Aula 4 - Tratamento Primário

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TRATAMENTO DE TRATAMENTO DE ÁÁGUAS RESIDUGUAS RESIDUÁÁRIASRIAS
NNÍÍVEIS DE TRATAMENTO:VEIS DE TRATAMENTO:
PRIMPRIMPRIMÁÁÁRIORIORIO
TRATAMENTO DE RESTRATAMENTO DE RESÍÍDUOS E DUOS E 
IMPACTOS AMBIENTAISIMPACTOS AMBIENTAIS
Professora 
Delmira Wolff
DECANTAÇÃO PRIMÁRIA
•Sedimentação discreta 
•Sedimentação floculenta
•Sedimentação em zona 
•Sedimentação por compressão
Classificação dos Processos de Sedimentação
•Caixas de areia
•Decantador primário
•Decantador secundário
•Adensadores de lodo
⇒
⇒
⇒
⇒
Sedimentação Discreta (Tipo 1)
H
1
2
h
Vh
Vs
L
tVL h.=
tVH S .= qVs ≥
Propriedade da sedimentação discreta: A dimensão 
física da partícula permanece inalterada durante o 
seu processo de sedimentação gravitacional, o que 
significa dizer que a sua velocidade de 
sedimentação é constante.
Ex. caixas de areia
Sedimentação Floculenta (Tipo 2)
H
1
2
h
Vh
Vs
L
tVL h.=
tVH S .=
Propriedade da sedimentação floculenta: A dimensão 
física da partícula é alterada durante o seu processo de 
sedimentação gravitacional (floculação por sedimentação 
diferencial), o que significa dizer que a sua velocidade de 
sedimentação é variável.
Sedimentação em massa
Partículas são coesivas, se apresentam em suspensão 
em elevadas concentrações e sedimentam como uma 
massa única, formando interface de separação entre o 
líquido e o material em sedimentação, à medida que se 
processa a sedimentação ocorre também uma 
compactação do lodo já sedimentado.
Exemplo: 
decantadores
secundários
• Poluentes Removidos
– Sólidos Sedimentáveis;
– DBO particulada;
• Mecanismo de Tratamento
- Físico ou Físico-Químico.
• Aplicação
- Tratamento parcial.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
Tratamento Primário, Alternativas
Sistemas anaeróbios também 
funcionam como tratamento primário
(lagoa anaeróbia, tanque 
séptico,Tanques Imhoff, reator 
anaeróbio de fluxo ascendente).
Usualmente não atende aos padrões de emissão
Decantação Primária
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis
• Finalidade: reter parte dos sólidos sedimentáveis, bem 
como o material que tende a flotar, reduzir a carga 
orgânica, minimizando os custos de implantação e 
operação no tratamento biológico.
Eficiência de Remoção:
DBO: 25 a 35%
SS: 40 a 60%
É uma das etapas de clarificação; 
A sedimentação é um processo físico, logo se 
deve evitar nos decantadores as condições para 
ocorrência da atividade microbiana.
A massa de sólidos é denominada lodo primário 
bruto.
Os decantadores apresentam diversas formas 
construtivas e de remoção de lodo, com ou sem 
mecanização. 
Nos decantadores de pequenas dimensões, o lodo 
é retirado por meio de uma tubulação única e, 
nos tanques maiores, com raspadores mecânicos 
e bombas.
Decantação Primária
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis)
• Quanto a forma: circulares ou retangulares, com 
limpeza de fundo por pressão hidrostática ou 
com remoção de lodo mecanizada por raspagem 
ou sucção.
Decantação Primária
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis)
Decantador Retangular. 
Dispositivo de Remoção de 
Lodo Mecanizado.
Decantador Circular. Dispositivo 
de Remoção de Lodo 
Mecanizado.
No caso da presença de escumas 
(materiais flutuantes), é necessário 
um removedor de escuma.
Decantação Primária
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis) 
Decantadores circulares
�Aspectos: 
dispositivos de entrada; 
sistemas de limpeza e arraste do 
lodo,
relações entre dimensões e 
dispositivos de saída
Decantadores circulares
De cantadores circulares
Dispositivos entrada: 
normalmente alimentados 
pelo centro (tubulação 
central ascendente, na parte 
superior circundada por um 
anteparo ou cortina circular 
-saia defletora ou gaiola
diâmetro da saia: até 0,2 do 
diâmetro do decantador e 
altura menor que 0,5 da sua 
profundidade (entre 1,0 e 
2,5 m)
Dispositivos de limpeza e arraste do lodo
� Limpeza mecanizada ou não (por carga 
hidrostática)
�Mecanizados: braços raspadores de lodo: 
central, com rodos suspensos por treliças 
ou periféricos, com rodos suspensos por 
hastes verticais a um sistema de tração 
periférica
Decantador com braços raspadores de lodo 
central com treliças
Decantador com braços raspadores de lodo 
central com treliças
Decantador com braços raspadores de lodo 
central com treliças
DECANTADOR COM REMOVEDOR DE LODO 
CIRCULAR DE TRAÇÃO PERIFÉRICA:
DECANTADOR COM REMOVEDOR DE LODO CIRCULAR DE 
TRAÇÃO PERIFÉRICA:
DECANTADOR COM REMOVEDOR DE LODO 
CIRCULAR DE TRAÇÃO PERIFÉRICA:
DECANTADOR COM REMOVEDOR DE LODO 
CIRCULAR DE TRAÇÃO PERIFÉRICA:
Decantadores circulares
Dimensões típicas e relações entre 
dimensões:
Diâmetro de 3 a 60m, não se 
recomendando unidades de grande 
diâmetros: típicos de 10 a 40m
Profundidade lateral: igual ou 
superior a 3,5m
Inclinação do fundo: superior a 1:12
Vantagens:
Lodo sedimentado é removido em menos tempo
Sistema de raspagem do lodo é mais simples e
A manutenção é facilitada
Desvantagens
Maior propensão curto circuitos
Distribuição não uniforme das cargas de lodo no 
mecanismo coletor e 
Maior facilidade de arraste de lodo com o efluente
Decantadores circulares
Decantadores retangulares
Recomendados quando há limitação de área 
disponível
Alimentação por uma das cabeceiras, com fluxo 
escoando lentamente até extremidade oposta.
Vantagens:
Menor área ocupada, economia construtiva 
podendo unidades dispor de paredes comuns
Menor possibilidade curto circuito - escoamento 
tendendo a fluxo pistão
Menor facilidade para arraste do lodo sedimentado
Melhor distribuição da carga de lodo sobre as 
lâminas raspadoras e 
Melhor adensamento do lodo no próprio 
decantador
Desvantagens
Maior tempo de detenção para o lodo 
sedimentado e
Menor eficiência nos casos de carga 
de sólidos muito elevadas
Decantadores retangulares
Dispositivo entrada:
vertedor simples (menos indicado), 
com cortina simples (chicana frontal) ou 
com cortina perfurada, 
entradas múltiplas de distribuição do 
esgoto afluente com chicanas frontais a 
cada entrada (melhor opção)
Comportas submersas ao longo da parede 
de montante (poderá ocorrer acúmulo de 
escuma no canal de distribuição)
Decantadores retangulares
Relações típicas entre dimensões:
Comprimento/profundidade: igual ou superior a 4:1
Profundidade lateral: igual ou superior a 3,5m
Comprimento/largura: igual ou superior a 2:1 
melhor 4:1
Largura/profundidade: igual ou superior a 2:1
Inclinação de fundo: 1 a 2% - limpeza mecanizada
Largura: 3 a 25m – tipicamente entre 5 e 10m
Comprimento: 10 a 90m – normalmente entre 25 e 
40m
Decantadores retangulares
DECANTADORES PRIMÁRIOS ETE SUZANO DECANTADORES PRIMÁRIOS ETE SUZANO
DECANTADORES PRIMÁRIOS ETE ABC ETE SANTA MARIA 
Decantador retangular
ETE SANTA MARIA ETE SANTA MARIA
ETE Arrudas BH ETE Arrudas BH
ETE Arrudas BH
Parâmetros principais a serem considerados no 
dimensionamento do decantador primário: 
Vazão máxima horária afluente (exceto quando 
precede FBP com recirculação)
taxa de aplicação superficial, relacionando-se o 
fluxo com a superfície horizontal, em m3/ m2.dia; 
período de detenção ou tempo de residência, em 
horas; 
velocidade de escoamento
Dimensionamento hidráulico
Decantação primária
Precedendo filtração biológica = igual ou inferior 60 
m3/m2.d
Precedendo Lodo ativado: igual ou menor 
90m3/m2.d
Com processo quimicamente assistido menor 
90m3/m2.d
Taxa de vazão superficial
Deve-se assegurar um certo tempo de permanência 
para a água nos decantadores, para possibilitar a 
sedimentação das partículas que se deseja 
remover. 
Tempo de detenção (horas) =
decantadornovazão
decantadordovolume
−−
−−
Vazão = m3/h
Volume do decantador = em m3
Para vazão média deve ser inferior a 3 horas. Adota-se
geralmenteentre 2h e 2h30. 
Para a vazão máxima : superior a 1 hora.
Tempo de Detenção
Dimensionamento decantador
primário
Considerar:
Material que se deseja reter (granular ou flocoso)
Forma do tanque (circular ou retangular)
Tipo de remoção do lodo (mecanizada ou não)
Vazão afluente (média, max. min)
Massa de sólidos afluentes (SST)
Remoção desejada de SST
Teor de sólidos esperado no lodo sedimentado
Dispositivos de entrada (distribuição do afluente)
Dispositivos de saída (vertedores)
Taxa de vazão superficial a aplicar
Tempo de retenção hidráulico
Relação entre dimensões (altura, comprimento e 
largura)
As características do lodo primário são 
função das características dos esgotos 
afluentes e do tipo de tratamento adotado
Capacidade de sedimentação – vinculada à
taxa de vazão superficial
Número de decantadores: recomenda-se 
que ETEs com vazão de dimensionamento 
superior a 250L/s devam ter mais de um 
decantador primário
Exemplo 
Dimensionamento decantador primário ETE 
de Cabo Frio, RJ, sendo vazão média = 
264 L/s e a máxima = 318 L/s.
Decantador de limpeza mecanizada circular.
Solução:
Qmed = 264 L/s = 22.810m3/d
Qmax = 318L/s = 27.475 m3/d
Taxa de vazão superficial, v = 56m3/m2.d
Cálculo da área superficial:
A = Q/v = (27475m3/d/56 m3/m2.d)
A = 490 m2
Diâmetro D = 25m
Profundidade lateral adotada = 3,5m
Inclinação de fundo adotada: 10%
Altura do centro até o pé da parede (fundo) –
I = ∆h /L
∆h = L/10 = (25/2)/10 = 1,25m
Borda livre = 0,60m
Volume útil do tanque (parte cilíndrica):
V = (490 x 3,50) = 1715 m3
Tempo de detenção:
Tm = V/Qm = 1715 m3/22810m3/d = 1,5h
A eficiência do tratamento primário 
na remoção de sólidos em suspensão e, 
em decorrência, DBO, pode ser 
aumentada através da adição de 
agentes coagulantes. Isto é
denominado tratamento primário 
avançado ou tratamento primário 
quimicamente assistido.
Tratamento Primário, 
Alternativas
Tratamento Primário, Alternativas
• Tratamento Químico. Promove-se a 
coagulação/floculação das partículas 
suspensas.
» Al2 (SO4)3 ou FeCl3
• Aumento de tamanho e da velocidade de 
sedimentação.
Desvantagem: geração de lodo é maior, como resultado 
da maior quantidade de sólidos removidos, bem como dos 
produtos químicos utilizados.
• Finalidade: decantação mais rápida de 
colóides (coagulação e floculação) e a 
transformação de substâncias solúveis em 
compostos insolúveis de fácil decantação 
por meio de adição de reagentes no 
efluente. 
• Eficiência de Remoção:
DBO: 50 a 80%
SST: 80 a 90%
Precipitação Química
• Finalidade: desestabilização das partículas 
coloidais em um sistema aquoso, preparando-as 
para a sua remoção nas etapas subseqüentes do 
processo de tratamento. 
• Coagulante Empregado:
Sulfato de alumínio (sólido ou líquido), Cloreto 
férrico (líquido), Sulfato férrico (líquido), Cloreto 
de polialumínio (sólido ou líquido), Sulfato ferroso
(sólido ou líquido), Coagulantes orgânicos 
catiônicos (sólido ou líquido).
Coagulação
• Finalidade: É um processo físico no qual as partículas 
coloidais são colocadas em contato umas com as outras 
de modo a permitir o aumento do seu tamanho físico, 
alterando, desta forma, a sua distribuição. 
• Coagulante Empregado: 
Eletrólitos, Coagulantes, Agentes Tensoativos, 
Polieletrólitos.
Floculação