P1 - Tratamento Primário

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Tratamento Resíduos 
Industriais 
Profa. Fabiana V. da Fonseca 
fabiana@eq.ufrj.br 
Tratamento Primário – Parte 1 
 
Tratamento Preliminar ou pré-tratamento à Métodos físicos 
 
Tratamento Primário à Métodos físicos e químicos 
 
Tratamento Secundário à Métodos biológicos (aeróbios e anaeróbios) 
 
Tratamento Terciário à Métodos físicos e químicos e técnicas avançadas 
 
TRATAMENTO DE 
EFLUENTES 
Tratamento primário de 
efluentes 
 
•  Equalização 
•  Neutralização (correção do pH) 
•  Coagulação e Floculação 
•  Sedimentação 
•  Precipitação química 
•  Flotação 
Clarificação 
química. 
Tratamento Preliminar 
Gradeamento 
•  Unidades que retém sólidos grosseiros tais como, galhos, cascas, 
plásticos, etc. 
•  Todo o material retido nas grades é removido manualmente ou 
mecanicamente. 
 
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Tratamento Preliminar 
Tratamento Preliminar 
Peneira giratória 
Objetivo: Minimizar ou controlar flutuações das vazões, 
 características físicas ou composição das águas 
 residuárias, de modo a obter condições uniformes na 
 entrada das operações unitárias da ETE 
 
•  Amortecer as flutuações na carga orgânica biodegradável de modo a evitar 
sobrecargas súbitas dos sistemas de tratamento biológico; 
 
•  Proporcionar um controle adequado de pH; 
•  Minimizar as variações súbitas de vazão na entrada do tratamento físico-
químico para proporcionar taxas de alimentação química compatíveis com a 
capacidade de processamento do equipamento; 
• Prover uma capacidade adequada para descargas controladas de despejos 
nos sistemas municipais, de modo a obter uma distribuição mais uniforme das 
descargas, evitando surtos; 
 
•  Evitar que concentrações elevadas de materiais tóxicos entrem na planta de 
tratamento biológico 
EQUALIZAÇÃO 
Objetivos da equalização 
"   Evitar variações na carga orgânica 
 Variações na carga orgânica iriam afetar a atividade 
microbiológica, quer limitando-a e inibindo-a se em 
excesso. 
"   Controlar o pH do efluente 
 Permitir, por exemplo, a minimização das flutuações na 
quantidade de neutralizantes necessária ou aproximação 
das condições ótimas de pH para os tratamentos 
químicos ou biológicos. 
"   Ter capacidade de armazenamento 
 Com a capacidade de armazenamento atingida com a 
equalização é possível evitar as variações no efluente. Permite 
também a minimização dos impactos das descargas no meio receptor. 
 
"   Evitar elevadas concentrações de substâncias tóxicas 
 A estabilização das quantidades de tóxicos introduzidos no sistema, 
assim como a redução da sua concentração, ajuda a minimizar o 
impacto dessas substâncias nos sistemas biológicos. 
 
 
 
Objetivos da Equalização 
Fonte: Eckenfelder, Barbosa F. 
Nesta etapa, o efluente é misturado em tanques de equalização, por 
agitação mecânica vigorosa, de forma a garantir uma uniformidade 
para alimentar as unidades subsequentes. 
Tratamento Preliminar 
Equalização 
Potencia do agitador- regime turbulento 
 
"   Muitos efluentes industriais contêm elevadas cargas ácidas ou 
alcalinas que requerem neutralização antes de serem submetidas a 
tratamento químico ou biológico, ou antes de serem descarregadas. 
 
"   Para tratamentos biológicos, o pH deverá estar entre 6.5 e 8.5, de 
modo a garantir uma atividade microbiana ótima. 
NEUTRALIZAÇÃO 
Mistura de duas correntes com níveis de pH opostos 
 
Se duas correntes a tratar tiverem pH oposto, pode obter-se a neutralização 
pela sua mistura. Este processo requer uma capacidade de equalização 
que permita a obtenção do resultado desejado. 
 
Neutralização de correntes ácidas 
A neutralização de correntes ácidas pode ser obtida fazendo-as passar por 
um leito de carbonato de cálcio ou pela mistura de cal ao efluente. 
 
NEUTRALIZAÇÃO 
Neutralização de correntes alcalinas 
A neutralização de efluentes alcalinos pode ser obtida pela adição de 
ácidos fortes. No entanto, por razões de custo, a escolha destes fica 
muitas vezes reduzida ao ácido sulfúrico. Um outro neutralizante usual 
no tratamento de efluentes é o CO2, produto secundário de muitos 
processos industriais. 
NEUTRALIZAÇÃO 
Remoção de óleos de efluentes 
•  Separadores API (American Petroleum Institute) 
•  Se caracterizam por serem grandes tanques onde o 
efluente escoa horizontalmente e óleo livre é separado 
da fase aquosa; 
•  As gotículas de óleo devem percorrer grandes 
distâncias para ascenderem e serem coletadas; 
•  Equipamentos grandes; 
•  Remoção da fração de óleo livre do efluente 
 
 
Separadores API (American Petroleum Institute) 
 
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CLARIFICAÇÃO	
  FÍS ICO-­‐QUÍMICA	
  (FLOTAÇÃO)
TANQUE	
  DE	
  EQUALIZAÇÃO
MM
FLOCULADOR
FLOTADOR
RECEPTOR
CORPO
DE	
  VAZÃO
MEDIÇÃO	
  
MM
PRODUTO	
  
	
  QUÍMICO
PRODUTO	
  
	
  QUÍMICO
EFLUENTE
TRATADO
LO
D
O
C ENTRÍFUGA
EJETORENTRADA
DE	
  AR
TELES CÓPICA
VÁLVULA
DOS ADORA
BOMBA
Bolha de ar
Partícula
Flocos formado por um conjunto de
partículas, em cujos interstícios as bolhas
de ar ficam retidas.
FLOTAÇÃO 
Este processo é utilizado na remoção de óleos, gorduras e sólidos 
suspensos e na separação e concentração de lodos 
Remoção de lodos 
 
Os flocos, os sólidos suspensos e as partículas de óleos são 
flutuados a estas bolha de ar, que se agregam nas 
partículas. 
 
 
A mistura ar/sólidos sobe à superfície, onde é removida. O 
efluente limpo é removido pelo fundo da unidade de 
flutuação. 
 
Nesta fase, uma nova porção de efluente pode ser re-
pressurizada e re-introduzida na unidade. 
Flotação 
PRINCÍPIO 
•  É um processo de separação de partículas sólidas 
e/ou líquidas em um meio líquido. 
•  Quando a mistura ar/líquido passa pela 
câmara de flotação, o ar forma microbolhas. 
•  Estas microbolhas aderem-se às partículas 
em suspensão, diminuindo sua densidade, 
sendo assim irão para a superfície onde 
são removidas. 
Efluente bruto Efluente floculado Início da Flotação Flotação: 15s 
Flotação: 30s Flotação: 3min Flotação: 4min(Efluente tratado) 
Flotação por ar dissolvido 
•  O ar é injetado na unidade sob pressão de modo à 
dissolvê-lo na água; 
•  Quando a água está saturada, é injetada na câmara de 
flotação; 
•  Nesse momento a pressão cai e o ar é impossibilitado 
de permanecer na solução, criando microbolhas; 
 
 
•  Os flocos se aderem as bolhas sendo transportados até 
a superficie das câmaras. 
C=KH * P 
Flotação Por Ar Dissolvido 
•  Parâmetro A/S = é a relação entre a quantidade de ar 
utilizado (liberado por despressurização) e a quantidade 
de sólidos suspensos alimentada no efluente. 
A= kg/d de ar liberado por despressurização 
 S Kg/dia SS presentes no efluente 
Flotação por ar dissolvido 
FAD 
 
Flotação por ar induzido (FAI) 
•  O ar é introduzido diretamente no fundo 
do tanque; 
•  Baixa eficiência de remoção de sólidos e 
óleos; recomendado para espumas; 
Flotação por ar induzido (FAI) 
Flotação por ar induzido (FAI) 
Flotação 
•  A separação das gotas de óleo da água é regida 
pela lei de Stokes 
Onde: 
ƿA e ƿo = densidade da fase contínua (água) e da fase particulada (óleo), 
respectivamente; 
g= aceleração devido a existência de uma força de campo (gravidade, elétrica ou 
centrífuga); 
dGrepresenta o diâmetro médio da fase particulada (gotícula de óleo); 
µ =viscosidade da fase contínua; 
Vt = velocidade terminal da partícula ou gotícula que se deseja separar. 
Flotação: Mecanismo 
Lei de Henry: C=KHP 
 KH= constantede henry 
 
C=ρa.Sa 
 C (mgar/Lagua) 
 ρa densidade do ar 
 Sa solubilidade do ar 
P2= Patm 
P1= P (câmara de saturação) 
f= fator de saturação 
incompleta 0,5<f<0,8 
C2=ρa.Sa 
A = Kg/d de ar liberado por despressurização 
S kg/d de sólidos no efluente 
Sistemas com e sem reciclo 
como estimar A/S???