Apresentação Qualidade do Esgoto

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Qualidade do
Esgoto
DEFINIÇÃO
O que é efluente?
Todo líquido utilizado e descartado de quaisquer atividades humanas
Possui:
Elevada carga orgânica
Presença de substâncias tóxicas
Presença de metais pesados
Elevada carga de nutrientes
Esgoto Sanitário
Características variáveis em função:
De sua origem
Da hora de produção
Da extensão da rede coletora e do estado de conservação da mesma
Usos da Água e Geração de Esgotos
Qualidade das águas e uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica
Os esgotos domésticos são constituídos de:
Águas de lavagem e dejetos (aproximadamente 99,9 % de água)
300 ppm (mg/L) de material em suspensão (Celulose na maioria)
Partículas do solo
500 ppm de material volátil
Controle da poluição
Qualidade da água
disponível
Quantidade
de água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
Impacto Ambiental
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Poluente:
Substância no lugar errado
Troposfera: do nível do mar até 15 km de altitude.
O ozônio é poluente.
Os CFC’s não são poluentes.
Estratosfera: entre 15 km e 50 km de altitude.
O ozônio não é poluente.
Os CFC’s são poluentes.
TERRA
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Poluição = Dose e Local
Local certo
Local errado
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Controle da poluição
Qualidade da água
disponível
Quantidade
de água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
Água
Impacto Ambiental
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Água no corpo humano
A água representa 70% da massa do corpo humano.
Sintomas de desidratação:
Perda de 1% a 5% de água
Sede, pulso acelerado, fraqueza
Perda de 6% a 10% de água
Dor de cabeça, fala confusa, visão turva
Perda de 11% a 12% de água
Delírio, língua inchada, morte
Uma pessoa pode suportar até 50 dias sem comer, mas apenas 4 dias sem beber água.
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Propriedades da água
Na natureza a água pode ser encontrada em todas as fases de agregação: sólida, líquida e gasosa.
Substância
CH4
NH3
H2O
HF
H2S
Ponto de fusão/°C
Ponto de ebulição/°C
-182
-78
0
-83
-86
-164
-33
100
+19
-61
Sua capacidade de conduzir calor (condutividade térmica) e de estocar calor (capacidade calorífica) também é única.
É necessário 1 caloria para elevar de 1 °C a temperatura de 1 g de água líquida.
São necessários 540 calorias para evaporar 1 g de água.
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Propriedades da água
gelo
gelo
4 °C
A mistura de águas e recirculação de nutrientes só ocorre porque a água tem densidade máxima em 4 °C, ou seja, na fase líquida.
A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida.
A água é um solvente universal.
É o destino final de todo poluente que tenha sido lançado, não apenas diretamente na água, mas também no ar e no solo
Situação hipotética caso a agua tivesse um comportamento “normal”
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Controle da poluição
Qualidade da água
disponível
Quantidade
de água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
Água
Impacto Ambiental
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Quantidade de água disponível
A quantidade de água doce disponível para consumo é extremamente escassa
Distribuição da água no planeta
A cada 1000 L
97,5% nos oceanos
1,8% em geleiras
975 L
18 L
0,6% nas camadas subterrâneas
6 L
0,015% nos lagos e rios
0,005% de umidade no solo
150 mL
50 mL
0,0009% em forma de vapor na atmosfera
9 mL
0,00004% na matéria viva
0,4 mL
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Quantidade de água disponível
1000 L de água 6,15L (para consumo humano)
69 % = 4,24 L
23 % = 1,42 L
8 % = 0,49 L
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Quantidade de água disponível
Nos últimos 15 anos a oferta de água limpa disponível/habitante diminuiu @ 40%.
O uso da água na agricultura deverá aumentar nos próximos anos.
Em 20 anos deverá ocorrer uma crise relacionada a disponibilidade de água.
2,4% no resto do país
9,6% na região amazônica
O Brasil possui 12 % da água
doce disponível no mundo
Atende 95% da população
Atende 5% da população
Acesso a água tratada  melhoria sensível, ou seja 96%.
Aquifero Guarani – Agua Subterrânea
Quantidade suficiente para abastecimento total por 100-150 anos
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Quantidade de água disponível
Estados Unidos:
600 L por habitante
dia
Sertão:
10 L por habitante
dia
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Controle da poluição
Qualidade da água
disponível
Quantidade
de água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
Água
Impacto Ambiental
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Qualidade da água disponível
A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosa-mente nos últimos 50 anos.
De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser:
ou
Pontual
Descarga de efluentes a partir
de indústrias e de estações
de tratamento de esgoto
São bem localizadas, fáceis
de identificar e de monitorar
Difusa
Escoamento superficial urbano,
escoamento superficial de áreas
agrícolas e deposição atmosférica
Espalham-se por toda a cidade,
são difíceis de identificar e tratar
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Parâmetros de Qualidade de Águas
Ciclo urbano da água
Ambientes Costeiros
RIO
Captação
Tratamento
(ETA)
DISTRIBUIÇÃO
TRATAMENTOS
(ETE)
Lançamen-tos
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PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Químicas
Físicas
Biológicas
sólidos
Gases
Inorgânicos
Orgânicos
Microrganismos
Suspensos (SS)
 coloidais
 dissolvidos
IMPUREZAS
Metais Pesados
Pesticidas
Bactérias
vírus
protozoários
PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
			
	FÍSICOS: 	COR, TURBIDEZ, SABOR/ODOR, 					TEMPERATURA
	QÚIMICOS: 	ALCALINIDADE, pH, ACIDEZ, 					DUREZA, FERRO E MANGANÊS, 				CLORETOS, NITROGÊNIO, FÓSFORO, 			OXIGÊNIO DISSOLVIDO, MATÉRIA 				ORGÂNICA, MICROPOLUENTES 				ORGÂNICOS E INORGÂNICOS
	BIOLÓGICOS:	COLIFORMES (COLIMETRIA), 					ALGAS, 								BACTÉRIAS DECOMPOSITORAS
Qualidade de Águas
Legislação Ambiental 
CONAMA 357/2005 	Qualidade das Águas CONAMA 430/2011 		Lançamento de Esgoto
MS – 2.914/2011	 Padrões de Potabilidade
Constituição Brasileira
Capítulo sobre Meio Ambiente
Política Nacional do Meio Ambiente
Ministério do Meio Ambiente
Política Nacional dos Recursos Hídricos
IBAMA
CONAMA
Conselhos
Órgãos Municipais e Estaduais
Outorgas
Uso das águas
Comitês de Bacias
Agências Hidrográficas
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
COR: Aparência da água devido aos sólidos dissolvidos 
Origem: 	natural:	 Mat Orgânica
				 Fe e Mn
		antropogênica: Resíduos Industriais
				 Esgotos domésticos
Importância: Natural: Não paresenta risco direto à saúde mas interfere 			nas características estéticas 
	 Industrial --> toxcicidade
Unidades: uH (unidades Hazen - padrão Pt-Co)
Leitura: 	Cor aparente x Cor verdadeira. Cor aparente 			geralmente inclui parcela de turbidez.
Limites: faixa ótima 5 - 25 uH (unidade de Hazen)
	 cor verdadeira superior a 25 ---> cuidados operacionais
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Turbidez: grau de interferência à passagem da luz causada 		 por sólidos em suspensão 
Origem: natural: partículas de solo ( argila, silte) e microrganismos 	 antropogênica: resíduos domésticos e industriais, 					 microrganismos e erosão.
Importância: natural: sem incovenientes sanitários diretos
	 antropogênica ---> toxidez e patogenicidade
	 penetração da luz: fotossíntese
Utilização: tratamento de águas de abastecimento e controle ETA
Unidades: uT ( Unid.Turbidez ou nefelométrica)
Limites: <20 tratamento sem coagulação.
	 >50 cogulação química ou pré-filtragem
	 >100 águas turvas
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Temperatura: intensidade de calor 
 
Origem: natural: radiação, condução e convecção
 	 antropogênica: Torres de resfriamento, despejos .
Importância: elevações de temperatura interferem: taxa de reações químicas, solubilidade e transferência de gases
Utilização: Caracterização de águas brutas
Unidades: oC
Resultados: devem ser analisados em conjunto com outros 			parametros ----> oxigênio dissolvido
		padrões de lançamento ( normais locais)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Sabor/Odor: característica estética resultante da interação gosto/odor por sólidos ou gases
 
Origem: natural: Matéria orgânica, algas, H2S
 	 antropogênica: resíduos domésticose industriais, H2S .
Importância: natural: sem incovenientes sanitários diretos
	 antropogênica ---> toxidez e patogenicidade
Utilização: tratamento de águas de abastecimento e controle ETA
Unidades: Concentração limite detectável
Resultados: Identificação da fonte odor/sabor
	 	 Legislaçao: não objetável
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
pH: concentração de íons H+ , indicando meio ácido, alcalino ou neutro ( 0 - 14) por sólidos dissolvidos ou gases. 
 
Origem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese
 	 antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Importância: Tratamento águas, dureza, agressividade
Utilização: Aguas brutas, abastecimento ETA
Unidades: 0 a 14 (Escala Sörensen)
Resultados: pH baixo ---> corrosividade e agressividade
		pH elevado ---> incrustações em tubulações
		qualquer valor distante da neutralidade causa 			problemas bióticos.
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Acidez: capacidade de resistir às mudanças de pH causadas pela presença de bases. ( H2CO3 livre entre 4,5 e 8,2) 
 
Origem: natural: sólidos e gases (CO2 e H2S)
 	 antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Importância: Sem significado sanitário. ---> corrosividade
Utilização: Caracterização de águas 
Unidades: mg/l de CaCO3
Resultados: pH > 8,2 : CO2 livre ausente
		pH > 4,5 e 8,2 acidez carbonica
		pH < 4,5 acidez por acidos minerais fortes (industriais)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Alcalinidade: capacidade de neutralização de ácidos ou resisitividade à viação do pH ( HCO3-, CO32-, OH-). 
 
Origem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese
 	 antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Importância: Sem significado sanitário. ---> gosto amargo. ETA
Utilização: Aguas brutas, abastecimento ETA
Unidades: mg/l de CaCO3
Resultados: pH> 9,4 ---> hidróxidos e carbonato
		pH 8,3 9,4 ---> carbonatos e bicarbonatos
		pH 4,4, a 8,3 ---> apenas bicarbonato
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Dureza: concentração de cátions multimétalicos em solução. Geralmente Ca ++ e Mg ++ 
 
Origem: natural: Ca e Mg de rochas
		 dureza alcalina : presença de carbonatos
 	 antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Importância: Sem significado sanitário. Propriedades estéticas
		Formação de incrustações - Redução de espumas
Utilização: Aguas de abastecimento (inclusive industriais) 
Unidades: mg/l de CaCO3
Resultados: 	dureza < 50 mg/l CaCO3: água mole
		dureza 50 e 150 mg/l CaCO3 : dureza moderada
		dureza 150 e 300 mg/l: água dura
		dureza > 300 mg/l CaCO3 : dureza elevada
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Ferro e Manganês: presença de formas solúveis 
 
Origem: natural: Rochas e solo
		 antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
Importância: Sem significado sanitário. Propriedades cor e estéticas
Utilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas 
Unidades: mg/l
Resultados: 	Mn 0,1 (ppm) 1,0 (lançamentos)
		Fe 0,3 a 5,0 mg/l (ppm)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Oxigenio Dissolvido (OD): importante para manutenção da microbiota e processos oxidativos
 
Origem: natural: Ar, Fotossintese
		 Antropogênica: Aeração artificial	
Importância:Manutenação da Microbiota aquática
Utilização: Controle Operancional
		Oxidação Fe Mn
Unidades: mg/l
Resultados: 	Teores mínimos 1,0 mg/l - máximo 9,2 mg/l
		função temperatura
		4-5 morte peixes; Anaerobiose 0,0 mg/l
		Padrão corpos d’água
					
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Matéria Orgânica (MO): principal agente poluidor de fontes orgânicas (Esgotos e Lançamentos)
 
Origem: natural: Biomassa vegetal e animal
		 Antropogênica: Esgotos	
Importância:Consumo de OD ---> vida aquática aeróbia
		DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio)
Utilização: Caracterização de corpos d’água captação e 				abastecimento
		Principal indicador de contato de esgotos
Unidades: mg/l
Resultados: 	DBO (5) 300 - esgotos
		DBO captação 3 - 10
		Distribuição: 0
					
O QUE É DBO?
DBO (DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO) 
Representa a demanda potencial de oxigênio dissolvido que poderá ocorrer devido à estabilização dos compostos orgânicos biodegradáveis, o que poderá trazer os níveis de oxigênio nas águas abaixo dos exigidos pelos peixes, levando-os à morte. 
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Nitrogênio (N): Várias formas N - NH - NO3 como sólidos dissolvidos ou em suspensão
 
Origem: natural: Mat. Organica - Clorofila - proteina
		 Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais 
				 Fertilizantes	
Importância: Eutrofização de corpos d’água - Doenças - consumo 		O2 - toxicidade - 
Utilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas
Unidades: mg/l
Resultados: 	Padrão de captação: ( NO3) -10 mg/l
					 (NO2) - 1,0 mg/l 
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Fósforo (P): Fosfatos inorgânico (PO4)2-
 
Origem: natural: Rochas, solo
		 Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais 
				 Fertilizantes	
Importância: Eutrofização de corpos d’água 
Utilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas
	 Caracterização de corpos d’água
Unidades: mg/l
Resultados: 	Padrão de lançamentos: 1,0 mg/l
		Eutrofização: P < 0,01 - 0,02 NE
		 		 0,05 INT P > 0,05 EUT
					
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Micropoluentes inorgânicos
 
Componentes tóxicos
Exemplos: 	Metais Pesados: Arsênio, Cádmio, Cromo, Chumbo, 		Mercúrio e Prata. (Sólidos dissolvidos ou Suspensos)
		Cianetos
Origem:	Atividades Industriais e Agricultura
Toxicidade: 	Cumulativa na cadeia alimentar
Unidade: 	µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)
Padrões: 	variáveis com legislação estadual (captação, 			lançamentos)
					
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Micropoluentes Orgânicos
 
Componentes tóxicos
Exemplos: 	Moléculas resistentes à decomposição. Pesticidas, 		hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos, detergentes etc 		(Sólidos dissolvidos ou Suspensos)
Origem:	Atividades Industriais e Agricultura
Toxicidade: 	Cumulativa na cadeia alimentar
Unidade: 	µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)
Padrões: 	variáveis com legislação estadual (captação, 			lançamentos)
					
Poluição por fertilizantes agrícolas
Usados sem critério
Excesso é levado pela chuva
Lençóis subterrâneos, lagos e rios
Reprodução acelerada
Fitoplâncton
Algas macroscópicas
Ao morrerem são decompostos por microrganismos aeróbios
Cobrem a superfície isolando a água do oxigênio do ar
Eutrofização
Íons NO3(aq) (0,3 mg/L), NO2(aq), HPO4(aq) (0,02 mg/L) e H2PO4(aq)
1-
1-
2-
1-
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Poluição por esgotos doméstico
e industrial
Matéria orgânica biodegradável
Explosão na população
de microrganismos
Consumo de oxigênio
Bactérias, vírus, larvas e parasitas
Coliformes fecais Þ doenças
Brasil: 30% das praias
são impróprias
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O QUE É EUTROFIZAÇÃO?
Eutrofização é o fenômeno causado pelo excesso de nutrientes (compostos químicos ricos em fósforo ou nitrogênio), o que leva à proliferação excessiva de algas, que, ao entrarem em decomposição, levam ao aumento do número de microrganismos e à consequente deterioração da qualidade do corpo de água. 
Poluição biológica
Presença de microorganismos patogênicos, especialmente na água potável.
4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável tratada
2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento de esgoto
Controle simples
Apesar disso
250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,
diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano
10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)
Adição de NaClO
Ou Ca(OH)2
Fervura da água
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Qualidade de Águas: Legislação Ambiental 
A legislação Brasileira determina o acompanhamento das águas doces, salobras ou salinas destinadas a balneabilidade por meio da Resolução CONAMA n0 274 de 29 de novembro 2000, que em seus artigos 10 ao 150 define os padrões de qualidade que devem ser observados para essas águas baseando-se, em três indicadores: 
(Artigo 7o. )
a) Coliformes termotolerantes
b) Escherichia coli (E.coli)
Podemos viver num mundo sem poluição ?
São conhecidas mais de 7 milhões de substânciasquímicas
A cada ano cerca de 1.000 novos produtos são lançados no mercado
São produzidos 300 milhões de toneladas anuais de COS
150 mil deles em taxas superiores a 50 mil t/ano
Cerca de 66 mil produtos químicos são comercializados hoje somente nos EUA
Cerca de 45 mil substâncias são comercializadas internacionalmente
Muitos são resistentes a biodegradação, estáveis e entram na cadeia alimentar
Muitos podem ser mutagênicos, cancerígenos ou teratogênicos
Só existem dados ecotoxicológicos para aproximadamente 1.500 substâncias
A tecnologia convencional de tratamento de água não remove totalmente os COS
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Rio Totalmente Limpo
Ecossistema em Condições Naturais
Elevada diversidade de espécies
Elevado número de espécies
Reduzido número de indivíduos em cada espécie
Rio com Início de Poluição
Ecossistema em condições perturbadas
Baixa diversidade de espécies
Reduzido número de espécies
Elevado número de indivíduos em cada espécie
Rio totalmente poluído
Apenas algumas espécies de bactérias e vírus são capazes de viver
Autodepuração dos rios
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO
O conhecimento das quantidades geradas e as principais características físicas e químicas dos efluentes é fundamental para a concepção e o dimensionamento dos sistemas de tratamento e/ou disposição desses na natureza, ou aplicação em processos biotecnológicos.