Caracterização Física de Efluentes Líquidos

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Aula 2 - Caracterização física dos efluentes 
líquidos
Meta da aula
Discutir os diversos parâmetros físicos que servem na 
caracterização dos efluentes líquidos.
Objetivos
 Identificar os parâmetros físicos dos efluentes;
 Classificar os poluentes presentes nos efluentes líquidos.
2.1. Introdução
Do mesmo modo que um médico, antes de medicar um paciente, precisa 
identificar de que mal sofre o enfermo, o tratamento de um efluente requer 
prévia caracterização de seus parâmetros.
Na etapa de projeto de uma estação de tratamento de efluente, a empresa, 
tomando por base sua produção, consegue estimar o volume de efluente que 
será gerado no processo.
Assim, o dimensionamento da estação de tratamento de efluente tomará por 
base o volume estimado de efluente que será gerado por unidade de tempo 
(hora ou dia).
Numa indústria é gerado tanto o efluente do processo, como esgoto sanitário 
(dos funcionários). Em alguns casos, estes dois efluentes são tratados 
conjuntamente, em outros não.
Quando o processo industrial for o de uma indústria do setor alimentício, sua 
característica fundamental é possuir um elevado teor de matéria orgânica 
(exemplos; laticínio, frigorífico). Neste caso, é relativamente comum este 
efluente ser tratado já misturado ao esgoto gerado pelos funcionários. Já, 
quando o processo industrial for, por exemplo, o de uma indústria 
metalúrgica, de tinta, ou petroquímica, por suas características próprias, é 
conveniente que este efluente seja tratado separadamente do esgoto 
sanitário.
Os esgotos sanitários contêm excrementos humanos líquidos e sólidos, pro-
Aula 2 - Caracterização física dos efluentes líquidos 23 e-Tec Brasil
dutos diversos de limpezas, resíduos alimentícios e produtos desinfetantes.
Nos excrementos humanos, existem ainda micro-organismos.
O esgoto sanitário contém substâncias orgânica e inorgânica.
As substâncias orgânicas são: proteínas, açúcares, óleos e gorduras, micro-
organismos, sais orgânicos e componentes dos produtos de limpeza e 
desinfecção.
Os principais constituintes inorgânicos são os sais. Nestes, os ânions são: 
cloretos, sulfatos, nitratos, fosfatos. Já os cátions são: sódio, cálcio, potássio, 
ferro e magnésio (VON SPERLING, 1996).
Os efluentes industriais têm sua composição dependente do processo 
envolvido. Por exemplo: enquanto o efluente de indústria alimentícia possui 
uma elevada carga de matéria orgânica, o efluente de uma empresa que 
trabalha com galvanoplastia tem elevada concentração de metais pesados.
2.2. Classificação dos Poluentes Presentes 
nos Efluentes Líquidos
GRADY (1999) classifica os poluentes encontrados em águas residuárias, 
segundo diversos critérios. A Tabela 2.1 apresenta estas classificações. Cada 
poluente de um efluente pode ser caracterizado pela combinação das diversas 
classificações abaixo, uma vez que não são excludentes. Assim, como 
exemplo, um poluente pode ser composto de materiais orgânicos, solúveis e 
biodegradáveis ou materiais orgânicos, insolúveis e biodegradáveis; e assim 
por diante.
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Características Físicas Solúvel
Insolúvel
Tabela 2.1: Exemplos de Classificações de Poluentes de 
Águas Residuárias
Fonte: GRADY . (1999). et al
Parâmetro de Classificação Tipo
Características Químicas Orgânico
Inorgânico
Suscetibilidade a alteração por micro-organismos Biodegradáveis
Não biodegradáveis
Origem Biogênico
Antropogênico
Efeitos Tóxico
Não tóxico
et al
25 e-Tec Brasil
Ser biodegradável indica que um poluente pode decompor-se por ação de 
micro-organismos.
Se o poluente for biodegradável, indica tratar-se de um composto orgânico 
que pode ser convertido em inorgânico por processos biológicos, pela ação de 
micro-organismos. Do contrário, estamos diante de um poluente não 
biodegradável pela ação dos micro-organismos. Poluentes não 
biodegradáveis não devem ser tratados por tratamento biológico.
Quanto à origem, o poluente pode ser biogênico ou antropogênico. O 
biogênico é o poluente de origem natural (resultado de erupções vulcânicas, 
dissolução de rochas, etc.). Já o antropogênico é o poluente resultado de 
alguma atividade humana. A poluição pode ser fruto de atividade industrial, 
que gera os resíduos líquidos, sólidos ou gasosos. Já o esgoto doméstico 
gerado pelos habitantes de uma cidade pode ser encarado como poluição for 
urbana. A poluição agropastoril é resultado das atividades agrícolas e de 
pecuária. Estas atividades geram poluição pelo uso de agrotóxicos, 
fertilizantes, e geração de excrementos de animais, além da erosão que 
promovem.
2.3. Principais Parâmetros para 
Caracterização dos Efluentes Líquidos
A qualidade da água pode ser definida por meio de diversos parâmetros. As 
águas possuem enquadramento diferenciado em função de suas 
características. Podem ser águas de abastecimento, águas residuárias, 
mananciais e corpos receptores. Segundo VON SPERLING (1996), em termos 
de qualidade física, a água pode ser avaliada por meio dos seguintes 
parâmetros: cor, turbidez, temperatura, sabor e odor. Os parâmetros químicos 
são: pH, alcalinidade, acidez, dureza, ferro e manganês, cloretos, fósforo, 
oxigênio dissolvido, matéria orgânica, micropoluentes orgânicos e 
inorgânicos. Por último, mas não menos importante, temos o parâmetro 
biológico. Leva em conta a capacidade da água em transmitir doenças 
causadas por organismos vivos. A avaliação pode ser de modo indireto, por 
exemplo, por meio dos organismos indicadores de contaminação fecal, 
pertencentes ao grupo de coliformes.
2.3.1. As características sensoriais
Odor e cor do efluente são parâmetros facilmente percebidos por todos, 
especialistas ou leigos. Por isso, chama a atenção rapidamente, inclusive das 
autoridades ambientais.
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2.3.1.1. Odor
O odor nos efluentes industriais está associado ao desprendimento no ar de 
substâncias orgânicas ou inorgânicas geradas em reações de fermentação 
que ocorrem no efluente (especialmente no caso de esgoto doméstico, com a 
liberação de ácidos voláteis e gás sulfídrico).
Indústrias farmacêuticas, de essências e de solventes geram efluentes com 
odores bem específicos.
No caso de esgotos domésticos, alguns principais odores são bem 
característicos (VON SPERLING, 1996):
 �Odor de mofo: razoavelmente suportável, típico do esgoto fresco;
 Odor de ovo podre: �insuportável�, típico do esgoto velho ou séptico, que 
ocorre devido à formação de gás sulfídrico (H S) proveniente da 2
decomposição do lodo contido nos despejos; e
 Odores variados de produtos podres: repolho, legumes, peixe, podres; de 
matéria fecal; de produtos rançosos; de acordo com a predominância de 
produtos sulfurosos, nitrogenados, ácidos orgânicos, etc.�
A decomposição da matéria orgânica nos despejos industriais também 
contribui para o aparecimento de odores.
2.3.1.2. Cor
Um efluente colorido lançado em qualquer corpo hídrico logo chama a 
atenção. Os corantes dissolvidos (naturais ou artificiais), além das substâncias 
coloidais (turbidez), definem a cor do efluente.
Unidade de medida da cor: uH (Unidade Hanzen � padrão de platina cobalto).
A contribuição natural para a cor é dada pela decomposição da matéria 
orgânica, e da presença de íons dissolvidos, como de ferro e manganês. A 
contribuição antropogênica para a cor é dada pela presença dos mais diversos 
resíduos industriais, corantes (orgânicos e inorgânicos), bem como esgotos 
domésticos.
No caso de esgoto doméstico, a cor acinzentada caracteriza esgoto fresco. Já 
a cor preta é típica do esgoto velho (no qual já ocorreu uma decomposição 
parcial).
O efluente possui uma cor aparente e outra verdadeira. A cor aparente é 
aquela que o efluente possui quando os sólidos suspensos ainda estão 
presentes. Após a remoção dos sólidos suspensos por centrifugação, por 
exemplo, obtém-se a cor verdadeira que é atribuída aos sólidos dissolvidos. 
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2.3.1.3. Turbidez
A turbidez é dada pelo grau de interferência que o efluente promove à 
passagem da luz. A unidade de medida é a Ut (Unidade de Turbidez � Unidade 
Nefelométrica).
A presença de material coloidal é o que confere turbidez aos efluentes 
industriais.
Para os esgotos domésticos a medida da turbidez é um indicativo da eficiência 
da etapa do tratamento secundário, pois está relacionada à concentração dos 
sólidos em suspensão.
2.3.2. Parâmetros físicos
Os parâmetros físicos que caracterizam um efluente são inúmeros. Dentre 
eles, podemos citar: temperatura, gases dissolvidos, turbidez, condutividade 
elétrica, densidades e outros mais. Nesta obra, entretanto, nos deteremos à 
temperatura, aos gases dissolvidos e à matéria sólida presente. 
2.3.2.1. Temperatura: A poluição térmica
Num processo industrial qualquer, a poluição térmica pode ser causada tanto 
por efluente do processo, como pelo descarte de água usada no aquecimento 
ou resfriamento em alguma das etapas. 
A temperatura do efluente ao final destas operações normalmente não se 
encontra dentro de uma faixa permitida pela legislação ambiental. Por isso, se 
lançamento do efluente acontecer fora dos padrões em termos de 
temperatura, estamos diante de uma situação de poluição térmica.
 A temperatura influencia tanto nas reações químicas e biológicas, como na 
solubilidade dos gases.
Efluente lançado à temperatura elevada sempre causa danos aos seres vivos 
existentes no corpo receptor.
Da mesma forma com que um refrigerante quente desprende muito mais 
facilmente o gás nele dissolvido, um efluente lançado quente num rio diminui 
a concentração dos gases ali dissolvidos, dentre eles o oxigênio, que, como 
sabemos, é indispensável à vida.
O mau cheiro também é mais evidenciado em efluentes quentes, pois nesta 
condição o desprendimento de gases de cheiro ruim é mais intenso para a 
atmosfera.
Você sabe que quando aquecemos o mel ele se torna mais fluido. Isto 
acontece porque a viscosidade do mesmo diminui com o aquecimento. 
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O mesmo acontece com a água e efluentes. Quando quentes, tornam-se mais 
fluidos. Isto facilita a mobilidade de organismos (exemplo: algas) ali presentes, 
promovendo a sua decantação (deposição no fundo).
A temperatura do efluente influencia a qualidade de seu tratamento. Assim:
 Nas operações de decomposição biológica do esgoto, a velocidade desta 
decomposição aumenta com a temperatura. A faixa ideal, entretanto, para a 
atividade biológica, é de 25 a 35 °C (METCALF & EDDY, 2003);
 Nos processos que necessitam de solubilização de oxigênio no efluente, 
quanto menor a temperatura, melhor a solubilização do gás (como lagoas 
aeradas e lodos ativados);
 Nas operações de sedimentação, o aumento da temperatura diminui a 
viscosidade do efluente, facilitando a sedimentação de sólidos em 
suspensão e organismos.
2.3.2.2. Gases dissolvidos
Outro parâmetro físico importante no efluente são os gases dissolvidos no 
mesmo.
Os esgotos podem também contaminar o ar tanto emitindo odores 
desagradáveis (gás sulfídrico e ácidos voláteis), como por desprendimento de 
micro-organismos na forma de aerossóis. As substâncias orgânicas 
desprendidas para o ar pelos efluentes são compostos voláteis orgânicos ou 
inorgânicos. Devemos lembrar que estas substâncias, além do odor 
desagradável, tem cada qual sua toxicidade própria.
Os compostos orgânicos voláteis desprendidos pelos efluentes recebem a 
sigla VOC's.
A Tabela 2.2, retirada da obra de Giordano (1999), aponta os parâmetros 
físicos dos efluentes.
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2.3.2.3 . Matéria sólida
Os sólidos podem ser compostos de substâncias orgânicas ou inorgânicas.
Das características físicas, o teor de matéria sólida é da maior importância para 
o dimensionamento e controle de operações das unidades de tratamento.
Segundo Jordão & Pessôa (1995), a matéria sólida presente nos esgotos é 
classificada em função de inúmeros fatores.
As classificações para os sólidos presentes nos efluentes apresentam-se:
a. Em função das dimensões das partículas:
 Sólidos em suspensão: São subdivididos em sólidos coloidais, sedimentáveis 
e flutuantes.
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Tabela 2.2: Parâmetros físicos dos efluentes
Fonte: Giordano (1999).
Nomes dos 
Parâmetros
Uso ou significado
sanitário
Sólidos totais (ST) A composição de cada forma dos sólidos expressa 
direta ou indiretamente os outros poluentes.
mg/L
Unidades
Sólidos totais voláteis (STV) Matéria orgânicamg/L
Sólidos totais fixos (STF) Matéria orgânicamg/L
Sólidos suspensos (SS) Matéria orgânica e inorgânica com Ø>0,45µmmg/L
Sólidos suspensos voláteis (SSV) Matéria orgânica ou biomassamg/L
Sólidos suspensos fixos (SSF) Matéria inorgânica coloidal e com Ø superioresmg/L
Sólidos dissolvidos totais Matéria orgânica e inorgânica com Ø>0,45µmmg/L
Sólidos dissolvidos voláteis Matéria orgânica dissolvidamg/L
Sólidos dissolvidos fixos (SDF) Sais e óxidos solúveismg/L
Curva de distribuição 
granulométrica
Contribui para a definição do processo de 
tratamento
Ø%
Turbidez Permite o conhecimento da transparência dos 
efluentes e a presença de coloides
uT
Cor Está relacionada aos corantes orgânicos sintéticos
e ou residuais, aos inorgânicos (metais pesados),
aos compostos húmicos e outros subprodutos de 
biodegradação
uT
Transmitância Aplicabilidade de UV%T
Temperatura Processos biológicos e para a solubilidade dos gases
na água, além de interferir na velocidade de
sedimentação das partículas
°C
Densidade Aplica-se a efluentes com altas concentrações de
sólidos
g/cm³
Condutividade Está relacionada à concentração de sais solúveis
no efluente.
mS/cm
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 Sólidos dissolvidos: Partículas com diâmetros inferiores a 1,2 �m são 
consideradas dissolvidas, e em suspensão, as de diâmetro superior a este 
valor.
Os sólidos coloidais são aqueles que permanecem em suspensão por seu 
pequeno diâmetro e pela ação da camada de solvatação. Isto impede o 
crescimento daquelas partículas sólidas.
Os sólidos sedimentáveis e os flutuantes são aqueles que se separam da fase 
líquida por diferença de densidade.
b. Em função da sedimentabilidade:
 Sólidos sedimentáveis: São sólidos sedimentáveis aqueles que decantam em 
uma hora num recipiente denominado cone Imhoff. A fração que não se 
sedimenta representa os sólidos não sedimentáveis.
 Sólidos flutuantes ou flotáveis: São os sólidos que permanecem na superfície 
do líquido, como se estivessem boiando.
 Sólidos não sedimentáveis: Representam a fração sólida que não sedimenta 
no cone de Imhoff.
Figura 2.1: Cone de Imhoff.
Fonte:http://www.aquaculturehub.org/photo/photo/search?q=+imhoff
Acessado em 07/03/2012.
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c. Em função da secagem à alta temperatura (550 a 600°C):
 Sólidos voláteis (Matéria orgânica);
 Sólidos fixos (Matéria inorgânica).
Os sólidos fixos estão associados aos sólidos de composição inorgânica. Já os 
voláteis são associados a compostos orgânicos.
A fração orgânica, com o aquecimento, é oxidada. Sofre, assim, volatilização, 
restando apenas a fração inerte, que representa ainda a matéria inorgânica ou 
mineral.
d. Em função da secagem à temperatura média (entre 103 e 105 °C.):
Os sólidos podem ainda ser classificados em: Sólidos Totais; Sólidos em 
Suspensão e Sólidos Dissolvidos.
 Sólidos Totais
São aqueles que permanecem como resíduo após evaporação à 
temperatura de 103 a 105 °C. Os sólidos totais são compostos de sólidos em 
suspensão e dissolvidos (filtráveis).
Cada uma dessas categorias de sólidos totais, suspensos e filtráveis, pode ser 
classificada com base na sua volatilidade a 300 °C.
A fração orgânica se oxidará a esta temperatura (sólidos voláteis), e a fração 
inorgânica permanecerá como cinza (sólidosfixos).
 Sólidos em Suspensão (Voláteis e Fixos)
Permite verificar a eficiência de remoção de sólidos em suspensão 
sedimentáveis nos decantadores primários e determinar certos parâmetros 
de operação como é o caso do índice e idade do lodo.
 Sólidos Dissolvidos (Voláteis e Fixos)
Os sólidos dissolvidos também podem ser fixos ou voláteis. Os sólidos 
dissolvidos representam os sólidos que não são afetados pelo tratamento 
primário.
O teor de sólidos dissolvidos pode aumentar, em virtude da liquefação e 
decomposição do material sólido. Pode também diminuir, como resultado 
do o tratamento secundário do esgoto, devido à oxidação ou adsorção.
Giordano (1999) apresenta um esquema (Figura 2.2) que representa a 
distribuição dos sólidos nos efluentes. Aponta o referido autor que a análise 
dos sólidos não tem preocupação em definir a composição química das 
substâncias, se são materiais oriundos do processo industrial, ou mesmo 
produtos do metabolismo dos micro-organismos ou se são os próprios
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flocos biológicos.
Ainda segundo Giordano, adaptando os resultados de Jordão (1985), na 
Figura 2.3 é apresentada a composição mais provável dos sólidos nos esgotos 
sanitários. Alerta para o fato de que, para efluentes industriais, a composição 
dos sólidos é dependente do processo industrial em questão.
 Sólidos Sedimentáveis
É o volume de sólidos presente no efluente que se sedimenta após um 
período de tempo de repouso do líquido (60 minutos). Esta fração é medida 
no cone de Imhoff. Sua quantificação é expressa, geralmente, em mL/L. 
Normalmente são removidos do efluente por simples decantação.
A Figura 2.4 representa de modo esquemático como são divididos os sólidos 
presentes nos efluentes.
Figura 2.2: Classificação dos sólidos presentes nos efluentes em função do 
tamanho das partículas.
Fonte:Giordano (1999)
Figura 2.3: Distribuição percentual dos sólidos presentes nos efluentes.
Fonte:Giordano (1999)
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Algumas relações entre as diversas frações de sólidos expostas acima são úteis 
para que se tire alguma conclusão de como se encontra o efluente, o que leva 
à escolha adequada do tratamento a ser dado a ele.
Relações SF/SV, SSF/SSV, SDF/SDV elevadas indicam a predominância absoluta 
de material inerte na água residuária e a necessidade de sua separação prévia 
a fim de se efetivar o tratamento biológico.
A concentração de sólidos suspensos fixos (SSF) fornece uma estimativa da 
concentração de partículas inertes (tais como areia). E, na ausência de dados 
mais precisos, pode ser adotada no projeto de certas unidades destinadas a 
remover essas partículas.
Concentrações elevadas de sólidos dissolvidos fixos (SDF), quando 
comparadas com as de sólidos dissolvidos voláteis (SDV), indicam água 
residuária com alta salinidade. Assim, é provável a necessidade de tratamento 
físico-químico, pois estes sais não são removidos em processos biológicos, 
além de comprometerem sua eficiência.
Sólidos Sedimentáveis em concentração razoável aponta para a necessidade 
de uma unidade de sedimentação (decantador) antecedendo as unidades de 
tratamento biológico convencionais aeróbias, ou os reatores anaeróbios, 
principalmente se o teor de sólidos em suspensão fixos (SSF) é alto.
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Figura 2.4: Quantificação dos sólidos presentes nos efluentes. 
Fonte:Giordano (1999)
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Atividades Propostas
1. Como são classificados os sólidos existentes em um efluente bruto (sem 
tratamento)?
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
2. Pesquise sobre qual é a solubilidade do oxigênio na água pura, no nível do 
mar (uma atmosfera de pressão) nas temperaturas de 20°C, 50°C e 70°C. 
Explique a influência da temperatura na solubilidade deste gás.
________________________________________________________________
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________________________________________________________________
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Referências Bibliográficas
GRADY Jr, C.P.L. e Lin, H.C. Biological wastewater treatment, Pollution 
engineering and technology, New York: Marcel Decker, inc, 1980.
JORDÃO, E. P. e PESSÔA, C. A. Tratamento de esgotos domésticos. Rio de 
Janeiro: ABES, 3. ed. 1995.
METCALF & EDDY � Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. 4a ed. 
Boston: Mc Graw Hill, 2003.
VON SPERLING, Marcos. Princípios de Tratamento biológico de Águas 
Residuárias. Vol. 1. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental � 
UFMG. 2a. Edição revisada. 1996.
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