qualidade da água_von sperling
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PRINCÍPIOS DO TRATAMENTO BIOLÓGICO 
DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS 
VOLUME I 
2- Edição Revisad.i 
Introdução à 
5 
qualidade das águas e 
ao tratamento de esgotos 
MARCOS VON SPERLING 
Í C E F E T E S . BIBLIOTECA 
I registro n .®\u2014 
| DATA: i \u2014 j 
Belo Horizonte 
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - DESA_ 
Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG 
Copyright© 1995,1996, by Marcos von Sperling 
Este livro não pode ser reproduzido por qualquer meio 
sem autorização escrita do autor. 
Capa, Editoração Eletrônica e Impressão: SEGRAC (031) 411-7077 
Impresso no Brasil 
Ia edição (1995) - 1000 exemplares 
T edição (1996) - 1000 exemplares 
2" reimpressão (1998) - 1500 exemplares 
Ficha catalográfica 
von Sperling, Marcos 
V945i Introdução à qualidade dtis águas e ao tratamento de esgotos / Marcos 
von Sperling. - 2. cd Helo I loii/onte: Departamento de Engenharia 
Sanitária e Ambicnial; 1 Niivcrsídade Federal de Minas Gerais; 1996. 
.'\u202213 p (l'i iiu'i|iiii-. do liiilanicnlo biológico de águas residuárias; v. 1) 
1. Aguas residuát ia \u2022 Trniainento biológico. I. Título. II. Série 
CDU: 628.35. 
ISBN: 85-7041-1 14-6 
Apoio: 
\u2022 DESA-UFMG (Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da 
\u2022 Universidade Federal de Minas Gerais) 
\u2022 Projeto DESA/GTZ (Sociedade Alemã de Cooperação Técnica) 
\u2022 CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) 
Como solicitar o livro: 
Marcos von Sperling 
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG 
Av. Contorno 842 - 7° andar - 30110-060 - Belo Horizonte - MG 
Brasil 
Tel: (031)238-1880 
Fax: (031) 238-1879 
PREFÁCIO 
Prefácio da Secunda Edição 
É altamente gratificante observar que. poucos meses após o lançamento, o Volume J 
da presente série já parte para a segunda edição. Nesta oportunidade, foram incorpo-
radas pequenas revisões de digitação, bem como acrescentados alguns parágrafos, 
quadros e figuras que complementam determinado tópico que necessitava de certa 
expansão. Devido ao curto intervalo entre as duas edições, não foram incluídas 
modificações de cunho mais estrutural. Permanece, no entanto, o convite aos colegas 
leitores para encaminharem as suas sugestões e comentários, de forma a subsidiar 
futuras expansões e modificações. Volto a reiterar os meus agradecimentos a todos 
aqueles que, institucionalmente e individualmente, contribuíram para a consecução 
desta segunda edição, especialmente o CNPq, DESA-UFMG e GTZ. 
Marcos vou Sporting 
Maio cle 1996 
Prefácio da Primeira Edição 
É grande o desafio que sc apresenta para os atuais e os futuros engenheiros 
\u2022anitaristas no Brasil: há praticamente tudoasefazer na área de tratamento de esgotos, 
1'flra que possamos vencer este inadiável desafio, é necessário que projetemos e 
(iperemos estações de tratamento de uma forma eficicnle e econômica, possibilitando 
I sustentabilidade do empreendimento e a sua expansão para um número cada vez 
maior de comunidades e indústrias. Este desafio, sem sombra de dúvida, exige a 
i apacitação de um amplo contingente de profissionais. 
A presente série na área de tratamento biológico de águas residuárias pretende 
s otiiribuir neste esforço de capacitação, a começar dos atuais estudantes. É a eles que 
\u2022..lo dedicados os livros componentes da série. Por esta razão, a grande ênfase da série 
r li.i ,ipresentação dc conceitos e princípios, essenciais para o desempenho consciente 
iljt profissão. Ainda que os livros tenham também um caráter prático, refletido no 
guinde número de exemplos de cálculo, evita-se a mensagem através de simples 
"(Vtvilas de bolo". Não há, também, uma preocupação maior com o detalhamento 
das unidades: para estes aspectos, há outros livros, já consagrados, além de catálogos 
de fabricantes. A presente série enfoca os projetos ao nível de pré-dimensionamento, 
com o cálculo apenas das principais dimensões das unidades. De forma a tornar o 
conteúdo mais assimilável, evitou-se apresentar uma profusão de citações bibliográ-
ficas, concentrando-se principalmente nus teorias e informações já consistidas, Ape-
sar do direcionamento explícito ao público estudantil, espera-se que os livros possam 
ser de utilidade também aos profissionais praticantes no meio. 
A série completa terá os dois primeiros volumes dedicados aos princípios funda-
mentais. Os volumes subsequente?, serão orientados através dos principais sistemas 
de tratamento de esgotos: Iodos ativados, lagoas de estabilização, sistemas anaeró-
bios, sistemas aeróbios com bioliliiu". e tratamento do lodo. 
O primeiro volume procura apivscnlar uma visão integrada de qualidade das 
águas, tanto a nível dos corpos receptores, quanto das características dos esgotos. 
Como subsídio para a seleç.m do astenia de tratamento, são descritos os estudos 
ambientais que devem sei c\ei tilados para se avaliar o impacto dos lançamentos nos 
corpos receptores. Km curai ri minidulório, são descritos os principais sistemas de 
tratamento e suas vaiianir \u2022 <m|iii>:uln a eriiérios técnicos e econômicos para a 
seleção da alternaii\ .1 1n.111, adequada em cada situação em análise. 
Por se tratai de uma serii us hw tis pn .supuem uma continuidade temática. No 
entanto, procurou se dai um.i * ei ia milusiihi icacia cm cada volume, para reduzir o 
número de consultas cru/adas aos deiitllis volumes 
A presente série deve ser cucaiada apenas como uma contribuição, dentro de um 
esforço mais amplo, que deve ser abraçado por Iodos nós, de implantar no nosso país 
uma infraestrutura sanitária que permita a melhoria das condições ambientais e da 
qualidade de vida da nossa população. 
Finalmente, gostaria de agradecer a todos aqueles que contribuíram e que pros-
seguem contribuindo para a realização desta série, A nível individual, um agradeci-
mento a todos que se motivaram, juntamente comigo, a dar forma e conteúdo aos 
livros. A nível institucional, às entidades e agências responsáveis pela viabilização 
do empreendimento: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFMG 
(DESA-UFMG), Sociedade Alemã de Cooperação Técnica (GTZ) e Conselho Na-
cional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). 
Marcos von Sperling 
Julho de 1995 
SUMÁRIO 
E T F E S - B i b l i o t e c a 
CAPÍTULO 1 
Noções de qualidade das águas 
1. INTRODUÇÃO 11 
2. A ÁGUA NA NATUREZA 12 
2.1. Distribuição da água na terra .' 12 
2.2. Ciclo hidrológico 13 
3. A ÁGUA E O HOMEM 15 
3.1. Usos da água , 15 
Ciclo do uso da água 16 
4. IMPUREZAS ENCONTRADAS NA ÁGUA 17 
4.1. Características das impurezas 17 
4.2. Sólidos presentes na água 17 
4.3. Organismos presentes na água 19 
5. PARÂMETROS DE QUALIDADE DA ÁGUA 22 
5.1. Parâmetros físicos 23 
5.2. Parâmetros químicos 26 
5.3. Parâmetros biológicos 37 
5.4. Forma física representada pelos parâmetros de qualidade 37 
5.5. Utilização mais frequente dos parâmetros 39 
6. REQUISITOS E PADRÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA 40 
6.1. Requisitos de qualidade 40 
6.2. Padrões de qualidade..... 42 
7. POLUIÇÃO DAS ÁGUAS 46 
7.1. Conceitos Básicos 46 
7.2. Quantificação das cargas poluidoras 49 
CAPÍTULO 2 
Características ilas águas residuárias 
1. CARACTERIZAÇÃO DA QUANTIDADE DE ESGOTOS 51 
1.1. Preliminares 51 
1.2. Vazão doméstica , 51 
1.3. Vazão de infiltração 57 
1.4. Vazão industrial 58 
2. CARACTERIZAÇÃO DA Q!JAI IDADE DOS ESGOTOS 59 
2.1. Parâmetros de qualidade 59 
2.2. Principais característica'. da', .if u.i.s residuárias 61 
2.3. Principais parâmetros 63 
2.4. Relações dimensionar, enlie i arga e concentração 76 
2.5. Características dou cigotoi domésticos 78 
2.6. Característica*, do» ilr.prjo . industriais 81 
2.7. Exemplo c.i i .il de qinuililumi, li > ;ti|;.r. poluidoras 87 
CAPITULO 
Impacto do lançamento de il lmiilrs nos rm pos receptores 
1. POLUIÇÃO POR MATÉRIA ORGÂNICA E 
AUTODEPURAÇÃO