Aula 8 20132

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS 
ESCOLA DE ENGENHARIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
 
CONTROLE AMBIENTAL 
 
 
Aula 8: Tratamento de efluentes 
 
 
Profa.: Míriam Cristina Santos Amaral 
 
Setembro/2013 
 
 
Introdução 
 
 
 
 
 Tratamento de efluentes 
 
 
 
 
 
 
•Legislação cada vez mais 
restritiva; 
•Diversidade de efluentes; 
•Aumento do custo da água. 
Problemática 
•Redução do consumo de água; 
•Reúso de água; 
•Tratamento mais eficiente; 
•Tratamento segregado. 
Tendência 
 
 
Introdução 
 
 
 
 
 Legislação 
 
 
 
 
 
 
Legislação Nacional 
Legislação Estadual 
Resolução CONAMA nº 430, de 13 
de maio de 2011. 
Deliberação Normativa COPAM nº 
10, de 16 de dezembro de 1986. 
 
 
Sistemas de tratamento de efluentes 
 
 
 
 
 Conjunto de operações arranjadas para alcançar o grau de 
tratamento desejado; 
 Maior eficiência 
 Menor custo. 
 A seleção das operações é baseada: 
 Características do efluente; 
 Qualidade final do efluente desejado; 
 Proximidades de áreas de estocagem; 
 Topografia e condições do local, espaço disponível, 
requerimentos hidráulicos. 
 
 
 
 
 
Sistemas de tratamento de efluentes 
 
 
 
 
 Tratamento de efluentes 
 
 
 
 
 
 
•Peneiramento, 
•Mistura, 
•Floculação, 
•Sedimentação, 
•Flotação, 
•Filtração e 
•Transferência gasosa 
Físicos 
•Lagoas, 
•Lodos ativados, 
•Reatores anaeróbios, 
•Filtros biológicos, 
•Biorreatores a 
membrana 
Químicos 
•Precipitação, 
•Oxidação, 
• Adsorção. 
Biológicos 
 
 
Sistemas de tratamento de efluentes 
 
 
 
 
 Poluentes x tipo de tratamento 
 
 
 
 
 
 
Sólidos 
suspensos 
Peneiramento, trituração, filtro de areia, 
filtração, flotação, coagulação/floculação, 
decantação 
Orgânicos 
Processos biológicos (reatores aeróbios, 
anaeróbios, bioreator a membrana), químicos 
(oxidação) e físicos (absorção e adsorção) 
Inorgânicos 
Biológicos (remoção de nitrogênio e fósforo), 
precipitação, coagulação/ floculação, 
adsorção, troca iônica, osmose inversa. 
Patogênicos 
Cloração, cloreto de Bromo, Ozonização 
Radiação UV 
 
 
Gradeamento 
 
 
 
 
 O gradeamento objetiva a remoção de sólidos grosseiros e 
são constituídos de barras de ferro ou aço paralelas, 
posicionadas transversalmente no canal de chegada dos 
efluentes na estação de tratamento, perpendiculares ou 
inclinadas, dependendo do dispositivo de remoção do material 
retido. As grades devem permitir o escoamento dos efluentes 
sem produzir grandes perdas de carga. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Gradeamento 
 
 
 
 
 Características 
 
 
 
 
 
 
 
Tipo Espaçamento (cm)
Grade grosseira 4 - 10
Grade média 2 - 4
Grade fina 1 - 2
 
Largura: 
4 mm a 10 mm 
Comprimento: 
25 mm a 75 mm 
Dimensão das 
barras 
Limpeza manual: 
45° ou 60° 
Limpeza mecanizada: 
70° a 90° 
Inclinação das 
barras 
 
 
Decantação 
 
 
 
 
 Objetivo: 
 Remoção de sólidos em suspensão por deposição 
 
 Tipos: 
 Discreta: não há interação entre as partículas, que 
conservam as suas propriedades durante todo o processo. 
 Floculante: há aglomeração das partículas, por isso as 
suas propriedades mudam (caso dos decantadores 
primários). 
 Zonal: as partículas formam um manto, com uma interface 
distinta com a fase líquida (caso dos decantadores 
secundários - lodos ativadas ou da coagulação com 
alumina - lodos químicos). 
 
 
 
Decantação 
 
 
 
 
 Exemplos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caixa 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 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coagulação/Floculação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coagulação 
Processos de desestabilização 
onde se neutralizam as forças 
elétricas superficiais e se 
anulam as forças repulsivas. 
Floculação 
Processo de aglomeração dos 
colóides “descarregados” até a 
formação de flocos que 
sedimentam a uma velocidade 
adequada. 
 
 
Coagulação/Floculação 
 
 
 
 
 Insumos necessários 
 
 
 
 
 
 
Coagulantes 
(sulfato de alumínio, 
sulfato férrico, cloreto 
férrico) 
Compostos capazes de 
produzir hidróxidos gelatinosos 
insolúveis e englobar as impurezas. 
Alcalinizantes 
(hidróxido de cálcio, 
óxido de cálcio hidróxido 
de sódio) 
Capazes de conferir a alcalinidade 
necessária à coagulação 
Coadjuvantes 
(sílica ativa, 
polieletrólitos) 
Capazes de formar partículas ou 
flocos mais densos. 
 
 
Coagulação/Floculação 
 
 
 
 
 Processo 
 
 
 
 
 
 
Adição de produtos 
químicos 
Coagulação – 
agitação vigorosa 
Floculação – agitação 
lenta 
Decantação 
 
 
Flotação 
 
 
 
 
 Remoção de sólidos não sedimentáveis. Efluente líquido a 
ser tratado passa por câmara pressurizada onde há 
injeção de gás (normalmente ar) que é dissolvido na 
câmara de despressurização (tanque aberto). O gás é 
liberado, formando bolhas que arrastam as partículas não 
sedimentáveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Filtração 
 
 
 
 
 Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para 
promover a remoção de material particulado presente na fase 
líquida. 
 
 Tipos de filtração: 
 Filtração em membranas 
 Filtração em meio granular 
 
 
 
 
 
 
 
 
Filtração 
 
 
 
 
 Filtração em meio granular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Filtração 
 
 
 
 
 Filtração em membranas 
 Microfiltração 
 Ultrafiltração 
 Nanofiltração 
 Osmose inversa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tratamento biológico 
 
 
 
 
 Reprodução dos processos naturais que ocorrem nos 
corpos d’água. 
 Diferencial: inserção de tecnologias para otimizar o 
processo e promover condições controladas. 
 Ocorrem num volume limitado: Reator. 
 Influenciados pelo transporte hidráulico dos materiais e 
pelas reações no reator. 
 Remoção de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo 
 
 
 
 
 
 
 
Tratamento biológico 
 
 
 
 
 Tratabilidade biológica de efluentes 
 
 Biodegradabilidade; 
 Tratabilidade; 
 Concentração de matéria orgânica; 
 Disponibilidade de nutrientes; 
 Toxicidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tratamento biológico 
 
 
 
 
 Mecanismo aeróbio 
 
 
 
 
 Mecanismo anaeróbio 
 
 
 
 
 
 
 
Matéria Orgânica + Bactérias + 
O2 
Bactérias + H2O + CO2 
Bactérias + CO2 + CH4 Matéria Orgânica + Bactérias 
 
 
Tratamento biológico 
 
 
 
 
 Parâmetros de processos 
 
 Concentração de oxigênio; 
 Concentração de biomassa; 
 Nutrientes; 
 Tempo de detenção hidráulica; 
 pH; 
 Biodegradabilidade do substrato.Lagoas facultativas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lagoas facultativas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lagoas facultativas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Lagoa anaeróbia: decomposição parcial da MO (50 a 60%) 
alivia a carga da lagoa facultativa 
 Economia de área: 2/3 da área requerida para a lagoa 
facultativa 
 Lagoa anaeróbia – possibilidade de maus odores 
 
 
 
Lagoas aeradas facultativas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Inserção mecânica de Oxigênio; 
 Degradação mais rápida da matéria orgânica; 
 Menor tempo de detenção hidráulica (TDH) na unidade; 
 Menor volume. 
 
 
 
 
Lagoas aeradas de mistura completa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Maior contato biomassa – matéria orgânica 
 maior eficiência de degradação: menor volume da lagoa 
 Maior produção de lodo 
 Necessidade de remoção contínua ou periódica do lodo 
 
 
 
 
Lagoas anaeróbia, facultativa e de 
maturação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Elevada eficiência na remoção de patógenos; 
 Razoável eficiência na remoção de nutrientes; 
 Elevados requisitos de áreas 
 
 
 
 
Lodos ativados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Lodos ativados convencional 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
tanque de 
aeração decantador 
secundário 
lodo secundário 
linha de recirculação 
tanque de 
aeração 
lodo secundário 
linha de recirculação 
decantador 
primário 
 
 
Lodos ativados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Lodos ativados – aeração prolongada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
tanque de 
aeração 
lodo secundário 
linha de recirculação 
 
 
Lagoas anaeróbia, facultativa e de 
maturação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Filtro biológico percolador 
 
 
 
 
 Filtro biológico percolador de baixa carga 
 
 
 
 
 
 
 MO é estabilizada por bactérias que crescem aderidas a um 
meio suporte 
 Esgoto é aplicado na superfície do filtro 
 Aeração natural 
 
 
 Filtro biológico percolador de alta carga 
 
 
 
 
 
 
 
 Melhor resistência a variações de carga que filtros de baixa 
carga. 
 
 
 
 
Filtro biológico percolador 
 
 
 
 
 
 
Filtro biológico percolador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Meio Suporte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UASB 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UASB 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Os biodiscos rodam a baixa velocidade, sendo 40% da sua 
área submersa no efluente. 
 MO é estabilizada por bactérias que crescem aderidas a no 
disco. 
 
 
 
Biodisco 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biodisco 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biorreator com membranas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biorreator com membranas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biorreator com membranas 
 
 
 
 
Planas Tubulares Fibra oca 
 
 Membranas e módulos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biodisco 
 
 
 
 
 
 
Adsorção 
 
 
 
 Mecanismo de adsorção 
 
 A + B A.B 
 Em que: 
 
 A = adsorvato, 
 B = adsorvente , 
 A.B = composto adsorvido 
 
 
 
 
 
 
 
Adsorção 
 
 
 
 Tipos de adsorção: 
 Adsorção física ou fisiosorção; 
 Adsorção química ou quimiosorção. 
 
 Forças químicas envolvidas: 
 Ligações de Hidrogênio; 
 Interações Dipolo-Dipolo; 
 Forças de London ou Van der Waals. 
 
 
 
 
 
 
 
Adsorção 
 
 
 
 Carvão ativado: 
 
 Elevada área superficial; 
 Elevada capacidade na remoção de íons metálicos e matéria 
orgânica (corantes orgânicos, agrotóxicos, cobre, cromo, 
cádmio, chumbo...) 
 Ocorrência significativa de grupos funcionais superficiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Adsorção 
 
 
 
 Carvão ativado: 
 
 Elevada área superficial; 
 Elevada capacidade na remoção 
de íons metálicos e matéria 
orgânica (corantes orgânicos, 
agrotóxicos, cobre, cromo, 
cádmio, chumbo...) 
 Ocorrência significativa de 
grupos funcionais superficiais. 
 
 
 
 
 
 
Processos Oxidativos 
 
 
 Altamente reativos; 
 Têm a capacidade de destruição total de muitos poluentes 
orgânicos; 
 Não depende da biodegradabilidade do efluente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processos Oxidativos 
 
 
 Os processos oxidativos avançados (POA) são processos que 
envolvem a geração de radicais hidroxila (
.
OH); 
 O peróxido de hidrogênio é um oxidante eficiente, seguro e de 
custo acessível; 
 Adição de ativadores: 
 sais de ferro; 
 ozônio ; 
 luz ultravioleta; 
 dióxido de titânio (TiO2); 
 óxido de zinco (ZnO). 
 
 
 
 
Precipitação 
 
 Remoção principalmente de inorgânicos. Ex.: metais pesados, 
fósforo, nitrogênio dentre outros poluentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reação Separação 
 
 
Precipitação 
 
 Remoção de fósforo 
 
 Reação com FeCl3: Fe3+ + PO43- FePO4 
 
 Reação com Ca(OH)2: 3Ca2+ + 2PO43- Ca3(PO4)2 
 
 Reação com Al2SO4: Al3+ + PO43- AlPO4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Remoção de nitrogênio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processos físicos Processos químicos 
Stripping Precipitação química 
Processos biológicos 
Nitrificação/ 
Desnitrifição