando II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 6. Mudanças de pH Conseqüências: • efeitos sobre a flora e a fauna • restrições de uso da água na agricultura • aumento da toxicidez de certos compostos (amônia, metais pesados, gás sulfídrico) II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 7. Compostos tóxicos Conseqüências: •danos à saúde humana • danos aos animais aquáticos II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 8. Corantes Conseqüências: • cor na água • redução da transparência da água diminuição da atividade fotossintética redução do oxigênio dissolvido prejuízos à vida aquática II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 9. Substâncias tensoativas (advindos de processos industriais) Conseqüências: • redução da viscosidade • redução da tensão superficial da água • danos à fauna • espumas •toxidez II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 10. Substâncias radioativas Conseqüências: •danos à saúde humana • danos aos animais aquáticos II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA Consumo de oxigênio Matéria orgânica II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA Demanda de oxigênio DBO Conseqüências do lançamento de carga orgânica em um curso d’água Curva de depressão de oxigênio AUTODEPURAÇÃO DE UM CORPO D’ÁGUA Volta ao estado inicial Curva de depressão de oxigênio em diversas condições de autodepuração II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA Eutrofização II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA Contaminação por microrganismos Água como fonte de doenças Doença Tipo de organismo Doença Tipo de organismo Cólera Bactéria Poliomielite Vìrus Disenteria Bactéria Disenteria amebiana Protozoário Enterite Bactéria Esquistossomose Verme Febre tifóide Bactéria Ancilostomíase Verme Hepatite infecciosa Vírus Malária Protozoário Criptosporidiose Protozoário Febre Amarela Vírus Dengue Vírus III-Controle da poluição da água PROGRAMA DE CONTROLE DE POLUIÇÃO DA ÁGUA 1. Diagnóstico da Situação Existente 2. Definição da Situação Desejável 3. Estabelecer e Desenvolver Medidas de Controle 4. Programas de Acompanhamento 5. Suporte Institucional Legal * medidas de caráter corretivo ou preventivo 1. Diagnóstico da Situação Existente O diagnóstico deve compreender: Dados fisiográficos da bacia Condições hidráulicas do corpo d’água Diagnóstico de qualidade da água do manancial Áreas sujeitas à erosão Caracterização Sócio-econômica Dados do meio biológico Levantamento usos múltiplos Uso e ocupação do solo Estudo das condições do corpo d’água e de sua baciahidrográfica Identificação e quantificação das cargas poluidoras Fertilizantes Água de escoamento superficial Pesticidas Dejetos de animais Lixo (chorume) Efluentes D & I Perfil sanitário IQA *Fontes de poluição Efluentes industriais Água escoamento superficial Fezes de animais Efluentes domésticos * Avaliação da carga poluidora 2. Definição da Situação Desejável Qual é a situação desejável para um corpo d’água? Dependerá dos usos a que o mesmo se destina Portanto, os requisitos de qualidade serão estabelecidos em função dos usos, o que exigirá, de antemão, a definição dos usos e a classificação do corpo d’água As medidas adotadas visando garantir que sejam observados os limites e condições estabelecidos para uma dada classe, constitui-se no enquadramento 3. Estabelecer e Desenvolver Medidas de Controle (específicas para os efluentes) d) Modificação no Processo Industrial b) Reuso da Água c) Afastamento das Fontes de Poluição a) Implantação de Sistemas de Coleta e Tratamento de Esgoto 4. Programas de Acompanhamento A Organização Mundial de Saúde (OMS) sugere três tipos para acompanhamento da qualidade das águas A) MONITORAMENTO B) VIGILÂNCIA C) ESTUDO ESPECIAL 5. Suporte Institucional Legal - INSTITUTO BRASILEIRO DE MEIO AMBIENTE – IBAMA - CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CONAMA - POLÍTICA NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – LEI FEDERAL Nº 6.938/81 - ÓRGÃOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO E LEGISLAÇÃO ESTADUAIS -Resolução Nº 6 (ANA) - “PROGRAMA NACIONAL DE DESPOLUIÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS” regulamenta: - o pagamento pelo esgoto tratado e estimula a construção de ETEs - Introdução do conceito de “POLUIDOR-PAGADOR” IV-Processos de tratamento de efluentes domésticos e industriais ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA Os processos de tratamento se resumem em: Método físico Método biológico Método químico MÉTODO FÍSICO utiliza forças físicas: * decantação (usa a força gravitacional) * floculação (agrupamento das partículas por colisão) * flotação (usa o arraste dos partículados por pequenas partículas de ar formadas no volume do reator. Outros métodos físicos incluem: * peneiramento * desintegração * equalização * mistura * filtragem Seqüência de utilização dos métodos físicos numa planta convencional de tratamento de efluentes Seqüência de utilização dos métodos físicos numa planta convencional de tratamento de efluentes. Fundamentos do tratamento biológico de efluentes MÉTODO BIOLÓGICO utiliza o metabolismo de microrganismos Processo em batelada Processo contínuo Necessidades dos microrganismos para o metabolismo 1. Fonte de energia: luz (fototróficos); reações de oxi-redução (chemotróficos); 2. Carbono: para síntese celular Compostos orgânicos = heterotrófico Dióxido de carbono = autotrófico 3. Nutrientes (N, P, S, K, Ca, Mg) Carbono + Nutrientes = SUBSTRATO. Os processos de tratamento biológico podem ser: - aeróbios - anaeróbios - facultativos - anóxicos LAGOAS -Facultativas* -De maturação -Lagoas anaeróbias -Lagoas aeradas MÉTODO QUÍMICO utiliza processos químicos * COAGULAÇÃO = desestabilização das partículas coloidais (0,1 – 1 m) Coagulação por neutralização da carga. * PRECIPITAÇÃO QUÍMICA = alterar o equilíbrio iônico de um composto metálico para produzir um precipitado insolúvel A TÉCNICA É UTIL PARA REMOVER ÍONS METÁLICOS COMO OS DE CÁLCIO E MAGNÉSIO; ÂNIONS FOSFATOS; METAIS PESADOS * OXIDAÇÃO = objetivo é obter produtos finais ou intermediários de mais fácil biodegradação, ou removíveis por adsorção Os oxidantes químicos mais usados são: oxigênio; cloro; permanganato de potássio; ozônio, peróxido de hidrogênio OS POLUENTES DE POSSÍVEL REMOÇÃO SÃO: FERRO; MANGANÊS E CIANETOS (altamente tóxicos); ORGÂNICOS (pesticidas) * ADSORÇÃO COM CARVÃO ATIVADO = adsorção física de compostos orgânicos solúveis na superfície do carvão A TÉCNICA É UTIL PARA REMOVER SOLVENTES ORGÂNICOS; COMPOSTOS DE ALTO PESO MOLECULAR; METAIS PESADOS * TECNOLOGIA DE MEMBRANA = separação seletiva de diferentes compostos - PROCESSOS: - Microfiltragem – Ultrafiltragem - Nanofiltragem - Osmose reversa Exemplos de diferentes combinações de tratamento para diferentes efluentes industriais FIRMENICH – Empresa de essências - separador água/óleo – peneira – tanque de equalização – sistema de dosagem química – flotador – reator anaeróbio – nova correção de pH – reator aeróbio com difusores de micro bolha – decantação –e filtração O lodo é enviado para um espessador – tanque de acúmulo - filtro prensa - disposição no ambiente TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA EMPRESA DE PINCÉIS E DE ROLO PARA PINTURA Diagrama esquemático do processo de curtume do couro Historicamente, os processos de tratamento de efluentes têm sido direcionados para remoção de sólidos suspensos totais (SST), matéria orgânica biodegradável (DBO) e remoção de organismos patogênicos (presença de coliformes). MÉTODOS ALTERNATIVOS MÉTODOS ALTERNATIVOS ELETRÓLISE = visando principalmente remoção de matéria orgânica IRRADIÇÃO ULTRA-VIOLETA = visando principalmente desinfecção. Comprimentos de onda de 260 – 265 nm têm função germicida. Ação: material genético dos microrganismos (ácido nuclêico) FUNGOS FILAMENTOSOS = Aspergillus niger, Aspergillus flavus e Drechslera sp. OZÔNIO = oxidação de microrganismos (desinfecção) e de compostos como fenol, cianeto, metais pesados e orgânicos MÉTODOS ALTERNATIVOS PROCESSOS DE OXIDAÇÃO AVANÇADOS = (iniciativa do IPEN e indústrias) – utiliza radiação ionizante proveniente de feixe de elétrons de alta energia, gerados em aceleradores industriais. PROCESSO USADO PARA DEGRADAÇÃO QUÍMICA DE COMPOSTOS ORGÂNICOS INDUSTRIAIS E DESINFECÇÃO DE ESGOTOS E LODOS DOMÉSTICOS. Painel de controle da planta piloto de tratamento de efluentes com acelerador industrial de elétrons WETLANDS CONSTRUÍDAS
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