Aula 7 GREI 1 2012 [Modo de Compatibilidade]

Prévia do material em texto

1
Gestão de Resíduos e Efluentes IndustriaisUniversidade Federal Fluminense
Instituto de Química
Departamento de Química Analítica
Gestão de Resíduos e Efluentes 
Industriais
Prof. Geraldo Fontoura
geraldo_fontoura@id.uff.br
Turma A1
4as feiras – 18h00 – 21h00
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Programação – 1o. Semestre de 2012
Aula Data Conteúdo
1 07.03 Apresentação do curso. Introdução.
14.03 Não haverá aula!
2 21.03 Resíduos: amostragem, classificação, segregação, armazenagem, 
minimização, reciclagem
3 28.03 A Produção Mais Limpa
4 04.04 Incineração de Resíduos
5 11.04 Co-processamento de resíduos
6 18.04 Exercícios de Revisão.
7 25.04 1ª. Avaliação
8 02.05 Aterro Industrial
Orientação para a execução do trabalho
2
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Programação – 1o. Semestre de 2012
Aula Data Conteúdo
9 09.05 Tratamento de Efluentes Industriais
10 16.05 Transporte de Resíduos
11 23.05 Tratamento de Emissões Atmosféricas 
12 30.05 Análises de Resíduos
13 06.06 Segurança no manuseio de resíduos. Convenção OIT 170
14 13.06 2ª. Avaliação
15 20.06 Verificação Suplementar
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• INTRODUÇÃO 
•TRATAMENTOS FÍSICO-QUÍMICOS
• TRATAMENTOS BIOLÓGICOS
• TRATAMENTOS TERCIÁRIOS
• ESTUDO DE CASO
3
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• INTRODUÇÃO
Por que tratar os efluentes industriais?
Qual a diferença entre tratamento de água e tratamento de efluente?
Qual a diferença entre tratamento de efluentes sanitários e tratamento 
de efluentes industriais?
Tratamento simultâneo de efluentes sanitários e industriais. 
Classificação do tratamento de efluentes
Tratamentos: Físico-químicos e Biológicos
Tratamentos: Primário, Secundário e Terciário
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
� INTRODUÇÃO
• TRATAMENTOS FÍSICO-QUÍMICOS
• TRATAMENTOS BIOLÓGICOS
• TRATAMENTOS TERCIÁRIOS
• ESTUDO DE CASO
4
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS:
Tratamentos Preliminar:
a) Gradeamento:
As grades são dispositivos constituídos por barras metálicas, paralelas,
igualmente espaçadas e dispostas de forma inclinada ou perpendicular.
Têm por objetivo reter sólidos grosseiros existentes no despejo.
b) Peneiras:
São utilizadas para remoção de sólidos finos e fibrosos. Os dispositivos
de retenção são constituídos geralmente por telas ou malhas de aço de
aberturas variáveis, conforme o tipo de material a ser separado.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamentos Preliminar:
c) Caixa de Areia:
São unidades destinadas a reter areia ou outro material com
características similares.
d) Separadores de óleos:
São unidades destinadas a reter óleos e gorduras, que por serem menos
densos que a água, flutuam na sua superfície após um tempo de relativo
repouso. Podem, em outros casos, serem mais densos do que a água e
ficarem retidos no fundo do separador.
5
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
a) Decantação:
A decantação consiste na remoção de partículas sólidas de uma
suspensão por ação da gravidade.
Em estações de tratamento de despejos, a decantação é aplicada para a
remoção de sólidos orgânicos e inorgânicos do despejo bruto
(decantadores primários) ou para a remoção dos sólidos formados nos
reatores biológicos do efluente tratado (decantadores secundários).
A adição de floculantes ou polieletrólitos aumenta a eficiência da
decantação, pois os flocos formados no processo tendem a capturar
partículas de pequenas dimensões e que não seriam removidas pela
decantação simples.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
DECANTAÇÃO SIMPLES
OBJETIVO: REMOÇÃO DE SÓLIDOS EM SUSPENSÃO.
A2
V2/A2
ONDE A1 < A2
V2 < V1
A1
SUSPENSÃO V1 / A1
POR ADSORÇÃO OU ABSORÇÃO REDUZ A CONCENTRAÇÃO
DE ALGUNS OUTROS POLUENTES
(POR EX.: METAIS).
(A diferença entre adsorção e absorção é que o primeiro é um
fenômeno apenas de superfície.)
6
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
DECANTAÇÃO SIMPLES
Fonte: Tratamento e Controle de Efluentes Industriais
Eng. Gandhi Giordano
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• PRECIPITAÇÃO DO FÓSFORO
Fe+3 + [PO4 ]-3 FePO4 insolúvel (Fosfato Férrico)
Al+3 + [PO4 ]-3 AlPO4 insolúvel (Fosfato de Alumínio)
3 PO4-3 + 5 Ca (OH)2 Ca5 (PO4)3 (OH)10 (Hidroxifosfato de Cálcio)
DECANTAÇÃO (QUIMICAMENTE ASSISTIDA)
7
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• PRECIPITAÇÃO DE METAIS – Formação de Hidróxidos Metálicos
M + OH MOH
A faixa de pH de precipitação de cada metal é variável
• UTILIZAÇÃO DE AGENTES DE FLOCULAÇÃO INORGÂNICOS E
POLIELETRÓLITOS.
• CRIAÇÃO DE CONDIÇÕES PARA A FLOCULAÇÃO, COAGULAÇÃO
E/OU PRECIPITAÇÃO.
DECANTAÇÃO (QUIMICAMENTE ASSISTIDA)
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
b) Neutralização:
É um dos processos mais utilizados em tratamento de efluentes
industriais. Entre os seus usos, podemos citar:
- preparação para lançamento direto no corpo receptor,
para posterior tratamento biológico,
para processo de coagulação ou floculação;
- precipitação de metais pesados etc.
8
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
b) Neutralização:
Em um processo de neutralização, tem de se levar em
consideração:
- formação de depósito, caso os sais formados sejam insolúveis;
- possibilidade de liberação de gases;
- liberação de calor nas reações de neutralização de ácidos por
álcalis.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
b) Neutralização:
Quando uma indústria possui efluentes ácidos e alcalinos, pode-
se promover a neutralização entre si, tomando o cuidado para
evitar a emanação de gases tóxicos.
9
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
b) Neutralização:
Para a neutralização de efluentes ácidos, pode-se utilizar os
seguintes agentes: leito de calcário, leite de cal, soda cáustica. A
soda cáustica oferece a vantagem de uniformidade do reagente,
apresentando elevada taxa de reação e o produto final da
neutralização é solúvel.
Para a neutralização de efluentes alcalinos podemos utilizar
ácido sulfúrico e gás carbônico.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
c) Processo de floculação e coagulação:
Floculação: é um processo mecânico de agitação lenta que
promove o desenvolvimento dos flocos, mediante a aglomeração
de impurezas aos flocos iniciais e a própria aglomeração dos
flocos.
10
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
c) Processo de floculação e coagulação:
Coagulação: é o processo de formação de flocos por meio de
reação do coagulante para transformar as impurezas que se
encontram em suspensão, em estado coloidal e, às vezes, em
solução, em partículas maiores que possam ser removidas por
sedimentação ou filtração.
Os coagulantes mais empregados são: alumina (Al2O3), aluminato de
sódio, sulfato ferroso, coagulantes férricos - sulfato férrico e cloreto
férrico e óxido de magnésio. Cada coagulante apresenta uma faixa de
pH mais apropriada para utilização e a escolha do coagulante a ser
utilizado depende de resultados experimentais.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
• TRATAMENTOS FÍSICOS-QUÍMICOS
Tratamento Primário:
d) Flotação:
É uma operação para separação de partículas sólidas ou líquidos
de baixa densidade contidos em um meio líquido. A flotação é
obtida introduzindo-se ar na massa líquida sob a forma de
pequenas bolhas, que aderem às partículas, que se deseja
separar,arrastando-as à superfície da câmara de flotação.
11
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
FLOTAÇÃO
Fonte: Tratamento e Controle de Efluentes Industriais
Eng. Gandhi Giordano
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
FLOTAÇÃO
12
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Remoção de óleos e graxas
Tecnologias disponíveis
Separadores Gravimétricos
Separadores centrífugos (hidrociclones)
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
� INTRODUÇÃO
� TRATAMENTOS FÍSICO-QUÍMICOS
• TRATAMENTOS BIOLÓGICOS
• TRATAMENTOS TERCIÁRIOS
• ESTUDO DE CASO
13
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
O tratamento biológico de águas residuárias (efluentes), nos seus diversos
processos, consiste em otimizar, sob condições artificiais, o fenômeno de
degradação de matéria orgânica e de alguns compostos inorgânicos, que ocorre
na natureza.
A degradação de matéria orgânica é feita por microrganismos (bactérias, algas,
protozoários e fungos) e consiste na quebra e oxidação dos compostos
orgânicos, gerando compostos mais simples como CO2, H2O,NO3-,etc.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Muitos tipos de microrganismos são ativos na degradação da matéria orgânica, e
na resultante estabilização de um despejo.
Esses microrganismos podem ser classificados de forma geral como aeróbios,
facultativos e anaeróbios.
Os organismos aeróbios necessitam de oxigênio para o seu metabolismo.
Liberam gás carbônico (CO2).
Os organismos anaeróbios sobrevivem na ausência de oxigênio e derivam sua
energia de compostos orgânicos. Liberam metano (CH4).
Os organismos facultativos comportam-se aerobicamente na presença de
oxigênio e anaerobicamente na sua ausência. A maioria dos compostos
encontrados nos processos biológicos de tratamento são do tipo facultativo.
14
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Objetivos:
- coagular e remover os sólidos coloidais não sedimentáveis, e
- estabilizar a matéria orgânica.
Os sólidos coloidais podem ser removidos tanto por atividade biológica (no caso
de matéria orgânica), tanto pelo processo físico de adsorção pelos flocos
formados pelas colônias de microrganismos.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Objetivos:
Para esgoto doméstico, o principal objetivo do tratamento é reduzir a quantidade
de matéria orgânica.
Para despejos industriais, o objetivo é a remoção ou redução de concentração de
compostos orgânicos ou inorgânicos. Para o caso de despejos industriais existe,
muitas vezes, a necessidade de pré-tratamento para a remoção de substâncias
tóxicas ao desenvolvimento microbiano.
15
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Aeróbios de Tratamento Biológico:
O objetivo do tratamento biológico de um efluente é o de converter moléculas
complexas em produtos simples e biomassa com a utilização de uma mistura de
microrganismos.
Uma vez que o sucesso do tratamento depende da atividade biológica, é
necessário que o sistema seja operado com o objetivo de estimular o crescimento
microbiano.
No caso dos tratamentos aeróbios, é necessário o fornecimento constante de
oxigênio através da injeção de ar e também a agitação constante do meio para
evitar depósitos que possam ocasionar condições anaeróbicas, além de garantir
a distribuição uniforme do oxigênio no meio.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Aeróbios de Tratamento Biológico:
Os despejos são tratados pela adição de oxigênio na presença de
microrganismos, segundo a equação geral:
bactérias
Despejos + Oxigênio Despejos + novas + Gás
tratados bactérias carbônico
16
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
a) Processos de Lodos Ativados:
O processo do lodo ativado é o mais versátil dos processos biológicos de
tratamento.
Consiste basicamente na aeração de despejos biologicamente degradáveis, por
um certo período de tempo, até que uma grande massa de flocos sedimentáveis
é formada.
Os sólidos sedimentáveis são na verdade massas de microrganismos e são
chamados de Lodo Ativado.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
a) Processos de Lodos Ativados:
Em outras palavras, no processo de Lodos Ativados, um certo despejo é
estabilizado biologicamente em um reator sob condições aeróbicas, que são
mantidas pelo uso de agitação mecânica ou pela difusão de ar.
Após o tratamento no reator, a massa biológica é separada do líquido em um
tanque de sedimentação.
Parte dos sólidos biológicos é reciclada e parte é descartada do sistema.
17
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
a) Processos de Lodos Ativados:
Na natureza, o principal papel das bactérias é o de decompor a matéria orgânica
produzida por outros organismos vivos.
No processo de Lodos Ativados, as bactérias são responsáveis pela
decomposição da matéria orgânica do despejo.
No reator, parte da matéria orgânica é utilizada por bactérias aeróbicas e
facultativas para obtenção de energia usada na síntese de novas células e parte
é oxidada a compostos mais simples de baixo nível de energia, como nitratos,
sulfatos e gás carbônico.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
a) Processos de Lodos Ativados:
O Lodo Ativado é formado simplesmente pela aeração de despejos líquidos na
presença de bactérias até que estas tenham estabilizado a matéria orgânica. O
Lodo Ativado não é formado por bactérias especiais e a formação de flocos é um
fenômeno normal às bactérias.
Existem dois métodos básicos de promover o contato entre o despejo e o ar para
que haja transferência de oxigênio.
O primeiro consiste na introdução de ar ou oxigênio puro abaixo da superfície por
meio de difusores.
O segundo método consiste na agitação mecânica da superfície do líquido para
promover a transferência do oxigênio diretamente da atmosfera. Os dois métodos
podem ser também combinados.
18
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Lodos Ativados
Convencional
Carga volumétrica: 0,3 – 0,6 KgDBO5/m³.d
Tempo de detenção celular: até 10 dias
Eficiência de remoção de DBO5: 80 – 95%
Aeração prolongada
Carga volumétrica: 0,1 – 0,4 KgDBO5/m³.d
Tempo de detenção celular: 10 a 30 dias
Eficiência de remoção de DBO5: 85 – 95%
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
LODO ATIVADO
BIOMASSA MICROBIANA CONSTITUÍDA POR
BACTÉRIAS AERÓBICAS QUE SE UTILIZAM DO SUBSTRATO
(MATÉRIA ORGÂNICA) PRESENTE NO AFLUENTE PARA SE
DESENVOLVER.
Aglomeração dos microorganismos com a
matéria orgânica em suspensão formando flocos biológicos.
19
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
BACTÉRIAS FILAMENTOSAS
X
BACTÉRIAS FORMADORAS DE COLÔNIAS
EXCESSO DE FILAMENTOSAS:
BULKING – PERDA DE LODO POR FLOTAÇÃO
CARÊNCIA DE FILAMENTOSAS:
PIN POINT – PERDA DE LODO POR ARRASTE
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
PARTE INTEGRANTE DA ETAPA BIOLÓGICA DO 
SISTEMA DE LODOS ATIVADOS
REATOR: OCORREM AS REAÇÕES BIOQUÍMICAS DE REMOÇÃO
DE MATÉRIA ORGÂNICA.
DECANTADOR SECUNDÁRIO: OCORRE SEDIMENTAÇÃO DOS
SÓLIDOS PERMITINDO QUE O EFLUENTE FINAL SAIA
CLARIFICADO.
RECIRCULAÇÃO: AUMENTA A CONCENTRAÇÃO DE BIOMASSA
NO REATOR, QUE É RESPONSÁVEL PELA ELEVADA EFICIÊNCIA
DO SISTEMA.
DESCARTE DO LODO: DIRECIONA A IDADE DO LODO DO
SISTEMA, DEIXANDO-O SEMPRE ATIVO.
20
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
PARTE INTEGRANTE DA ETAPA 
BIOLÓGICA DO SISTEMA DE LODOS 
ATIVADOS
REATOR DECANTADOR
SECUNDÁRIO
RECIRCULAÇÃO
DO LODO
DESCARTE
DO LODO
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
AERADORESDifusor Disco
Difusor Dome
Difusor Tubo
Difusor Aerador de Superfície
Aerador de Macro Bolha
21
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
FLUXOGRAMA DO PROCESSO
GRAÚNA
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
EFICIÊNCIA DO TANQUE DE AERAÇÃO
DEVIDO À ENTRADA CONTÍNUA DE ALIMENTO, OS
MICRORGANISMOS ESTÃO CONTINUAMENTE CRESCENDO,
SE REPRODUZINDO E CONSEQUENTEMENTE
METABOLIZANDO A MATÉRIA ORGÂNICA.
SISTEMA SEM
DESCARTE
IDADE DE
LODO INFINITA
LODO
VELHO
MÁ
EFICIÊNCIA
SISTEMA COM
DESCARTE
IDADE DE
LODO DEFINIDA
LODO
ATIVO
BOA
EFICIÊNCIA
22
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
VARIANTES DO PROCESSO
É DETERMINADA PELA QUANTIDADE DIÁRIA DA CARGA 
ORGÂNICA APLICADA AO SISTEMA.
QUANTO MAIS ESTÁVEL, MELHOR PARA O SISTEMA.
Kg DQO / d = DQO X Q
CARGA ORGÂNICA
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
VARIANTES DO PROCESSO
NUTRIENTES
C : N : P
100 : 5 : 1
200 : 5 : 1
A DEFICIÊNCIA DE NUTRIENTES CAUSA METABOLIZAÇÃO 
ENDÓGENA, ENFRAQUECENDO O SISTEMA.
23
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
VARIANTES DO PROCESSO
pH
VALORES ALTOS, QUANDO O SISTEMA BIOLÓGICO ESTÁ
FUNCIONANDO BEM, NÃO É PREJUDICIAL AO SISTEMA (pH
SUPERIORES A 8,5).
pH ENTRE 6,5 E 8,5: BACTÉRIAS PREDOMINAM.
pH ENTRE 5,0 E 6,5: FUNGOS COMPETEM COM BACTÉRIAS.
pH ENTRE 4,0 E 5,0: FUNGOS PREDOMINAM.
pH INFERIORES A 4,0: MORTE DO LODO.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TDH
THD = VTA / Q DIÁRIA
VARIANTES DO PROCESSO
TEMPO MÉDIO DE PERMANÊNCIA DO EFLUENTE NO TANQUE
DE AERAÇÃO, EXPRESSO EM DIAS.
24
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
b) Filtro Biológico:
O Filtro Biológico é um reator aeróbio que consiste em um leito permeável
através do qual faz-se percolar o despejo a ser tratado.
Os microrganismos se desenvolvem em colônias que formam filmes que aderem
ao material do recheio do filtro.
Ao mesmo tempo que o efluente é tratado pelo contato com os microrganismos,
sua ação hidráulica sobre o meio remove parte das células e forma o lodo a ser
removido na unidade de sedimentação.
Se o filme de biomassa não se solta do meio por um motivo qualquer, o seu
acúmulo fatalmente irá ocasionar o entupimento do filtro e o colapso do
tratamento.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
b) Filtro Biológico:
A insuflação de ar, seja ela natural ou forçada, geralmente se dá na parte inferior
do filtro, subindo o ar em contra corrente com o efluente.
Deve-se ressaltar que o termo "Filtro" é mal aplicado, já que não ocorre filtração.
O processo busca aumentar ao máximo o tempo de contato entre o despejo e a
superfície do material do leito onde desenvolveram-se colônias de
microrganismos.
O material do filtro é geralmente composto por pedras, escória ou elementos
plásticos, projetados com o intuito de apresentar uma maior área específica.
25
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Os produtos finais da degradação anaeróbica são gases tais como o metano
(CH4), dióxido de carbono (CO2) e, em pequenas quantidades, gás sulfídrico
(H2S) e hidrogênio (H2).
As bactérias metanogênicas responsáveis pela maior parcela de
estabilização do efluente no processo de anaerobiose, desenvolvem-se mais
vagarosamente, em comparação aos microrganismos aeróbicos.
É também necessário um maior intervalo de tempo para sua aclimatação a
mudanças de carga orgânica, temperatura ou outras condições ambientais.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Uma outra necessidade para o processo de digestão anaeróbica é que sejam
mantidas condições anaeróbicas (ausência de oxigênio). Pequenas
quantidades de oxigênio podem ser prejudiciais ao desenvolvimento dos
microrganismos metanogênicos e outros microrganismos anaeróbicos
envolvidos.
Isto, usualmente, condiciona a operação de anaerobiose a tanques de
digestão fechados, o que é desejável a fim de que o gás metano produzido
possa ser coletado para utilização posterior (geração de energia).
26
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
O tratamento anaeróbico deve ser realizado nas seguintes faixas de pH :
6,6 - 7,6
7,0 e 7,2 (faixa ideal)
Para que o processo de digestão anaeróbica proporcione bons
rendimentos, é importante que haja quase ausência de materiais tóxicos no
efluente a ser tratado.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Como funciona o Sistema de Tratamento Anaeróbico?
O Tratamento Anaeróbico é um processo biológico, no qual os poluentes
orgânicos são transformados por bactérias anaeróbicas em biogás rico em
energia, pequena quantidade de lodo e um efluente tratado.
Poluentes + bactérias → biogás (CH4) + lodo + efluenteOrgânicos anaeróbicas tratado
O efluente industrial é distribuído uniformemente no fundo do reator, sendo
conduzido em fluxo ascendente pelo leito de bactérias anaeróbicas, onde
os poluentes orgânicos presentes são degradados.
27
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Como funciona o Sistema de Tratamento Anaeróbico?
Na parte superior do reator é instalado um separador trifásico onde o biogás
é coletado em câmaras específicas, o lodo retorna ao leito bacteriano sob a
ação da gravidade e o efluente tratado é conduzido às calhas coletoras.
BIOGÁS
EFLUENTE TRATADO
LODO BIOLÓGICO
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Como funciona o Sistema de Tratamento Anaeróbico?
O lodo que retorna ao leito é incorporado à população ativa para tomar parte
no processo biológico.
BIOGÁS
EFLUENTE TRATADO
LODO BIOLÓGICO
28
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Como funciona o Sistema de Tratamento Anaeróbico?
O biogás pode ser utilizado como combustível para a geração de energia
(térmica, elétrica etc) ou para fins locomotivos.
BIOGÁS
EFLUENTE TRATADO
LODO BIOLÓGICO
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
Processos Anaeróbicos de Tratamento Biológico
Como funciona o Sistema de Tratamento Anaeróbico?
O efluente purificado é conduzido a um sistema de pós-tratamento ou
lançado no corpo receptor.
BIOGÁS
EFLUENTE TRATADO
LODO BIOLÓGICO
29
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
a) Digestão do Lodo:
A digestão anaeróbica do lodo, tornando-o estável, é realizada com a
finalidade de permitir a sua utilização, quando estabilizado
convenientemente, como fonte de húmus.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
b) Fossas Sépticas:
A ausência, total ou parcial, de serviços públicos de esgotos sanitários
nas áreas urbanas, suburbanas ou rurais, exige a implantação de algum
meio de disposição dos esgotos locais com o objetivo principal de evitar
a contaminação do solo e da água.
Fossas sépticas são dispositivos de tratamento de esgotos, destinados a
receber a contribuição de um ou mais domicílios e com capacidade de
dar aos esgotos um grau de tratamento compatível com a sua
simplicidade e custo.
30
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÄRIO OU BIOLÓGICO :
b) Fossas Sépticas:
São câmaras convenientemente construídas para deter os despejos
domésticos, por um período de tempo especificamenteestabelecido, de
modo a permitir a decantação dos sólidos e retenção do material graxo
contido nos esgotos, transformando-os, bioquimicamente, em
substâncias e compostos mais simples e estáveis.
É importante salientar que as fossas sépticas não purificam os esgotos,
apenas reduzem a sua carga orgânica a um grau de tratamento
aceitável em determinadas condições.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÄRIO OU BIOLÓGICO :
b) Fossas Sépticas:
Assim, os sólidos não retidos são arrastados com o efluente, juntamente
com o produto solúvel da decomposição do lodo.
O efluente é escuro e com odor característico, causado pela presença
de gás sulfídrico (H2S) e de outros gases produtores de odores.
As bactérias estão presentes em grande quantidade.
31
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO SECUNDÁRIO OU BIOLÓGICO :
c) Lagoas de Estabilização:
Há séculos, existem lagoas naturais ou artificiais, que recebem despejos
de animais, de usos domésticos e de pequenas comunidades, e que
realizam fenômenos típicos e próprios de depuração das lagoas de
estabilização.
As lagoas de estabilização são sistemas de tratamento biológico em que
a estabilização de matéria orgânica é realizada pela oxidação
bacteriológica (oxidação aeróbia ou fermentação anaeróbia) e/ou
redução fotossintética das algas.
A maior dificuldade no emprego das lagoas de estabilização está na
necessidade de áreas relativamente extensas para sua implantação.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
� INTRODUÇÃO
� TRATAMENTOS FÍSICO-QUÍMICOS
� TRATAMENTOS BIOLÓGICOS
• TRATAMENTOS TERCIÁRIOS
• ESTUDO DE CASO
32
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO TERCIÁRIO :
O tratamento terciário algumas vezes é usado para tratar efluentes, cuja
qualidade não se encontra satisfatória após a utilização dos tratamentos
primários e secundários.
Ou seja, após o tratamento secundário, o efluente ainda não atende aos
padrões de legislação ambiental exigidos ou apresenta alguma
característica indesejável à sua aplicação.
Os tratamentos terciários geralmente são mais caros do que os demais,
por utilizar técnicas mais avançadas no tratamento de efluentes, com
utilização de produtos químicos.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO TERCIÁRIO :
Como exemplos de tratamentos terciários, podemos citar:
- a ozonização: que tem por objetivo reduzir a quantidade de material
orgânico, através de sua oxidação com o gás ozônio (O3).
33
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TRATAMENTO TERCIÁRIO :
Como exemplos de tratamentos terciários, podemos citar:
- a adsorção com carvão ativo: que visa à remoção de carga
orgânica por meio da utilização de carvão ativo, o qual apresenta
grande capacidade de retenção de substâncias orgânicas em seus
poros.
Após a sua saturação, o carvão ativo deve receber um tratamento
adequado, que pode ser a incineração ou a disposição em um aterro
industrial, dependendo do caso.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
FILTRAÇÃO NORMAL
FILTRAÇÃO TANGENCIAL
ALIMENTAÇÃO FORÇA MOTRIZ
ELEMENTO FILTRANTE
FILTRADO
ALIMENTAÇÃO
FORÇA MOTRIZ
ELEMENTO FILTRANTE
PERMEADO
CONCENTRADO
PODEM SER UTILIZADOS NOS 
TRATAMENTOS PRIMÁRIOS E 
TERCIÁRIOS
FILTRAÇÃO
34
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
TAMANHO DE 
PARTÍCULA PRESSÃO PSI EXEMPLOS
MICRO FILTRAÇÃO 100 - 1000 10 COLÓIDES
ULTRA FILTRAÇÃO 1 - 100 10 - 100 PROTEÍNAS
NANO FILTRAÇÃO 1 50 - 225 SAIS DISSOLVIDOS
OSMOSE REVERSA < 1 200 - 800 SAIS DISSOLVIDOS > 99%
FILTRAÇÃO TANGENCIAL
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
OXIDAÇÃO e REDUÇÃO
OXIDAÇÃO POR Ozônio (O3), Peróxido de Hidrogênio (H2O2), Dióxido de Cloro
(ClO2), Hipoclorito de Sódio (NaOCl)
REDUÇÃO POR Bissulfito de Sódio (NaHSO3) 
OBJETIVOS: 
TRANSFORMAR COMPOSTOS TÓXICOS EM NÃO
TÓXICOS, COMO CIANETOS EM CIANATOS;
TRANSFORMAR COMPOSTOS SOLÚVEIS EM
INSOLUVEIS (Fe, Mn, ORGÂNICOS, …)
OXIDAÇÃO DE SULFETOS A TIOSULFATOS
35
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Reações e Aplicação do Ozônio:
• Remoção de Cor e Odor.
• Redução dos teores de ferro e manganês.
• Desinfecção no tratamento de águas de abastecimento.
• Remoção de cianetos.
• Remoção de fenóis e de outras substâncias orgânicas não 
biodegradáveis. 
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Oxidação de Cianetos:
NaCN + NaOCl NaOCN + NaCl
2 NaOCN + 3 NaOCl + H2O 3 NaCl + 2 NaHCO3 + N2
Objetivo: 
Redução da toxicidade do efluente. 
Os cianetos em meio ácido formam o Ácido Cianídrico (HCN), gás letal 
se inalado
Reação Química:
36
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
4 H2CrO4 + 6 NaHSO3 + 3 H2SO4 2 Cr2 (SO4)3 + 3 Na2SO4 + 10 H2O
Redução Química de Cromo 
Hexavalente:
O cromo se apresenta em dois estados principais de oxidação:
Cromo Trivalente (Cr+3) – Coloração verde; insolúvel em água.
Cromo Hexavalente (Cr+6) – Coloração alaranjada; solúvel em água; 
tóxico; carcinogênico.
Reação Química:
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
� INTRODUÇÃO
� TRATAMENTOS FÍSICO-QUÍMICOS
� TRATAMENTOS BIOLÓGICOS
� TRATAMENTOS TERCIÁRIOS
• ESTUDO DE CASO
37
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
1979 - Planta Piloto de tratamento de efluentes líquidos
em Belford Roxo.
1984 - Estação de Tratamento Biológico de Efluentes
Líquidos em Belford Roxo.
Vazão de Projeto: 150 m3/h
O Tratamento de Efluentes na Bayer S.A.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Rio 
Sarapuí
Tratamento 
Biológico
B1 Equalização
Gestão de Efluentes
38
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
ESTAÇÃO DE TRATAMENTO BIOLÓGICO DE EFLUENTES LÍQUIDOS 
Homogeneização Neutralização
Decantação
primária
Tratamento com
Lodo Ativado
Decantador
Secundário
Adensamento Tratamento dolodo Filtração
Efluente das
fábricas
Sobrenadante
Lodo Primário
Ar
O2
Clarificado
Lodo
Corpo Receptor
(Sarapuí)
ClarificadoNaOH
H2SO4
Filtrado
Aterro
Industrial
Torta
CaO
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
• Estação operada pela Haztec Geoplan
(BOT).
• Racionaliza o uso dos recursos naturais,
por meio do tratamento das águas do Rio
Sarapuí para utilização no processo do
Complexo Industrial de Belford Roxo.
• Transforma água do Rio Sarapuí em recurso hídrico industrial de alta
qualidade para o Parque Industrial da Bayer em Belford Roxo.
• A água passa por um tratamento que retira as impurezas, para obter, ao final
do processo, uma água industrial de ótima qualidade.
39
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
• Investimento de R$ 4,5 milhões.
• Captação de cerca de 110.000 m3/mês (200 m3/h)
• Outorga (Portaria SERLA no. 414 de 23/08/2006).
• Capacidade de tratamento: 80.000 m3/mês
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
• Captação: 100 m à jusante do descarte de efluente industrial da Estação de
Tratamento da Tribel.
40
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Adição de dióxido de cloro para desinfecção.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
41
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Cisternas de 75 m³/cada para homogeneização por meio de injeção de ar.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
42
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Tanques de floculação e coagulação.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí43
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Decantador.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
44
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Filtração com areia.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
45
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Filtração em filtros tipo cartucho.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
46
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
- Operação do sistema de Osmose Inversa.
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
47
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Resultados da Água Industrial 
Comparativo dos resultados da caracterização da água captada no rio Sarapuí e o valor 
médio obtido no monitoramento
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Estação de Tratamento de Água do Rio Sarapuí
Mais de 70 milhões de litros de
água potável estão sendo
economizados por mês pelo
Parque Industrial da Bayer.
Redução da carga orgânica do
rio Sarapuí, em função do
volume de água captado e
tratado.
48
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Exercícios:
1. Explique a aplicação das seguintes técnicas preliminares de tratamento
de efluentes: gradeamento, peneira e caixa de areia.
2. Explique a ação da adição de floculantes ou polieletrólitos na decantação
primária. Cite uma aplicação desta técnica.
3. Explique a decantação quimicamente assistida.
4. Cite as aplicações da neutralização. Cite exemplos de ácidos e de bases
utilizados na neutralização. Cite vantagens e desvantagens da utilização
destes agentes de neutralização.
5. Por que a rigor o termo “neutralização” pode não ser o mais apropriado
para a etapa de adição de ácidos e bases no tratamento de efluentes?
Qual seria a melhor denominação para este processo?
6. Diferencie “coagulação”, “floculação” e “flotação”.
7. Explique os cuidados que são tomados no tratamento biológico aeróbico
para se obter os melhores rendimentos na remoção de matéria orgânica.
8. Explique a diferença básica entre o tratamento aeróbico e anaeróbico, no
tocante aos gases liberados pela ação dos microrganismos.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Exercícios:
9. Explique a importância do contato entre os microroganismos, o oxigênio
e a matéria orgânica no tratamento biológico por lodo ativado. Cite duas
maneiras de permitir este contato.
10.Explique a importância da etapa de decantação secundária no
tratamento biológico.
11.Explique a importância das bactérias filamentosas no tratamento
biológico do lodo ativado.
12.Demonstre, por meio de um diagrama de blocos, as etapas que podem
ser utilizadas no tratamento de efluentes industriais: físico-químico e
biológico. Descreva o tratamento proposto.
13.Explique a importância da manutenção da estabilidade da carga orgânica
na alimentação do tratamento biológico. O que se pode fazer para
consegui-la? Comente a importância do controle de toxicidade e seu
efeito sobre o tratamento.
14.Explique o funcionamento de um filtro biológico.
15.Apresente as vantagens e desvantagens do tratamento anaeróbico de
efluentes.
49
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Exercícios:
16. Explique o funcionamento e aplicação das fossas sépticas.
17. Explique o funcionamento e aplicação das lagoas de estabiliação. Qual
a sua principal desvantagem?
18. Normalmente quando se torna necessária a implementação de um
tratamento terciário?
19. Comente 3 técnicas comumente utilizadas no tratamento terciário.
20. Explique o modelo empresarial denominado BOT. Cite um exemplo de
aplicação deste modelo.
21. Explique o critério legal no Estado do Rio de Janeiro relativo à captação
de água e lançamento de efluente tratado em corpo receptor.
22. Uma empresa dispõe de 2 estações de tratamento instaladas: uma para
tratar o seu efluente industrial que depois é lançado em corpo receptor e
outra que trata a água proveniente deste mesmo corpo receptor para
uso industrial. Indique a quantidade de outorgas necessárias a esta
empresa para legalização destas atividades, explicando as suas
finalidades.
Gestão de Resíduos e Efluentes Industriais
Exercícios:
23. Indique as etapas do tratamento de uma ETA que capta água de um
corpo receptor, citando a finalidade de cada uma delas.
24. Uma empresa faz a captação de água de um corpo receptor para
tratamento e uso industrial. Este corpo receptor apresenta
condições ambientais bastante degradadas, em virtude da falta de
saneamento básico na região. Indique o benefício que esta captação
pode estar trazendo para o corpo receptor e o eventual malefício
que o descarte do rejeito salino da etapa de osmose reversa da ETA
pode trazer ao rio. Qual a forma de se determinar a dimensão deste
possível impacto?
25. Indique a destinação do lodo biológico de uma estação de
tratamento de efluentes industriais. Explique o motivo desta
destinação.