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Aula 6 Tratamento de efluentes

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Prof. Maria Elisa Magri 
 
Tratamento de águas residuárias 
Universidade Federal de Lavras 
Departamento de Engenharia 
Disciplina: GNE 156 – Introdução ao controle e poluição ambiental 
Turma 22ª - Eng. Controle e Automação - Semestre 2014-1 
1 
O objetivo do tratamento de águas residuárias é remover poluentes, 
que quando lançados, podem prejudicar o ambiente aquático. 
Por que tratar os efluentes? 
Introdução 
 - Conscientização? 
 - Necessidade ambiental? 
 - Legislação? 
2 
Se o efluente tratado for disposto em corpos d’água, deve-se seguir a 
legislação vigente: 
 - Federal - Resolução CONAMA nº 357/2005 e 430/2011 
 - Estadual - Deliberação Normativa Conjunta COPAM/CERH nº 1/2008) 
Introdução 
Parâmetros 
CONAMA 
430/2011 
COPAM/CERH 01/2008 
pH 6,0 a 9,0 6,5 a 9,0 
Temperatura < 40ºC < 40ºC 
Sólidos em suspensão - 100 mg L-1 
Nitrogênio amoniacal total 20 mg L-1 - 
DBO 120 mg L-1 
60 mg L-1 (ou o sistema de tratamento 
deve alcançar eficiência de tratamento de 
60% para esgoto doméstico (75% para 
outras águas residuárias), e o efluente não 
altere a classe do curso d’água receptor) 
DQO - 180 mg L-1 
Metais pesados e 
compostos orgânicos 
Padrões específicos para cada metal e cada composto 
orgânico 
3 
Relações dimensionais entre carga e concentração 
A carga afluente a uma estação de tratamento corresponde à 
quantidade de poluente (massa) por unidade de tempo. 
QConcCa 
Ca = Carga afluente (kg d
-1); 
Conc = Concentração (kg m-3); 
Q = Vazão (m3 d-1). 
Alguns conceitos 
4 
TDH – Tempo de Detenção Hidráulica 
Alguns conceitos 
TDH = Tempo de detenção hidráulica (d); 
V = Volume (m3); 
Q = Vazão (m3 d-1). 
Q
V
TDH 
5 
Porcentagem ou eficiência de remoção de um determinado poluente 
Alguns conceitos 
Ci = Concentração afluente; 
Cf = Concentração efluente. 
100
C
CC
E(%)
i
fi 


6 
Tratamento de efluentes 
Tratamento 
Preliminar 
Tratamento 
Primário 
Tratamento 
Secundário 
Tratamento 
Terciário ou 
pós-
tratamento 
Níveis do Tratamento dos Esgotos 
Tipos de tratamento 
Físico 
Físico-Químico 
Químico 
Biológico 
Características dos efluentes 
Relação custo/benefício 
Localização do empreendimento 7 
Tratamento de efluentes 
Tratamento 
Preliminar 
Tratamento 
Primário 
Tratamento 
Secundário 
Tratamento 
Terciário ou 
pós-
tratamento 
Objetivos dos diferentes níveis de tratamento 
Remoção de sólidos grosseiros e areia; 
Remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis; 
sólidos flutuantes; 
Remoção da matéria orgânica; 
Remoção da matéria orgânica remanescente 
(polimento); organismos patogênicos e nutrientes. 
8 
Tratamento Preliminar 
Unidades características de um sistema de tratamento preliminar 
Grades 
- Instalada a 45º no canal de condução do efluente 
- Gradeamento manual e mecanizada 
9 
Tratamento Preliminar 
Grades 
- Limpeza manual 
10 
Tratamento Preliminar 
Grades 
- Limpeza mecanizada 
11 
Tratamento Preliminar 
Peneiras 
Estática 
Rotativas 
12 
Tratamento Preliminar 
Peneiras 
Efluente de frigorífico 
Efluente da suinocultura 
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Tratamento Preliminar 
Desarenador 
- Limpeza manual 
14 
Tratamento Preliminar 
Desarenador 
- Limpeza mecanizada 
15 
Tratamento Preliminar 
Caixa de gordura 
16 
Tratamento Primário 
Decantador 
17 
Tratamento Primário 
Decantador 
18 
Tratamento Primário - Avançado 
Flotador 
19 
Tratamento de efluentes 
Tanque séptico 
Tanque séptico proposto pela NBR 13.969/1997 
TRH: 12 a 24 h 
20 
 Segundo a NBR 7.229/1993 o efluente do tanque séptico deve ser tratado das seguintes formas: 
21 
Tratamento de efluentes 
Vala de filtração 
 
Conjunto tubulações perfuradas superiores, para 
distribuir o efluente sobre leito biológico filtrante, e 
tubulações perfuradas inferiores, para coletar o 
filtrado e encaminhá-lo à disposição final. 
 
Vala de infiltração 
 
Consiste na infiltração do efluente do tanque 
séptico no solo e composta por um conjunto de 
tubulações perfuradas assentada sobre a camada-
suporte de pedra britada. 
22 
Tratamento de efluentes 
Sumidouro ou poço absorvente 
 
Poço seco escavado no chão e não 
impermeabilizado, que orienta a 
infiltração de água residuária no solo. 
Filtro anaeróbio 
 
Unidade destinada ao tratamento de 
esgoto, mediante afogamento do meio 
biológico filtrante. 
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Tratamento de efluentes 
Filtro anaeróbio 
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Tratamento de efluentes 
Filtro anaeróbio 
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Tratamento Secundário 
Disgestão anaeróbia 
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Tratamento Secundário 
Reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 
- A biomassa (micro-organismos) cresce 
dispersa no meio; 
- Há formação de grânulos; 
- Os grânulos aumentam a eficiência do 
sistema na remoção de matéria orgânica; 
- Há formação de gases (metano e CO2); 
- Há uma estrutura na parte superior do 
reator que separa o efluente dos gases e 
dos sólidos. 
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Reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 
 - Há necessidade de remoção constante de 
lodo; 
 - O lodo sai digerido, podendo ser 
simplesmente desidratado em leitos de 
secagem ou por meio de equipamentos 
mecânicos; 
- Eficiência de remoção de matéria orgânica - 
70%. 
Tratamento Secundário 
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Reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) 
Aproveitamento energético: 
Tratamento Secundário 
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Tratamento de Dejetos 
Biodigestor 
 - Processo anaeróbio; 
 - Material pastoso ( 8 a 10% de ST - lodo). 
30 
Tratamento de Dejetos 
Biodigestor 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Anaeróbia 
Tratamento Secundário 
- Tem a finalidade de oxidar compostos orgânicos complexos; 
- Não dependem da fotossíntese das algas; 
- São profundas (4,5 a 5,0 m de profundidade); 
- O balanço de oxigênio é negativo, predominam as condições anaeróbias; 
- Ocorre os processos de degradação anaeróbia descritos anteriormente; 
- Para um mesmo TRH, a decomposição da matéria orgânica é apenas 
parcial (50 a 70% de remoção de DBO); 
 - TRH para esgotos domésticos deve estar entre 3 e 6 dias e para águas 
residuárias agroindustriais entre 5 e 50 dias; 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Anaeróbia 
Tratamento Secundário 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
 - Parte da matéria orgânica em suspensão (DBO particulada) tende a 
sedimentar, vindo a constituir o lodo de fundo; 
 - O lodo sofre o processo de decomposição por micro-organismos anaeróbios; 
 - A matéria orgânica dissolvida (DBO solúvel) não sedimenta e sua 
decomposição se dá através de bactérias facultativas; 
 - O oxigênio utilizado na respiração aeróbia, é suprido ao meio aquático pela 
fotossíntese realizada pelas algas; 
 - As algas produzem oxigênio que é usado pelas bactérias heterotróficas, as 
quais produzem gás carbônico que, por sua vez, é usado pelas algas. 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
35 
Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
 - Fotossíntese necessita de fonte de energia luminosa (sol), então é mais 
elevada próximo à superfície. 
 - Profundidades típicas de 1,5 a 2,0 m. 
 - À medida que se aprofunda na massa líquida, a penetração da luz é menor: 
ausência de oxigênio dissolvido a partir de uma certa profundidade. 
 - A redução de DBO das lagoas facultativasé da ordem de 70 a 90%. 
 - TRH > 20 dias (esgoto doméstico). 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
 - A grande vantagem das lagoas facultativas é não produzir mau odor; 
- Sua maior desvantagem é a grande área que poderão ocupar; 
 - O arranjo típico de lagoas de estabilização é o chamado Sistema Australiano: 2 
lagoas em série - anaeróbia seguida de facultativa. 
 - A lagoa facultativa quando precedida de uma lagoa anaeróbia recebe uma carga 
de apenas 30 a 50% da carga da água residuária bruta, podendo ter, portanto, 
dimensões bem menores. 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
 - A lagoa anaeróbia deve ter o fundo impermeabilizado com geomembrana 
de PEAD (Polietileno de Alta Densidade); 
 - Deve-se retirar o lodo; 
 - O lodo removido deve ser enviado a um leito de secagem para posterior 
encaminhamento a aterro sanitário ou uso agrícola. 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa Facultativa 
Tratamento Secundário 
40 
Lagoas de Estabilização - Lagoas aeradas 
Tratamento Secundário 
 - Utilizada quando se deseja obter um sistema predominantemente aeróbio, e 
de dimensões ainda mais reduzidas; 
 - Lagoa aerada facultativa - O2 vem dos aeradores. 
41 
Lagoas de Estabilização - Lagoas aeradas 
Tratamento Secundário 
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Lagoas de Estabilização - Lagoas aeradas 
Tratamento Secundário 
Lagoa aerada de 
mistura completa 
Lagoa aerada 
facultativa 
 - TDH de 5 a 10 dias 
 - TDH de 2 a 4 dias 
 - Exigem decantador 
secundário 
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Tratamento Secundário 
Vantagens dos sistemas de lagoas de estabilização 
 - Satisfatória eficiência de remoção de DBO; 
 - Razoável eficiência na remoção de patógenos; 
 - Construção, manutenção e operação relativamente simples; 
 - Baixos requisitos energéticos (lagoas não aeradas). 
Desvantagens dos sistemas de lagoas de estabilização 
 - Elevados requisitos de área; 
 - O desempenho varia com as condições climáticas (não aeradas); 
 - Requisitos energéticos (aeradas); 
 - Devem ser localizadas distante de residências (anaeróbias); 
 - Proliferação de insetos. 
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Lodos ativados 
Tratamento Secundário 
 É um dos sistemas de tratamento aeróbio mais utilizados no mundo, 
principalmente quando se exige elevada qualidade do efluente tratado e são 
requeridas pequenas áreas. 
Unidades do sistema de lodos ativados: 
 
 → Tanque de aeração (reator) 
 → Tanque de decantação 
 → Recirculação de lodo 
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Lodos ativados 
Tratamento Secundário 
Remoção da matéria orgânica Reator 
Sedimentação do lodo Decantador secundário 
Recirculação de parte do lodo Conjunto motobomba 
TDH de 6 a 8 horas 
Razão de recirculação do lodo = 0,5 
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Lodos ativados x Lagoa aerada 
Tratamento Secundário 
Em virtude da recirculação do lodo, a concentração de sólidos em suspensão 
no tanque de aeração no sistema de lodos ativados é mais de 10 vezes 
superior à de uma lagoa aerada de mistura completa, onde não ocorre 
recirculação. 
Lagoa aerada de mistura completa Lodos ativados 
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Sistemas alagados construídos (wetlands) 
Tratamento Secundário 
Sistemas complexos, integrados, no qual as plantas, os micro-organismos e o 
substrato interagem para melhorar a qualidade da água. 
48 
Sistemas alagados construídos (wetlands) 
Tratamento Secundário 
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Sistemas alagados construídos (wetlands) 
Tratamento Secundário 
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Sistemas alagados construídos (wetlands) 
Tratamento Secundário 
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Sistemas alagados construídos (wetlands) 
Tratamento Secundário 
Vantagens: 
- Não requer energia para funcionamento; 
- Têm mostrado uma grande capacidade de remoção e transformação de 
compostos químicos, retendo e removendo vários poluentes; 
- Pequena ou nenhuma exalação de odores; 
- Não produz lodo para ser disposto; 
- Absorção dos nutrientes pelas plantas; 
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Sistemas alagados construídos (wetlands) 
Tratamento Secundário 
Limitações: 
 - Requer grandes áreas; 
 - A eficiência varia com a temperatura; 
 - Necessita de suprimento de água contínuo; 
- Pode remover nutrientes que poderiam, ser utilizados na aplicação em 
culturas. 
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Tratamento do lodo 
 O lodo secundário removido deve ser enviado a um leito de secagem ou ser 
desaguado mecanicamente para posterior encaminhamento a aterro sanitário 
ou uso agrícola. 
 - Lodo Primário – lodo que ainda sofre processo de estabilização. Deve ser 
estabilizado antes de ser disposto no ambiente, por exemplo, em biodigestores. 
 - Lodo Secundário – lodo digerido, obtido em sistemas de tratamento de 
efluentes que demandam longos períodos para sua remoção. 
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Tratamento do lodo 
 Limpa-fossa 
Limpeza de lagoa 55 
Tratamento do lodo 
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Tratamento do lodo 
- Elevador de lodo tipo helicoidal 
(parafuso sem fim) 
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Tratamento do lodo 
 - Leito de secagem do lodo - Filtro prensa (desaguar o lodo) 
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Tratamento do lodo 
 Higienização 
 A higienização busca reduzir a patogenicidade do lodo a níveis que não 
venham a causar riscos à saúde da população, de acordo com as exigências 
de cada utilização. 
Andreroli & von Sperling (2001) 
 - Elevar o pH do lodo para valores superiores a 12,0 por 72 horas; 
Resolução CONAMA nº 375/2006 
- A uma temperatura de 25ºC, elevar o pH do lodo para valores superiores a 
12,0 por 2 horas, permanecendo > 11,5 por mais 22 horas, sem que seja feita 
uma aplicação adicional de álcali (cal). 
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Desinfecção 
Tratamento Terciário 
 - Efluentes de sistemas de tratamento de esgotos sanitários ou dejetos 
animais, tanto aeróbios quanto anaeróbios, geralmente ainda contêm 
relativamente grande quantidade de micro-organismos patogênicos e, 
portanto, necessitam passar por desinfecção para assegurar proteção à saúde 
pública. 
 - Os sistemas de tratamento convencionais são projetados para remoção de 
matéria orgânica, sendo, portanto, pouco eficientes na remoção de organismos 
patogênicos. 
 - Desinfecção pode ser definida como a etapa responsável pela redução das 
densidades de micro-organismos de interesse até os limites estabelecidos pela 
legislação para os diferentes tipos de usos da água. 
Desinfecção ≠ Esterilização 
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Desinfecção 
Tratamento Terciário 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa de maturação 
Tratamento Terciário 
 - O principal objetivo das lagoas de maturação é o da remoção de organismos 
patogênicos, e não da remoção adicional de DBO. 
 - As lagoas são rasas (< 1,0 m de profundidade): 
 - Radiação solar (radiação ultravioleta e temperatura); 
 - Elevado pH (pH > 8,5) - remoção de CO2 pelas algas; 
 - Elevada concentração de OD (favorecendo uma comunidade aeróbia, 
mais eficiente na eliminação dos coliformes, e reações de foto-
oxidação). 
- Escassez de alimento; 
- Organismos predadores; 
- Competição. 
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Lagoas de Estabilização - Lagoa de maturação 
Tratamento Terciário 
- As lagoas de maturação devem atingir elevadíssimas eficiências na remoção 
de coliformes (E > 99,9 a 99,999%); 
- E para isso, geralmente são construídas em série. 
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