SANEAMENTO BÁSICO AULA 22 CARACTERIZAÇÃO E SISTEMA DE TRATAMENTO DE ESGOTOS

Prévia do material em texto

Sistema de 
 Tratamento de 
 Esgotos 
 
 
 
Prof. Fábio 
 Maurício 
 Corrêa 
 
Caracterização das águas residuárias 
Esgoto Sanitário 
Água 
(99,9%) 
Sólidos 
(0,1%) 
Orgânicos 
(70%) 
Inorgânicos 
(30%) 
Detritos (Areia) 
Sais 
Metais 
 
Proteínas 
 
 
Carboidratos 
 
 Gorduras 
Fonte:Tebbeut (1970 apud Daltro Filho, 2004) 
PRINCIPAIS CONSTITUINTES DO 
ESGOTO SANITÁRIO 
 
 sabão, partículas de alimentos, fezes, urina, microrganismos, papel, plásticos, pó, 
areia, madeira, compostos orgânicos e inorgânicos solúveis, coloides,... 
 
– Sólidos Suspensos 
– Sólidos Dissolvidos 
– Matéria Orgânica: 
• proteínas: cerca de 40%; 
• Carboidratos: 20 a 50%; 
• Gorduras e óleos: aproximadamente 10%; 
• Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros. 
– Nutrientes (N e P) 
– Organismos Patogênicos: 
• Vírus, bactérias, protozoários 
CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS DO 
ESGOTO SANITÁRIO 
CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS DO 
ESGOTO SANITÁRIO 
CARACTERÍSTICAS QUALITATIVAS DO 
ESGOTO SANITÁRIO 
CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS FÍSICOS 
• Sólidos Totais 
• Sólidos Suspensos 
• Sólidos Dissolvidos 
• Cor 
• Turbidez 
• Sabor 
• Odor 
• Temperatura 
 
Equipamentos para realização dos 
ensaios de sólidos 
FRAÇÕES DE SÓLIDOS DOS ESGOTOS 
ST 
1000mg/L 
SS 
350mg/L 
SD 
650mg/L 
SSF 
50mg/L 
SSV 
300mg/L 
SDF 
400mg/L 
SDV 
250mg/L 
 
 
 
Sólidos sedimentáveis 
sedimentação em cone 
Imhoff após 1h 
Esgoto Doméstico 
Fonte: von Sperling (1996) 
COR 
• Responsável pela coloração na água; 
• Constituída por sólidos dissolvidos; 
• Corantes orgânicos e inorgânicos; 
• Principais origens: decomposição da matéria orgânica e 
esgotos industriais (tinturarias, tecelagem, produção de 
papel); 
• Toxidade variável. 
– Cor real – devida à presença de matérias orgânicas 
dissolvidas ou coloidais. 
– Cor aparente – devida à existência de matérias em 
suspensão. 
 A OMS recomenda como limite aceitável e 
máximo admissível de cor em águas de abastecimento 
público, respectivamente, 5 UC e 50 UC. 
 Os métodos de determinação de cor baseiam-se na 
comparação da amostra com: 
 Discos de vidro corados (método de Lovibond); 
 Soluções-padrão a diferentes unidades de cor 
(comparação visual direta – tubos de Nessler); 
 Soluções-padrão a diferentes unidades de cor, através de 
métodos fotoelétricos. 
Limite permissível para água 
de abastecimento = 5 uC 
 
ODOR 
• Gases 
• Decomposição da matéria orgânica 
• Também pode ser produzido por contaminantes: fenol, 
tanantes, etc. 
• Se for fresco- lembra cheiro de mofo 
 Se for séptico- cheiro de “ovo podre”, oriundo da liberação de 
gás sulfídrico 
TURBIDEZ 
• Grau de interferência da passagem 
de luz pelo líquido; 
• Constituída por sólidos em 
suspensão; 
• Origem: partículas de rochas, 
argila, siltes, algas e outros 
microrganismos, despejos 
domésticos, industriais, erosão, 
etc. 
 
TURBIDEZ 
 Unidade  UTN = Unidade Nefelométrica de Turbidez 
  NTU = Nefelometric Turbit Unit 
 
 Nefelômetro / Turbidímetro 
 
TEMPERATURA 
CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS QUÍMICOS 
• DBO5,20 
• DQO 
• Nitrogênio 
• Fósforo 
• pH 
• Alcalinidade 
• Acidez 
• Cloretos 
• Oxigênio Dissolvido 
• Micropoluentes inorgânicos 
• Metais pesados 
 
 
espectofotômetro 
MATÉRIA ORGÂNICA - DBO 
 DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio 
 
 
• Corresponde a demanda biológica de oxigênio em 5 dias a 
200C. É a quantidade de oxigênio utilizado por microrganismos 
em mg/L. 
 
• Quantifica, indiretamente, o material orgânico biodegradável, 
presente numa amostra. 
MATÉRIA ORGÂNICA - DQO 
 DQO - Demanda Química de Oxigênio 
 
• Corresponde à demanda química do oxigênio, 
necessária à oxidação do material carbonáceo contido 
nos esgotos. 
 
• Quantifica, indiretamente, o material orgânico 
oxidável quimicamente. 
MATÉRIA ORGÂNICA - COT 
 COT – Carbono Orgânico Total 
 
 
• COD – Carbono orgânico dissolvido 
 
• COP – Carbono orgânico particulado 
 
 
• Águas naturais  1 a 20 mg/L (esgotos 1000mg/L) 
 
• Não há padrão de potabilidade 
 
 
 
Contribuição “per capita” e concentração típica da matéria 
orgânica presente nas águas residuárias domésticas. 
Matéria 
Orgânica 
Contribuição per 
capita típica 
(g/hab.d) 
Concentração típica 
no esgoto bruto 
(mg/L) 
DQO 100 700 
DBO 50 350 
COT 45 250 
Fonte: Von Sperling (1996) 
Processos de degradação remoção M.O. 
• Mediado por microrganismos: 
 
 
 
 
Classificação 
 
 
Fonte de Energia 
 
Fonte de Carbono 
Autotróficos 
 Fotoautotróficos 
 Quimioautotróficos 
 
Luz 
Reações inorgânicas de oxi-redução 
 
CO2 
CO2 
Heterotróficos 
 Quimioheterotróficos 
 Fotoheterotróficos 
 
Reações inorgânicas de oxi-redução 
Luz 
 
Carbono orgânico 
Carbono orgânico 
 
 Em águas naturais, existem diferentes formas 
nitrogenadas apresentam o nitrogênio com 
diferentes números de oxidação, variando de +5 a -
3; 
 As mudanças são devidas a atividades bacterianas e 
dependem das conduces de anaerobiose ou 
aerobiose do meio. 
 As formas mais importantes de nitrogênio 
bioquimicamente falando são: o nitrogênio 
orgânico, a amônia, o nitrito e o nitrato. 
Série Nitrogenada 
NUTRIENTES - NITROGÊNIO 
• Presente em todos os tecidos vivos; 
 
• Indispensáveis ao metabolismo biológico; 
 
• Origem: despejos domésticos, industriais, excremento de animais e 
fertilizantes. 
 
• Problemas: eutrofização, toxidade aos peixes, doenças 
(metahemoglobinemia, câncer, etc). 
 
 
Contribuição “per capita” e concentração típica das formas 
nitrogenadas presentes nas águas residuárias domésticas. 
Forma 
nitrogenada 
Contribuição per 
capita típica 
(g/hab.d) 
Concentração típica 
no esgoto bruto 
(mg/L) 
N orgânico 3,5 20 
NH3 e NH4 4,5 30 
NO3 e NO2 0 0 
Fonte: Von Sperling (1996) 
NUTRIENTES - FÓSFORO 
• Componente importante e necessário do protoplasma; 
 
• No meio líquido - fosfatos; 
 
• Origem: Decomposição das rochas, dissolução dos compostos 
do solo,esgotos domésticos, industriais, excremento de animais 
e fertilizantes; 
 
• Problemas: eutrofização 
Eutrofização 
Contribuição “per capita” e concentração típica das formas 
fosforadas presentes nas águas residuárias domésticas. 
Forma 
fosforada 
Contribuição per 
capita típica 
(g/hab.d) 
Concentração típica 
no esgoto bruto 
(mg/L) 
P orgânico 0,8 4 
P inorgânico 
 
1,7 10 
P Total 2,5 14 
Fonte: Von Sperling (1996) 
pH 
• pH - potencial hidrogeniônico - concentração de íons H+ (escala 
logarítmica); 
 
• Indica a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade do 
líquido; 
 
• Faixa: 0 - 14; 
 
• Constituíntes: sólidos dissolvidos, gases dissolvidos; 
 
• Origem: dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, 
oxidação da matéria orgânica, fotossíntese, despejos domésticos 
e despejos industriais 
ALCALINIDADE 
• Capacidade de neutralizar os ácidos; 
 
• Principais constituíntes: Bicarbonatos(HCO3
-), Carbonatos (CO3
-) 
e os Hidróxidos (OH-); 
 
• Sólidos dissolvidos 
 
• Origem: dissolução das rochas, reação CO2 com a água, despejos 
industriais; 
 
• pH>9,4 - hidróxidos e carbonados 
 pH entre 8,3 e 9,4 - carbonatos e bicarbonatos 
 pH entre 4,4 e 8,3 - bicarbonatos 
OXIGÊNIO DISSOLVIDO 
• Gás oxigênio dissolvido na água; 
 
• Vital para o metabolismo dos organismos aeróbios; 
 
• Processos envolvidos: respiração e fotossíntese 
 
• Importante parâmetro de caracterização dos efeitos da poluição 
por matéria orgânica, em ambientes aquáticos. 
 
METAIS PESADOS 
 
• Metais pesados: arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e 
prata; 
 
• Efeitos cumulativos, percorrem a cadeia alimentar; 
 
Origem: esgotos industriais, atividades mineradoras, atividades 
de garimpo e agricultura. 
 
CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS BIOLÓGICOS 
• Coliformes Totais 
• Coliformes Fecais (Termotolerantes) 
• Escherichia coli - constituí na espécie dominante de coliformes fecais . 
• Streptococos fecais - Streptococos faecalis - homem; Streptococos bovis - gado 
bovino; Streptococos equinus - equinos 
• Testes de Biotoxidade 
• Comunidade Fitoplanctônica 
• Algas tóxicas e cianotoxinas 
 
COLIFORMES TOTAIS E FECAIS 
• Colifomes Totais - grande grupo de bactérias encontradas 
em vários ambientes, poluídos e não poluídos; 
 
• Coliformes Fecais - Bactérias indicadoras de resíduo do trato 
intestinal humano e de outros animais endotermos; 
 
 
 
E. coli e Estreptococos fecais 
• Escherichia coli - constituí na espécie dominante de coliformes 
fecais . 
 
• Estreptococos fecais - Várias espécies ou variedades de 
estreptococos. Habitam o intestino de seres humanos e outros 
animais. 
 
 Ex: Streptococos faecalis - homem; Streptococos bovis - gado 
bovino; Streptococos equinus - equinos 
 
 
 
MICRORGANISMOS PRESENTES NOS ESGOTOS DOMÉSTICOS 
BRUTOS 
Microrganismo Contribuição per capita 
(org/hab.d) 
Concentração 
(org/100mL) 
Bactérias totais 10
12
 - 10
13
 10
9
 – 1010 
Coliformes totais 10
9
 – 1012 106 – 109 
Coliformes fecais 10
8
 - 10
11
 10
5
 – 108 
Estreptococos fecais 10
8 
- 10
9
 10
5
 – 106 
Cistos de protozoários <10
6
 <10
3
 
Ovos de helmintos <106 <103 
Vírus 105 - 107 102 - 104 
 
Fonte: Arceivalla (1981). 
Importância do tratamento de 
efluentes 
Finalidades 
do 
tratamento 
Remoção de 
matéria 
orgânica 
Remoção 
de sólidos 
em 
suspensão 
Remoção de 
organismos 
patogênicos 
Remoção 
de 
nutrientes 
Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes 
Resolução CONAMA 20/86 
Classificação das Águas no Território Brasileiro 
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
Uso Classe
Doces Salinas Salobras
Espe-
cial
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
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
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 -
Resolução CONAMA 20/86 
Padrões do corpo d’água – Exemplos de 
parâmetros associados a esgotos domésticos 
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
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 de algas 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
Resolução CONAMA 274/2000 
Padrões de balneabilidade 
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
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 20/86 - - - - - - -
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
Legislações Estaduais 
Padrões de lançamento 
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
Padrões do Corpo d´água e de Lançamento 
Resolução CONAMA 20/86 
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
-
-
-
-
-
-
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
Lançamento em áreas sensíveis 
Parâmetro Limite Eficiência mínima de
remoção 
(1)
Observações
DBO5 
(2) (3) 25 mg/l O2 70 -90 % -
DQO (3) 125 mg/l O2 75 % -
35 mg/l (4) 90 % População equivalente superior a 10.000 hab
60 mg/l 70% População equivalente de 2.000 a 10.000 hab
Sólidos em
suspensão totais
150 mg/l - Para efluentes de lagoas
Condições mínimas 
Parâmetro Concentração Observações Eficiência mínima
de remoção 
(1)
Nitrogênio total 15 mg/l
10 mg/l
População equivalente entre 10.000 e 100.000hab
População equivalente superior a 100.000 hab (2)
70 - 80
Fósforo total 2 mg/l
1 mg/l
População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab
População equivalente superior a 100.000 hab
80
Legislação Européia - Padrões de lançamento 
para efluentes urbanos 
Curso sobre Pós-tratamento de Efluentes Anaeróbios 
Categoria Condições de Reúso Grupo
exposto
Ovos de
helmintos/l (b)
(média aritmética)
CF/100 mL(c)
(média geométrica)
A Irrigação de culturas que são
ingeridas cruas, campos de esporte e
parques públicos. (d)
Trabalhadores,
consumidores,
público
 1  1000(d)
B Irrigação de culturas não ingeridas
cruas como cereais, para a industria,
pastos, forragem e árvores.
Trabalhadores  1 Não se recomenda
C Irrigação de culturas da categoria B
se o público e os trabalhadores não
ficam expostos
Nenhum Não se aplica Não se aplica
(a) em casos específicos, de acordo com os fatores ambientais, epidemiológicos, locais e socioculturais,
devem ser consideradas modificações das recomendações;
(b) espécies dos nematóides Ascaris, Trichuris, Necator americanus e Ancilostoma duodenale
(c) durante o período de irrigação;
(d) recomendações mais rigorosas devem ser consideradas ( 200 CF/100 mL) para gramados públicos onde
o público tem contato direto;
(e) no caso de árvores frutíferas, a irrigação deve ser suspensa duas semanas antes da colheita, sem que sejam
apanhadas do chão.
Diretrizes da OMS (1989) 
Uso Agrícola de efluentes tratados