TCC_FINALIZADO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
HESMAELLY DA SILVA PEREIRA 
 
 
 
 
APLICAÇÃO DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO PARA ADEQUAÇÃO DE 
EFLUENTES DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO AO TRATAMENTO POR 
MEMBRANAS DE ULTRAFILTRAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JOÃO PESSOA 
2017
 
 
HESMAELLY DA SILVA PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
APLICAÇÃO DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO PARA ADEQUAÇÃO DE 
EFLUENTES DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO AO TRATAMENTO POR 
MEMBRANAS DE ULTRAFILTRAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso 
apresentado como pré-requisito para a 
obtenção do título de Bacharel em 
Engenharia Ambiental pela Universidade 
Federal da Paraíba. 
 
Orientadora: Prof.º. Dr.º Gilson Barbosa 
Athayde Junior. 
 
 
 
 
 
 
JOÃO PESSOA 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P414a Pereira, Hesmaelly da Silva 
 
Aplicação de coagulação/floculação para adequação de efluentes de lagoa 
de estabilização ao tratamento por membranas de ultra filtração./ Hesmaelly 
da Silva Pereira. – João Pessoa, 2017. 
 
69f. il.: 
 
Orientador: Prof. Dr. Gilson Barbosa Athayde Junior. 
Monografia (Curso de Graduação em Engenharia Ambiental) Campus I - 
UFPB / Universidade Federal da Paraíba. 
 
1. Ultrafiltração 2. Coagulante 3. Coagulação/Floculação. I. Título. 
BS/CT/UFPB CDU: 2.ed. 628.1.037(043) 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus que me deu saúde e sabedoria para chegar até aqui, e concluir esta etapa, fundamental 
em minha vida. 
A meus pais Afonso Pereira e Esther da Silva Pereira e minha avó Corina Batista, pelo amor 
incondicional, dedicação e motivação; e aos meus irmãos Anderson Pereira e Alexsandrovis 
Pereira, pelo apoio. 
Ao meu professor orientador Gilson Barbosa pela paciência, dedicação e pelos ensinamentos 
passados a mim, para que eu obtivesse êxito no meu trabalho. E também por ser um exemplo 
de pessoa e de profissional. 
Aos amigos da graduação, Lusielson Pereira, Gerlandia Bias, Thayse Moura, Palloma 
Damasceno e Josilene Maria, por participarem ativamente de todos os momentos dessa 
jornada e por me ajudarem nos momentos mais difíceis ao longo do curso, em especial Elaine 
Henrique e Gabriela Freitas, que foram meus anjos durante todo o curso, compartilhando bons 
momentos e me ajudando nas disciplinas. 
A meu namorado, Renan Salgado e família, por todo carinho que me foi dado, toda ajuda e 
apoio. 
Aos meus amados amigos que sempre estiveram comigo em todos os momentos e sempre 
torceram pelo meu melhor, Ludmilla Ferreira, Victor Limeira e Mikaelly Oliveira. A minha 
amiga Kenya Soanelly, que sempre se fez presente em minha vida e sempre me ajudou com 
palavras de carinho e apoio. Como também meus amigos Allisson Gomes e Igo Cássio, que 
sempre estiveram do meu lado. 
A professora Elisângela Rocha, por ter me dado a oportunidade de fazer parte de seu projeto, 
o qual foi essencial para minha formação acadêmica, por sempre me tratar com muito carinho 
e atenção e por ser exemplo de profissional. 
Ao professor Rennio Sena por ter me dado a oportunidade de fazer as análises no laboratório 
de Carvão Ativado (LCA) o qual é responsável, e por ter sempre se disponibilizado a me 
ajudar com os resultados dessa pesquisa. 
A Anna Abels e Vera Kholgruber por terem me ajudado bastante na construção dessa 
pesquisa, através do projeto BRAMAR. 
À Universidade Federal da Paraíba, que juntamente com seu corpo docente foi uma fonte de 
saber e conhecimento, capacitando-me e dando suporte em tudo que me foi necessário. 
A todos os professores do curso de Engenharia Ambiental da UFPB. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Ainda que eu ande pelo vale da sombra 
da morte, não temerei mal algum, porque tu estás 
comigo”. Salmos 23:4. 
 
 
RESUMO 
A escassez dos recursos hídricos, atrelado ao grande volume de esgoto doméstico 
produzido no Brasil, vêm despertando a busca por alternativas eficientes que visam a 
reutilização do esgoto para usos não potáveis. Nesse sentido, a ultrafiltração é um método que 
se mostra bastante viável, pois, remove grande parte dos contaminantes contidos no esgoto, 
além de produzir água com elevado grau de pureza. No entanto, as membranas de 
ultrafiltração possuem sensibilidade à presença de sólidos, e necessitam de um pré tratamento, 
para evitar os problemas de fouling (entupimento dos poros da membrana). Um pré 
tratamento bastante utilizado em ultrafiltração é o de coagulação/floculação, que transforma 
os sólidos contidos no esgoto em flocos, fazendo com que estes não passem pelas membranas. 
Tendo em vista essa necessidade, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar a eficiência dos 
coagulantes no processo de coagulação/floculação, para adequar a uma planta de 
ultrafiltração. Foram feitos testes de coagulação/ floculação/ sedimentação, com o pH natural 
e com o pH ajustado (ácido), do efluente da lagoa facultativa da ETE Mangabeira, em João 
Pessoa-PB, com os coagulantes: PAC, sulfato de alumínio, sulfato férrico, sulfato ferroso, 
sulfato de zinco e cloreto férrico. As dosagens dos coagulantes utilizadas foram: 2,0 mg/L, 3,0 
mg/L, 4,0 mg/L, 5,0 mg/L e 10,0 mg/L. Os resultados mostraram que o sulfato ferroso e 
sulfato de zinco não apresentaram bom desempenho nas remoções de turbidez e reduções de 
absorbâncias a 254 nm e 400 nm, nem para o pH ajustado nem para o pH não ajustado. O 
efluente da lagoa facultativa pode ser melhorado com o pós-tratamento com 
coagulação/floculação utilizando os coagulantes PAC, sulfato de alumínio, sulfato férrico ou 
cloreto férrico a uma concentração de 4,0 mg/L ou 5,0 mg/L para o pH ajustado, pois nessas 
concentrações, chegou-se a uma eficiência de até 90% (sulfato férrico, a uma concentração de 
5,0 mg/L, na redução de absorbância a 400 nm), economicamente vantajosa. Nesse sentindo, 
para o pH natural do efluente, os mesmos coagulantes, apresentaram melhores eficiências nas 
remoções de turbidez e reduções de absorbâncias a 254nm e a 400 nm para concentrações 
maiores que 5,0 mg/L. Por outro lado, visando um melhor custo-benefício, tais coagulantes, 
com exceção do cloreto férrico, podem ser utilizados na concentração de 5,0 mg/L, pois, 
apresentaram elevadas eficiências, por exemplo, cerca de 40% para o sulfato férrico na 
redução da absorbância a 254 nm, à 82% para o PAC, na redução da absorbância a 400 nm. 
 
Palavras-chaves: ultrafiltração; coagulante; coagulação/floculação; 
 
 
 
ABSTRACT 
The shortage of water resources, coupled with the large volume of domestic sewage produced 
in Brazil, has led to the search for efficient alternatives that aim to reuse the sewage for non-
potable uses. In this sense, ultrafiltration is a method that proves to be quite feasible, since it 
removes much of the contaminants contained in the sewage, besides producing water with a 
high degree of purity. However, ultrafiltration membranes are sensitive to the presence of 
solids, and require a pre-treatment to avoid fouling problems (membrane pore clogging). A 
widely used pre-treatment in ultrafiltration is coagulation/flocculation, which turns the solids 
contained in the sewage into flakes so that they do not pass through the membranes. 
Considering this need, the objective of this research was to evaluate the efficiency of the 
coagulants in the coagulation /flocculation process, to suit an ultrafiltration plant. Coagulation 
/flocculation /sedimentation tests were carried out with the natural pH and adjusted pH (acid) 
from effluent of the facultative lagoon of ETE Mangabeira, in João Pessoa-PB, with 
coagulants: PAC, aluminum sulfate, ferric sulfate, ferrous sulfate, zinc sulfate and ferric 
chloride. The dosages used were: 2,0 mg/L, 3,0 mg/L, 4,0 mg/L, 5,0 mg/L and 10,0 mg/L. 
The results showed that ferrous sulfate and zinc sulfate did notperform well in turbidity and 
absorbance removals at 254 nm and 400 nm, either at adjusted pH or at unadjusted pH. 
Facultative pond effluent can be improved with coagulation/flocculation post-treatment using 
coagulants, PAC, aluminum sulfate, ferric sulphate or ferric chloride at a concentration of 4,0 
mg / L or 5,0 mg/L for adjusted pH, since at these concentrations, was achieved an efficiency 
of up to 90% (ferric sulphate, at a concentration of 5,0 mg/L, in removal of absorbance at 400 
nm), economically advantageous. In this sense, for the effluent's natural pH, the same 
coagulants presented better efficiencies in turbidity and absorbance removals at 254nm and 
400nm at concentrations higher than 5,0 mg/L, however, aiming at a better costbenefit, these 
coagulants, with the exception of ferric chloride, can be used in the concentration of 5.0 mg/L, 
since they presented high efficiencies, for example about 40% for ferric sulphate in removal 
of absorbance at 254 nm, at 82% for PAC, in removal of absorbance at 400 nm. 
 
Keywords: ultrafiltration; coagulant; coagulation /flocculation; 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1- Esquema do esgoto doméstico 
Figura 2- esquema das características do esgoto 
Figura 3– Esquema do tratamento preliminar 
Figura 4- Fouling em membranas: a) estreitamento do poro, b) obstrução do poro, c) formação de 
camada de gel 
Figura 5 – Representação esquemática da coagulação/floculação/sedimentação 
Figura 6- Vista aérea da ETE Mangabeira 
Figura 7- Localização da caixa 1 e da planta de UF 
Figura 8- Tanques de armazenamento do efluente. Tanque 1 (efluente não tratado); Tanque 2 (efluente 
tratado) 
Figura 9- Elementos contidos na parte de trás da planta piloto 
Figura 10- Floculação na Planta de UF 
Figura 11- Reatores de membrana de ultrafiltração 
Figura 12- Equipamento de Jar test no procedimento de mistura rápida do sulfato de alumínio para o 
pH de 7,3 a 7,9. 
Figura 13- sedimentação da amostra 1 para: a) pH ajustado e b) pH natural 
Figura 14- Remoção de turbidez para o pH ajustado (entre 5,0 a 5,5) 
Figura 15- Amostras com o uso do sulfato ferroso após o processo de coagulação/floculação 
/sedimentação 
Figura 16- Sedimentação das amostras com o coagulante sulfato de zinco 
Figura 17- Comparação das concentrações do sulfato férrico, destacando a concentração de 4,0 mg/L. 
Figura 18 - Redução de absorbância a 254nm para o pH ajustado (entre 5,0 a 5,5) 
Figura 19 - Redução de absorbância a 400nm para o pH ajustado (entre 5,0 a 5,5) 
Figura 20- Amostra dos coagulantes (sulfato férrico, cloreto férrico e PAC) nas concentrações de 5,0 
mg/L e 10,0 mg/L para o pH ajustado 
Figura 21- Remoção de turbidez para o pH natural (entre 7,3 a 7,9) 
Figura 22 - eficiência dos coagulantes (sulfato de alumínio, sulfato férrico, PAC e cloreto férrico) a 
uma concentração de 10,0 mg/L (amostra 6). 
Figura 23 – Sedimentação dos coagulantes PAC e Sulfato de Alumínio a uma concentração de 5,0 
mg/L 
Figura 24 - Redução de absorbância a 254nm para o pH não ajustado (entre 7,3 a 7,9) 
Figura 25 - Redução de absorbância a 400 nm para o pH não ajustado (entre 7,3 a 7,9) 
Figura 26- Comportamento do coagulante PAC após a sedimentação para o pH natural do efluente 
 
 
 
 
LISTA DE QUADROS E TABELAS 
 
Quadro 1- Doenças causadas pela falta de saneamento 
Quadro 2- Principais características físicas do esgoto doméstico 
Quadro 3 - Principais características químicas do esgoto doméstico 
Quadro 4 - Principais características biológicas do esgoto doméstico 
Quadro 5 - Dias de coleta e análise do esgoto 
 
Tabela 1 – Níveis de atendimento de esgoto da região Nordeste e do Brasil 
Tabela 2- Melhores condições de pH dos coagulantes 
Tabela 3 - Concentração de cada coagulante para a construção da solução 
Tabela 4- Concentração de coagulante colocadas nas amostras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS 
 
BRAMAR- Brazil Managed Aquifer Recharge 
CAGEPA- Companhia de Água e Esgoto da Paraíba 
CO2 – Dióxido de Carbono 
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente 
DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio 
DQO – Demanda Química de Oxigênio 
ETA – Estação de Tratamento de Água 
ETE – Estação de Tratamento de Esgoto 
FUNASA – Fundação Nacional de Saúde 
MMC – Massa Molar de Corte 
NBR – Norma Brasileira 
O2 - Oxigênio 
OMS – Organização Mundial de Saúde 
PAC – Policloreto de Alumínio 
pH – potencial Hidrogeniônico 
PLANSAB – Plano Nacional de Saneamento Básico 
SNIS – Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento 
UF – Ultrafiltração 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 14 
1.1. Contextualização do problema ............................................................................................... 14 
1.1. Justificativa ............................................................................................................................ 15 
1.2. Objetivo .................................................................................................................................. 17 
1.2.1. Objetivo Geral ................................................................................................................ 17 
1.2.2. Objetivos Específicos ..................................................................................................... 17 
2. REFERENCIAL TEÓRICO .......................................................................................... 18 
2.1. Tratamento de esgoto x saúde pública ................................................................................... 18 
2.1.1. Situação atual do saneamento no Brasil ......................................................................... 18 
2.1.2. Caracterização do esgoto doméstico .............................................................................. 21 
2.2. Níveis de tratamento do esgoto .............................................................................................. 27 
2.2.1. Tratamento preliminar .................................................................................................... 27 
2.2.2. Tratamento primário ....................................................................................................... 28 
2.2.3. Tratamento secundário ................................................................................................... 28 
2.2.4. Tratamento terciário ....................................................................................................... 29 
2.3. Processo de Separação por Membrana ................................................................................... 30 
2.3.1. Membrana de ultrafiltração ............................................................................................ 30 
2.3.2. Problemas causados por fouling ..................................................................................... 32 
2.4. Coagulação/ floculação/sedimentação ................................................................................... 34 
2.4.1. Coagulantes .................................................................................................................... 37 
3. METODOLOGIA ........................................................................................................... 40 
3.1. Caracterização da ETE Mangabeira ....................................................................................... 40 
3.2. Planta de Ultrafiltração ........................................................................................................... 41 
3.3. Amostragem ........................................................................................................................... 45 
3.4. Procedimento em Laboratório ................................................................................................45 
3.4.1. pH inicial ........................................................................................................................ 46 
3.4.2. Mistura rápida/ Mistura lenta/ Sedimentação ................................................................. 47 
3.4.3. Turbidez ......................................................................................................................... 48 
3.4.4. pH final ........................................................................................................................... 48 
3.4.5. Absorbância a 254 e 400 nm .......................................................................................... 49 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................................... 50 
4.1. pH ajustado ............................................................................................................................. 50 
4.1.1. Remoção de turbidez ...................................................................................................... 51 
4.1.2. Redução de absorbância a 254 nm ................................................................................. 54 
4.1.3. Redução de absorbância a 400 nm ................................................................................. 55 
4.2. pH natural ............................................................................................................................... 56 
4.2.1. Remoção de Turbidez ..................................................................................................... 56 
4.2.2. Redução de absorbância a 254 nm ................................................................................. 59 
4.2.3. Redução de absorbância a 400 nm ................................................................................. 60 
4.3. pH final ................................................................................................................................... 61 
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ..................................................................... 62 
6. REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
1. INTRODUÇÃO 
1.1.Contextualização do problema 
 
A água é um dos recursos mais utilizados pelos seres vivos e consequentemente o mais 
afetado pela degradação ambiental, devido principalmente ao crescimento desordenado da 
população. 
Esse crescimento da população faz com que a demanda de água, para os diversos usos, 
venha crescendo significativamente a cada ano, porém a quantidade de água potável 
disponível só tende a diminuir, pois, grande parte dos mananciais está sendo poluída, 
principalmente pelo lançamento direto de esgoto bruto, devido ao déficit de esgotamento 
sanitário no Brasil. 
De acordo com os dados Sistema Nacional de Informações em Saneamento (SNIS, 
2017), em 2015, nas regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul, 50,2%, 47,4% e 41,4% do esgoto 
gerado foi tratado, mostrando que essas regiões possuem um índice consideravelmente bom 
de coleta e tratamento de esgoto em relação as regiões Nordeste e Norte com 32,1% e 16,4% 
respectivamente. 
O lançamento de esgoto sem tratamento nos rios e mananciais pode alterar a qualidade 
dos corpos hídricos e causar danos tanto ao meio ambiente quanto à população em geral. Para 
isso, é necessário investimento em saneamento e no tratamento do esgoto sanitário. 
Paralelamente, estudos para o reúso da água do esgoto por parte da população e das 
indústrias são cada vez mais imperativos. Com isso torna-se necessário um esgoto tratado 
com maior grau de pureza, diferente dos que são produzidos nos métodos convencionais 
existentes de tratamento de esgotos. 
Segundo Xia, et al. (2005), as membranas de ultrafiltração possuem diversas 
vantagens para o tratamento e reuso de água, dentre elas: a produção de água com elevado 
grau de pureza, constância na boa qualidade da água produzida, baixa utilização de produtos 
químicos, além de pouco espaço para a instalação e facilidade no manuseio do sistema. Isso 
faz com que essa tecnologia seja o grande diferencial para que o esgoto seja reutilizado, 
diminuindo assim, o grau de contaminação dos corpos receptores e escassez da água. 
Mesmo a planta de ultrafiltração (UF) sendo uma tecnologia bastante vantajosa no 
tratamento do esgoto, ela ainda apresenta algumas limitações, e uma delas é o fouling, que de 
acordo com PELEGRIN (2004), é um processo físico no qual ocorre a formação de uma 
 
15 
 
camada de partículas sólidas nas membranas, fazendo com que haja o entupimento das 
mesmas e provocando o decaimento do fluxo de permeação do esgoto no sistema. 
No caso específico de pós-tratamento de efluentes de lagoas de estabilização 
(tecnologia bastante utilizada no Brasil para tratamento de esgotos), existe uma concentração 
elevada de sólidos devido à presença de microalgas no efluente (TORRES, 2017), o que 
causaria o fouling nas membranas. 
Nesse trabalho foi utilizado o efluente da lagoa facultativa da ETE Mangabeira, no qual o 
esgoto passa por processos que resultam em sua purificação, através da troca de oxigênio e 
gás carbônico realizado pelas bactérias e algas. O tratamento biológico utilizando lagoas 
anaeróbias e facultativas apresentam uma boa eficiência de remoção de matéria orgânica e 
material suspenso. Porém o resultado desse efluente não pode ser reutilizado em sua forma 
bruta. 
Nesse contexto, visando contribuir para a melhoria das condições sanitárias no Brasil, 
bem como alavancar as possibilidades de reuso dos esgotos tratados, a planta de Ultrafiltração 
(UF), objeto desse estudo, é uma alternativa que permite a reutilização de água de esgoto e 
que possui uma grande eficácia na descontaminação química, física e microbiológica do 
mesmo. 
Com isso, para o desenvolvimento desse trabalho foram utilizados alguns coagulantes 
nos testes de coagulação/floculação, incluído na planta de Ultrafiltração (UF), no intuito de 
diminuir a carga de sólidos afluente a uma planta de ultrafiltração e aumentar o tempo de vida 
da membrana com a diminuição dos problemas causados por fouling. A partir disso, levantou-
se o seguinte questionamento: Qual(is) o(s) coagulante(s) mais eficiente(s) para ser(em) 
aplicado(s) a efluentes de lagoas de estabilização para a redução da carga de sólidos 
antes do tratamento em membranas de ultrafiltração e capaz(es) de evitar os problemas 
causados por fouling? 
 
1.1.Justificativa 
 
O atual cenário de degradação atrelado com as previsões de escassez dos recursos hídricos 
tem feito com que surgisse novas tecnologias voltadas para o reuso do esgoto. O uso dos 
esgotos como fonte alternativa de água satisfaz as demandas menos restritivas, liberando as 
águas de melhor qualidade para usos mais nobres, como abastecimento doméstico. 
 
16 
 
Os efluentes para serem reutilizados devem passar por um pós-tratamento para que 
possam atender a legislação vigente no Brasil e principalmente para que não comprometam a 
saúde da população. De acordo com a Resolução do CONAMA nº 430/ 2011 (BRASIL, 
2011): 
“Os efluentes de qualquer fonte poluidora 
somente poderão ser lançados diretamente nos corpos 
receptores após o devido tratamento e desde que 
obedeçam às condições, padrões e exigências dispostos 
nesta Resolução e em outras normas aplicáveis. ” 
Nesse contexto, foram instaladas novas tecnologias na Estação de Tratamento de Esgoto 
de Mangabeira, dentre elas a planta de ultrafiltração (UF), com o objetivo de tratar o efluente 
das lagoas de estabilização produzindo um efluente compatível com padrões de qualidade 
para reuso urbano, agrícola e industrial. 
As lagoas facultativas possuem uma grande quantidade de matéria orgânica dissolvida e 
em suspensão que podem danificar amembrana de ultrafiltração, para isso faz-se necessário o 
pós-tratamento deste efluente com a inserção de coagulantes no processo de 
coagulação/floculação. 
O processo de coagulação/floculação, utilizado como pré-tratamento na planta de 
ultrafiltração, faz parte de uma operação responsável pela desestabilização das partículas após 
a inserção de coagulante em um sistema aquoso, na preparação para a sua remoção nas etapas 
seguintes do processo de tratamento. Tem como principal objetivo remover as partículas em 
suspensão na solução, possibilitando a clarificação da água, que é definido como a remoção 
da cor e turbidez (BORBA, 2001). 
Trata-se de uma etapa de grande importância, pois remove uma quantidade elevada dos 
contaminantes presentes no esgoto, apresentando um alto nível de eficiência e baixo custo. 
Nesse contexto, este trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto BRAMAR, que é um 
projeto de pesquisa de cooperação entre Brasil e Alemanha, que tem por objetivo melhorar a 
gestão integrada dos recursos hídricos na região semi-árida do nordeste brasileiro, com 
estratégias e tecnologias para a escassez da água. 
 
 
 
 
17 
 
1.2.Objetivo 
1.2.1. Objetivo Geral 
 Avaliar a eficácia dos coagulantes no processo de coagulação/floculação do 
efluente da ETE Mangabeira para adequar a uma planta de ultrafiltração. 
1.2.2. Objetivos Específicos 
 Verificar se o método de coagulação/floculação é eficiente na remoção de 
turbidez e redução das absorbâncias a 254 nm e 400 nm, do efluente de uma 
lagoa facultativa. 
 Identificar os coagulantes que apresentaram melhores eficiências, em baixas 
concentrações, nas remoções de turbidez e reduções das absorbâncias a 254nm 
e a 400 nm, para o pH ajustado e pH natural do efluente, para serem usados na 
planta de ultrafiltração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
2. REFERENCIAL TEÓRICO 
2.1.Tratamento de esgoto x saúde pública 
2.1.1. Situação atual do saneamento no Brasil 
A Organização Mundial de Saúde – OMS (1997), define saneamento ambiental como 
sendo o controle dos fatores físicos, que exercem efeitos nocivos ao ser humano prejudicando 
seu bem-estar físico, mental e social. 
Do mesmo modo, a Lei Ordinária nº 11.445/2007, conhecida como Lei do 
Saneamento, define saneamento básico como sendo “o conjunto de serviços, infraestruturas e 
instalações operacionais de abastecimento de água potável, esgotamento sanitário, limpeza 
urbana, manejo de resíduos sólidos e drenagem, e manejo das águas pluviais”. Ribeiro e 
Rooke (2010) descrevem saneamento como sendo o conjunto de ações socioeconômicas que 
tem como principal objetivo alcançar a salubridade ambiental. 
O saneamento proporciona para a população uma infraestrutura física, social e legal, 
que envolve os seguintes serviços: 
 Abastecimento de água de boa qualidade, que não venha causar danos à saúde 
da população e em quantidade suficiente para suprir as necessidades dos 
mesmos; 
 Coleta, tratamento e disposição final adequada dos esgotos domésticos, 
industriais e agrícolas; 
 Acondicionamento, coleta, transporte e destinação final correta dos resíduos 
sólidos, entre outros. 
A carência de saneamento básico no Brasil é uma das principais causas da mortalidade 
infantil motivado por doenças parasitárias e infecciosas, que geralmente se proliferam em 
áreas que não possuem coleta e tratamento de esgoto. Segundo a Organização Mundial de 
Saúde - OMS (1997) grande parte das doenças que se alastram nos países em 
desenvolvimento são provenientes do contato do ser humano com água contaminada. 
Possivelmente, a classificação ambiental das doenças relacionadas ao contato com 
água contaminada, divide-se em quatro categorias: transmissão hídrica, que ocorre através da 
ingestão da água em que o patógeno está inserido; transmissão relacionada com a higiene, 
causada pela falta de higiene doméstica e pessoal; transmissão baseada na água, quando o ser 
humano ingere um animal aquático que possui em seu organismo um patógeno e transmissão 
por um inseto vetor, que ocorre através de insetos que procriam na água, ou próximo 
(CAIRNCROSS e FEACHEM, 1993). 
 
19 
 
O quadro 1 abaixo reproduz as principais doenças e as medidas preventivas de cada 
umas dessas formas de transmissão. 
Quadro 1- Doenças causadas pela falta de saneamento 
Formas de 
transmissão 
Principais doenças relacionadas Medidas Preventivas 
Transmissão 
hídrica ou 
relacionada com a 
higiene 
Diarreias; Disenteria; Balantidíase; 
Enterite campylobacteriana; 
Cólera; Giardíase; Salmonelose; 
Febre tifóide e paratifóide; 
Poliomielite; Hepatite A; 
Leptospirose; Ascaridíase; 
Tricuríase; 
 Melhorar as moradias e as 
instalações sanitárias; 
 Implantar sistema de 
abastecimento de água; 
 Implantar sistema adequado de 
disposição de esgoto; 
Relacionadas com 
a higiene 
Doenças infecciosas da pele e dos 
olhos; Tifo transmitido por pulgas 
(Febre recorrente transmitida por 
pulgas); 
 Promover a educação 
sanitária; 
 Evitar contato direto da pele 
com o solo; 
Baseada na água Esquitossomose; Difilobotríase e 
outras infecções por helmintos; 
 Inspecionar a carne e ter 
cuidados em sua preparação; 
 Tratar esgotos antes de ser 
lançados nos cursos d'água; 
Transmissão por 
inseto vetor 
Doença do sono; Filariose; 
Malária; Febre amarela; Dengue; 
Leishmaniose; 
 Combater os insetos 
transmissores; 
 Eliminar condições que 
possam favorecer criadouros; 
 Evitar o contato com 
criadouros e utilizar meios de 
proteção individual; 
Fonte: Adaptado de Cairncross & Feachem (1993) 
De acordo com o quadro 1, a forma mais adequada de evitar doenças relacionadas à 
falta de saneamento é cuidando da higiene pessoal, da limpeza do ambiente, da alimentação e 
principalmente evitando o contato com águas contaminadas por efluentes industriais, 
agrícolas e domésticos. 
O Brasil possui uma ampla desigualdade e déficit no acesso ao saneamento, 
principalmente em relação à coleta e tratamento de esgoto. A tabela 1 mostra que nos últimos 
anos os índices de coleta e tratamento do esgoto no Brasil tiveram um crescimento mínimo 
(entre 1 e 2% ao ano), modificando apenas o índice de tratamento de esgoto coletado que 
cresceu em torno de 30% no ano de 2011 para 2012. 
 
 
20 
 
Tabela 1 – Níveis de atendimento de esgoto da região Nordeste e do Brasil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Adaptado do SNIS (2017) 
A situação do Brasil é bastante precária quando se trata do sistema de esgotamento 
sanitário, pois, como foi mostrado na tabela 1, um pouco mais de 50% de todo esgoto gerado 
nos centros urbanos, é coletado, mostrando assim, que o país necessita de investimentos em 
saneamento. 
A região Nordeste é a segunda região que mais carece de melhorias nos índices de 
esgotamento sanitário, ficando abaixo apenas do Norte, pois, de acordo com a tabela 1, mais 
da metade do esgoto gerado nos últimos anos, não foi coletado (entre 68% a 74%) e o índice 
de tratamento do esgoto coletado também é baixíssimo, indicando que nem todo esgoto que é 
coletado possui tratamento. Destaca-se o fato de que, o índice ainda é mais inadequado 
quando se refere a população de baixa renda, moradoras de áreas insalubres. 
Através dos dados do SNIS, foi elaborado o Plano Nacional de Saneamento Básico – 
PLANSAB previsto na Lei nº 11.445/2007 que estabelece metas de acesso aos serviços de 
saneamento básico a curto, médio e a longo prazo, num horizonte de 20 anos. 
Conforme o PLANSAB (2013), no ano de 2033, 86% dos domicílios urbanos do 
Nordeste terão esgotamento sanitário e 93% do esgoto coletado será tratado. Entretanto, 
Ano Região Indice da coleta de esgoto 
urbano com rede (%) 
Indice do tatamento do esgoto 
coletado (%) 
2010 Nordeste 26,1 32,0 
Brasil 53,5 37,9 
2011 Nordeste 28,4 30,1 
Brasil 55,5 37,5 
2012 Nordeste 29,4 81,2 
Brasil 56,1 69,4 
2013Nordeste 29,3 78,1 
Brasil 56,3 69,4 
2014 Nordeste 31,1 78,5 
Brasil 57,6 70,9 
2015 
 
 
Nordeste 32,2 78,5 
Brasil 58,0 74,0 
 
21 
 
Chaves et al. (2016) verificou que essas metas não serão alcançadas no prazo estabelecido no 
PLANSAB, pois, dos indicadores levados em consideração para se estabelecer tais metas, 
apenas o índice de coleta de esgoto e o índice de esgoto tratado tendem a aumentar, enquanto 
o índice de atendimento urbano, índice de volume de esgoto coletado e o índice de tratamento 
de esgoto só diminuíram, ou seja, os índices de esgotamento sanitário estão piorando ou se 
mantendo estável, em decorrência da falta de investimentos para o setor de saneamento. 
A ausência de investimentos no âmbito do saneamento acarreta em sérios problemas 
de saúde para a população. De acordo com Ribeiro e Rooke (2010), grande parte dos 
problemas sanitários que afetam a saúde da população estão fortemente relacionados ao meio 
ambiente. 
A disposição inadequada do esgoto provoca a contaminação do solo e dos cursos 
d’água, além de produzir vetores transmissores de doenças. Um dos fatores que mais 
destacam a falta do saneamento básico é o reaparecimento de doenças causadas por tais 
vetores. 
Através disso, é possível confirmar que o esgotamento sanitário contribui na redução 
da mortalidade infantil no Brasil. Portanto o saneamento ambiental é a base para uma melhor 
qualidade de vida da população visto que controla e previne doenças. 
Diante do exposto, é evidente a importância do saneamento ambiental na prevenção de 
doenças, que consequentemente, resulta em melhores condições de vida da população e no 
crescimento econômico do País. 
2.1.2. Caracterização do esgoto doméstico 
A Norma Brasileira, NBR 9648/1986, define esgoto doméstico como sendo o despejo 
líquido proveniente da água usada para higiene e necessidades fisiológicas do ser humano. 
Em outras palavras, o esgoto doméstico é todo resíduo líquido gerado nas residências, no 
cotidiano da população, sendo eles: dejetos da pia da cozinha, vaso sanitário, chuveiro, entre 
outros. 
Segundo o Manual de Saneamento da FUNASA (1994), toda água que é consumida 
em uma residência, 95% é transformada em esgoto. Diante disso é possível afirmar que, em 
uma residência o esgoto é produzido continuamente e em grande escala. 
Os esgotos domésticos constituem-se de aproximadamente 99,9% de água, e 0,1% de 
sólidos (Figura 1), que são divididos em orgânicos, inorgânicos, dissolvidos, suspensos e 
microorganismos (VON SPERLING, 2005). Essa mínima porcentagem de sólidos presentes 
 
22 
 
no esgoto é responsável pela contaminação da água e, possivelmente, a porção que precisa ser 
tratada. 
Figura 1- Esquema do esgoto doméstico 
 
Fonte: adaptado de Von Sperling (2005) 
O principal problema do esgoto é a matéria orgânica que representa 67% dos sólidos 
em suspensão e 40% dos sólidos dissolvidos (FUNASA,1994). A presença excessiva de 
matéria orgânica no corpo d’água onde o esgoto será lançado, pode causar uma diminuição de 
oxigênio dissolvido, ocasionando assim a mortalidade da biodiversidade ali existente. 
Essa quantidade de matéria orgânica no esgoto depende das formas de usos da água, 
que variam de acordo com os hábitos, situação social e econômica da população. Em virtude 
disso, os esgotos domésticos são caracterizados pelos aspectos físicos, químicos e biológicos 
mostrados na figura 2. 
Figura 2- esquema das características do esgoto 
 
Fonte: Barnes
1
 et al. (1981) apud Von Sperling, (1996) 
 
1
 BARNES, D. et al. Water and wastewater engineering systems. Pitman Publishing Inc, 
Massachussetes, 1981. 513p. 
 
23 
 
Para Lopes (2015), os principais parâmetros empregados na caracterização do esgoto 
sanitário bruto e tratado são: “pH, temperatura, Oxigênio Dissolvido, Nitrogênio Amoniacal, 
DBO, DQO, Sólidos Totais, Fixos, Voláteis e Sedimentáveis, Fósforo Total e Óleos e Graxas 
Residuais ”. No entanto, como já foi dito, essa preferência varia de acordo com os usos da 
água em que o esgoto é gerado. 
Dessa forma, os quadros abaixo (2, 3 e 4) apresentam detalhadamente alguns 
parâmetros que caracterizam o esgoto doméstico. 
Quadro 2- Principais características físicas do esgoto doméstico 
Parâmetro Descrição 
Temperatura ·Ligeiramente superior à água de abastecimento; 
·Variação conforme as estações do ano (mais estável que a 
temperatura do ar; 
·Influência na atividade microbiana; 
·Influência na solubilidade dos gases; 
·Influência na viscosidade do líquido; 
Turbidez ·Causada por uma grande variedade de sólidos em 
suspensão; 
·Esgotos mais frescos ou mais concentrados: geralmente 
maior turbidez; 
Odor ·Esgoto fresco: odor oleoso, relativamente desagradável; 
·Esgoto séptico: odor fétido, devido ao gás sulfídrico e a 
outros produtos da decomposição; 
·Despejos industriais: odores característicos; 
Cor ·Esgoto fresco: cinza; 
·Esgoto séptico: cinza escuro ou preto; 
Fonte: 
2
Qasím (1985) apud Von Sperling (2005) 
Dentre os parâmetros físicos, destacam-se a turbidez e a cor que serão os utilizados 
nesta pesquisa. 
A turbidez, como característica física do esgoto, está associada à presença de sólidos 
em suspensão. Essas partículas geralmente são partículas inorgânicas tais como: areia, argila, 
silte; detritos orgânicos, plâncton, algas e bactérias e outros microorganismos em geral. 
A turbidez de uma amostra de água representa o grau de atenuação de intensidade que 
um feixe de luz sofre ao atravessá-la, ou seja, a água que possui alta turbidez faz com que as 
partículas em suspensão reflitam a luz, impedindo a chegada da mesma aos organismos 
aquáticos. 
 
2
 QUASIM, S. R. Wasterwater treatment plants: planning, design and operation. New York: Holt, 
Rinehart e Winston, 1985. 
 
 
24 
 
Esgotos lançados em sua forma bruta, geralmente provocam altos valores de turbidez 
no corpo hídrico, e isso acarreta na redução da fotossíntese da vegetação submersa e das 
algas, diminuindo assim o teor de oxigênio dissolvido na água. 
Para VAZ (2010) alguns vírus e bactérias podem se abrigar nas partículas em 
suspensão, desviando-se da ação de desinfetantes, passando a turbidez a ser considerada 
também sob o ponto de vista sanitário. Logo, a NBR 13.969/97, classifica a turbidez como 
sendo um dos principais parâmetros na indicação da qualidade da água para reutilização. 
Da mesma forma que a turbidez, a cor da água consiste no processo de reflexão da luz 
em partículas minúsculas, porém, tais partículas são de caráter predominantemente orgânico. 
De modo geral, a cor nas águas pode resultar dos processos de decomposição da matéria 
orgânica. 
Quadro 3 - Principais características químicas do esgoto doméstico 
Parâmetro Descrição 
 Sólidos totais: ·Orgânicos e inorgânicos, suspensos e dissolvidos, 
sedimentáveis; 
·Em suspensão - fixos e 
voláteis; 
·Componentes minerais, não incineráveis, inertes, dos sólidos 
em suspensão; 
·Dissolvidos- fixos e voláteis; ·Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que são filtráveis 
(não dissolvidos); 
·Sedimentáveis ·Componentes orgânicos dos sólidos em suspensão; 
 ·Fração dos sólidos orgânicos e inorgânicos que são filtráveis; 
 ·Componentes minerais dos sólidos dissolvidos; Fração dos 
sólidos orgânicos e inorgânicos que sedimenta em 1 hora no 
cone imhoff, indicação aproximada da sedimentação em um 
tanque de decantação; 
Matéria Orgânica: 
· DBO: medida a 5 dias, 20°C. Está associada à fração 
biodegradável dos componentes orgânicos carbonáceos. É uma 
medida de oxigênio consumido após 5 dias pelos 
microorganismos na estabilização da matéria orgânica; 
 
· Determinação indireta- 
DBO5, DQO, DBO última; 
·DQO: representa a quantidade de oxigênio requerida para 
estabilizar quimicamente a matéria orgânica carbonácea.Utiliza fortes agentes oxidantes em condições ácidas; 
 
 ·DBO última: representa o consumo total de oxigênio, ao final 
de vários dias, requerido pelos microorganismos para a 
estabilização bioquímica da matéria orgânica; 
 
 ·Carbono Orgânico Total: é uma medida direta da matéria 
orgânica carbonácea. É determinado através da conversão do 
carbono orgânico a gás carbônico; 
 
 
 
 
25 
 
Continuação do Quadro 3. 
Parâmetro Descrição 
Nitrogênio Total: 
· O nitrogênio total inclui o nitrogênio orgânico, 
amônia, nitrito e nitrato. É um nutriente indispensável 
para o desenvolvimento dos microorganismos no 
tratamento biológico. 
· Orgânico; 
· Produzida como primeiro estágio da decomposição do 
nitrogênio orgânico; 
·Amônia; 
· Estágio intermediário da oxidação da amônia. 
Praticamente ausente no esgoto bruto; 
· Nitrito 
· Produto final da oxidação da amônia. Praticamente 
ausente no esgoto bruto; 
Fósforo: 
·O Fósforo total existe na forma orgânica e inorgânica. 
É um nutriente indispensável no tratamento biológico; 
· Orgânico; ·Combinado à matéria orgânica; 
·Inorgânico ·Ortofosfato e polifosfato; 
pH 
· Indicador das características ácidas ou básicas do 
esgoto. Uma solução é neutra em pH 7. Os processos de 
oxidação biológica normalmente tendem a reduzir o 
pH; 
Alcalinidade 
·Indicador da capacidade tampão do meio (resistência 
às variações do pH). Devido à presença de bicarbonato, 
carbonato e íon hidroxila (OH-); 
Cloretos 
·Provenientes da água de abastecimento e dos dejetos 
humanos; 
Óleos e graxas 
·Fração da matéria orgânicas solúvel em hexanos. Nos 
esgotos domésticos, as fontes são óleos e gorduras 
utilizados nas comidas; 
Fonte: Metcalf & Eddy (2003) 
No quadro anterior, encontra-se em destaque o pH, que é um dos principais parâmetros 
utilizados nesta pesquisa. 
O potencial hidrogeniônico (pH) é o parâmetro utilizado para indicar a quantidade de 
íons de hidrogênio H
+
 na água. Em outras palavras, é usado para indicar a magnitude das 
condições ácidas ou alcalinas da água ou esgoto. Se for menor que 6 a água é ácida, se estiver 
entre 7 e 8 é neutra e acima de 8 é básica (alcalina). 
De acordo com Lopes (2015), a faixa ideal do pH para a existência de uma maior 
biodiversidade no curso d’água está entre 6 e 9. Uma vez que o pH do esgoto saia dessa faixa, 
dificulta a realização de tratamento biológico do mesmo (METCALF e EDDY, 2003). 
O pH é o parâmetro mais utilizado nas rotinas operacionais das estações de tratamento 
de água e esgoto, pela sua influência em diversos processos relacionados à potabilização da 
água. Desse modo, as medidas de pH são de extrema importância pois apresenta inúmeras 
informações a respeito da qualidade da água. 
 
 
26 
 
Quadro 4 - Principais características biológicas do esgoto doméstico 
Microorganismos Descrição 
Bactérias 
São os principais responsáveis pela estabilização da 
matéria orgânica; 
Algumas bactérias são patogênicas, causando doenças 
intestinais; 
Fungos 
Organismos aeróbios, multicelulares, não 
fotossintéticos, heterotróficos; 
Também de grande importância na matéria orgânica; 
Podem crescer em condições de baixo pH; 
Protozoários 
Alimentam-se de bactérias, algas e outros 
microorganismos; 
São essenciais no tratamento biológico para a 
manutenção de um equilíbrio entre os diversos grupos; 
Alguns são patogênicos; 
Vírus 
Organismos parasitas, formados pela associação de 
material genético (DNA ou RNA) e uma carapaça 
protéica; 
Causam doenças e podem ser de difícil remoção no 
tratamento da água ou esgoto; 
Helmintos 
Animais superiores; 
Ovos de helmintos presentes no esgoto podem causar 
doenças; 
Fonte: Tchobanoglous e Schroeder
3
 (1985), apud Metcalf & Eddy (1991) 
 
Como já foi dito, as principais doenças relacionadas à água contaminada são causadas 
por vírus e bactérias. Assim, as bactérias do grupo coliforme são indicadoras da possibilidade 
de contaminação da água por agentes patogênicos. Através disso, os parâmetros biológicos 
têm a função de determinar a existência de microorganismos na água. 
Alguns microoganismos, além de causar danos à saúde da população, também afetam 
à vida marinha, pois, desempenham um papel fundamental na decomposição da matéria 
orgânica e com isso consomem uma maior taxa de oxigênio deixando o corpo d’água 
desoxigenado. Porém, tem suas vantagens, como é o caso das algas em lagoas facultativas, 
que atuam no tratamento do esgoto. 
Em síntese, as características físicas, químicas e biológicas apresentadas possuem uma 
série de parâmetros, que fora dos padrões estabelecidos pela legislação podem trazer prejuízos 
à vida da população. Diante disso, é necessário o efluente seja tratado de forma específica e 
eficiente. 
 
3
 Tchobanoglous G., Schroeder, E.D. Water Quality: Characteristics, Modeling and Modification. 
Addison-Wesley Publishing Company, Canada. 1985. 
 
27 
 
2.2. Níveis de tratamento do esgoto 
O esgoto em geral tem uma composição bastante diversificada. Além da matéria 
orgânica, também possui areia, sais, nutrientes e dejetos das mais variadas origens. Nem 
sempre é possível retirar todos esses materiais numa única etapa. Por esse motivo, são 
realizados métodos unitários que ocasionam a remoção de contaminantes por meio de reações 
químicas e biológicas. Com isso, esses métodos, constituem-se de quatro níveis de tratamento: 
preliminar, primário, secundário e terciário ou avançado, nas quais suas principais 
características serão descritas a seguir. 
2.2.1. Tratamento preliminar 
Segundo Von Sperling (2005), o pré tratamento tem a função de extrair os sólidos 
sedimentáveis grosseiros, gorduras e areia em suspensão em uma ETE. Essa remoção se dá 
por um sistema de gradeamento mecânico capaz de remover sólidos com diâmetros superiores 
a 10 mm, e por uma caixa de areia que permite a remoção de areia e impede a decantação da 
matéria orgânica presente no esgoto bruto (GIORDANO, 1999). 
Além da grade e da caixa de areia, o tratamento preliminar pode incluir também 
peneiras para remover sólidos (penas, plásticos, fios e similares), caixa de gordura para 
retenção grosseira de óleos e graxas, e flotadores indicado para quando houver altas taxas de 
gordura. 
Essa etapa também apresenta um mecanismo conhecido como Calha Parshall que 
serve para medição de vazão de líquidos fluindo por gravidade em canais abertos, podendo 
conter sólidos suspensos. 
A figura abaixo mostra o tratamento preliminar em uma ETE. 
Figura 3– Esquema do tratamento preliminar 
 
Fonte: Von Sperling (1995) 
 
28 
 
A remoção feita no tratamento preliminar é necessária para proteger as bombas e 
tubulações, para melhorar o desempenho das unidades de tratamento subsequentes, e, por 
conseguinte, proteger os corpos receptores (LOPES, 2015). 
Por mais que o esgoto apresente um aspecto melhor após a fase de pré-tratamento, as 
suas características poluidoras continuam inalteradas, pois, nessa fase não há a remoção 
contaminantes ou microrganismos patogênicos. 
 
2.2.2. Tratamento primário 
Segundo Moura et al. (2011) o tratamento primário tem a finalidade de remover 
sólidos em suspensão e a matéria orgânica flutuante, por meio de estruturas em alvenaria ou 
de equipamentos com precipitantes químicos com tempo de detenção maior que o dos 
tratamentos preliminares. Nesta etapa geralmente são removidos componentes tóxicos tais 
como: excesso de detergentes, corantes, amidas, além de matéria orgânica, gorduras e metais 
pesados dissolvidos (GIORDANO, 1999). 
O processo de remoção dos sólidos é realizado por decantadores primários. Nestes, os 
sólidos em suspensão de maior densidade sedimentam gradualmente no fundo, por tempo 
suficiente para sua estabilização, em condições anaeróbias, formando o lodo primário bruto. 
 Os materiais em suspensão de menor densidade são removidosatravés processos 
químicos que podem ser: coagulação, floculação, mistura, sedimentação e flotação (VON 
SPERLING, 1996). Já os óleos e graxas existentes no esgoto são coletados através da 
superfície dos decantadores e, removidos para posterior tratamento (VON SPERLING, 1996). 
Esta fase é de grande importância, pois, além de apresentar um baixo custo, elimina 
boa parte das impurezas contidas no esgoto, facilitando assim o tratamento secundário. 
2.2.3. Tratamento secundário 
O tratamento secundário, também denominado tratamento biológico, consiste em 
oxidar a DBO particulada, remover os sólidos em suspensão, tendo em vista que parte da 
DBO em suspensão foi removida no tratamento primário, e os nutrientes como nitrogênio e 
fósforo. 
Nessa fase, os microrganismos utilizam a matéria orgânica como fonte de alimento e 
energia, convertendo uma parte do carbono em biomassa e a outra em dióxido de carbono 
 
29 
 
(CO2). À medida que a DBO vai diminuindo, as bactérias vão se reproduzindo e possuem sua 
massa total aumentada em função da quantidade de matéria orgânica degradada. 
Segundo Von Sperling (2005), os métodos mais comuns nesse nível de tratamento são: 
lagoa facultativa, lagoa aerada, lodos ativados, filtro biológico aeróbio, fossas sépticas, 
digestores anaeróbios, entre outros. Desse modo as lagoas facultativas se destacam por serem 
as lagoas responsáveis pela remoção de nutrientes e consideradas as mais simples dentro do 
sistema de lagoas de estabilização. 
O desempenho da lagoa facultativa está baseado na relação simbiótica entre os 
microrganismos heterotróficos e as algas, na qual, durante o processo de formação de CO2 e 
nutrientes inorgânicos, as algas produzem O2, essencial para os microrganismos aeróbios 
realizarem seus metabolismos e processos respiratórios. Essas relações simbióticas dependem 
de outros parâmetros como temperatura, radiação solar, os quais definem as taxas de reações 
ocorridas na lagoa. 
De acordo com Von Sperling (1996), em lagoas facultativas o efluente final apresenta 
elevadas concentrações de algas (104 a 106 algas/l), constituindo uma fonte de matéria 
orgânica, nitrogênio e fósforo. Por isso, para alguns tipos de usos, é necessário o tratamento 
terciário. 
2.2.4. Tratamento terciário 
Segundo Von Sperling (1996), o tratamento terciário tem o objetivo de remover alguns 
poluentes que não foram totalmente extraídos nos tratamentos anteriores, além de remover 
compostos não biodegradáveis, tóxicos e patógenos. Esse tratamento é destinado para 
remover nutrientes como o nitrogênio e fósforo, que podem potencializar, isoladamente ou em 
conjunto, a eutrofização das águas receptoras. 
 Apesar do tratamento secundário ser conhecido por remover grande parte dos 
microorganismos, sua eficiência muitas vezes não é suficiente para alcançar as exigências 
estabelecidas pelas leis vigentes no Brasil para descarga de efluentes, proteção de rios e reuso. 
Nesse caso, a finalidade desse tratamento é reduzir o teor de agentes contaminantes, para que 
o esgoto seja reutilizado ou devolvido ao meio ambiente sem causar nenhum impacto 
negativo. 
O tratamento terciário ou avançado, é realizado com uso de métodos mais avançados 
do que os utilizados nos tratamentos anteriores. Estes processos incluem a precipitação 
química, filtração granular, filtração por membrana e adsorção de carbono (LOPES, 2015). 
 
30 
 
A escolha do método de tratamento terciário depende do uso potencial do efluente 
tratado, da natureza do esgoto (doméstico, industrial ou agrícola), da compatibilidade das 
várias operações e processos e da viabilidade ambiental e econômica de cada método. 
Para Von Sperling (1996) este nível de tratamento é raro no Brasil. No entanto, com o 
crescimento na demanda de água, estão surgindo novas tecnologias no mercado que tratam o 
esgoto para seu reuso, como é o caso da planta de ultrafiltração, que será descrita a seguir. 
 
2.3. Processo de Separação por Membrana 
O processo de separação por membranas consiste em uma seleção de partículas por 
meio do seu tamanho, ou seja, as partículas maiores, de acordo com o tamanho dos poros das 
membranas, não ultrapassam pela mesma para a próxima fase do processo. 
A utilização de membranas no tratamento de esgoto vem sendo cada vez mais 
frequente devido a necessidade de tecnologias que proporcionem o reuso do esgoto tratado. 
Ela se mostra bastante viável e atinge níveis excelentes na qualidade de efluentes, inclusive 
quando são utilizadas no final dos sistemas de tratamentos convencionais. 
Dentre as mais variadas tecnologias que utilizam membranas, as mais utilizadas no 
processo de saneamento são: Microfiltração, Ultrafiltração, Nanofiltração e Osmose Inversa, 
que se diferenciam pelo tipo de material que constitui as membranas, o tamanho dos poros, os 
mecanismos de separação e a natureza da força motriz (SCHNEIDER & TSUTIYA, 2001). 
Evidencia-se a ultrafiltração por ser objeto desse estudo. 
2.3.1. Membrana de ultrafiltração 
A técnica de UF, também conhecida como filtração molecular, é um processo utilizado 
para desinfectar e clarificar a água através de membranas porosas que impedem a passagem 
de macromoléculas e alguns tipos de microorganismos. Tais membranas separam a água de 
compostos orgânicos com alto peso molecular e de partículas coloidais, que possuem um 
tamanho de aproximadamente 20nm (SILVA, 2014). 
As membranas de diferentes tipos de materiais, são classificadas pela massa molar de 
corte (MMC), que é a massa molar das moléculas, as quais, são retidas em 90% pela 
membrana de ultrafiltração (GHIGGI, 2011). Soluções que contém solutos numa faixa de 
massa molar entre 103 – 106 kDa, podem ser tratadas no processo de ultrafiltração 
(NÓBREGA, 2016). Porém, para membrana de UF apresentar bons resultados na remoção das 
 
31 
 
bactérias e macromoléculas, a MMC deve estar numa média de 10 a 100kDa. (SANTOS, 
2014). 
Para Vigneswaran et al. (2012), a membrana que possui poros com tamanho de 1 a 
100 nm, deve ter uma pressão de 1 a 10 bar. Já para Habert, Borges e Nóbrega (2006), para 
esse mesmo tamanho de poros, as diferenças de pressão através da membrana devem ser na 
faixa de 2 a 10 bar. Não ultrapassando assim do valor máximo estabelecido para membranas 
de ultrafiltração. As diferenças de pressão através das membranas, variam de acordo com o 
tamanho dos poros da membrana. 
A técnica de ultrafiltração pode ser usada para o reuso do esgoto, uma vez que há uma 
elevada demanda de água pela população para usos não potáveis como: irrigação de áreas 
verdes, lavagem de automóveis, lavagem de ruas, pisos, calçadas. Também pode ser destinado 
à irrigação de produtos agrícolas, dentro dos limites toleráveis de sais e íons específicos 
(SILVA, 2014). Como também pode ser usado em indústrias, dentre elas: as de alimentos, 
laticínios, têxtil, metalúrgica, óleo e gás, entre outros. 
Marcucci et al. (2001), utilizou a membrana de UF no tratamento de efluentes têxteis e 
garantiram que o esgoto poderia ser reutilizado em processos de lavagem de fibras, porém, 
não possuíam requisitos para serem aplicados em processos mais delicados como tingimento. 
Com isso, atualmente, muitas empresas estão aderindo essa técnica para resolver o problema 
de escassez de água e adquiri-la em um menor custo. A grande quantidade de estudos 
voltados na utilização de membranas no tratamento de diversos tipos de esgoto comprova sua 
eficácia na área de saneamento. 
Além de fornecer uma água de boa qualidade para usos não potáveis a UF possui 
diversas vantagens tais como (PELEGRIN, 2004): 
 Menor utilização de produtos químicos; 
 Sistemas compactos que utilizam uma menor área para instalação; 
 Facilidade no controle, automação, operação e manutenção da máquina; 
 Menor produção de lodo; 
 Maior resistência hidrodinâmica comparado às outras tecnologias; 
 Qualidade boa e constante de água tratada,independentemente de variações da 
qualidade da água de alimentação; 
Apesar da membrana de ultrafiltração se mostrar bastante vantajosa no tratamento do 
esgoto, ela ainda encontra alguns problemas que diminuem seu rendimento drasticamente, 
dentre esses problemas o principal é o fouling. 
 
32 
 
2.3.2. Problemas causados por fouling 
O fouling ou incrustação é um processo físico, resultante da deposição, adsorção e/ou 
acúmulo de partículas coloidais suspensas sobre a superfície ou no interior dos poros da 
membrana. Esse processo se dá quando a partícula sólida é menor do que o tamanho do poro 
da membrana fazendo com que haja o estreitamento ou obstrução do poro, ou quando a 
partícula sólida é maior do que os poros da membrana, formando uma camada de gel, 
(METCALF e EDDY, 2003) mostrados na figura 4. 
O fouling pode ser classificado como reversível ou irreversível, e esta descrição 
depende do modo de operação e de limpeza aos quais as membranas são submetidas. 
O reversível é dividido em duas categorias: retrolavável, quando a camada em gel 
(torta), pode ser removida pelos processos físicos de limpeza, como retrolavagem ou 
retrolavagem com ar; e não-retrolavável, quando a torta pode ser removida através de agentes 
químicos. Já no fouling irreversível, como o próprio nome já diz, ocorre a perda total da 
permeabilidade da membrana através do bloqueio de todos os poros, a qual não pode ser 
recuperada por processos físicos nem químicos. Quando o fouling está nessa fase, a única 
solução é a troca de membranas. 
Figura 4- Fouling em membranas: a) estreitamento do poro, b) obstrução do poro, c) 
formação de camada de gel 
 
Fonte: Metcalf e Eddy (2003) 
Segundo Schneider e Tsutiya (2001) a camada em gel pode atuar como uma 
membrana adicional, e ela não só cresce pela deposição de partículas sólidas de massa molar 
maior, mas também por partículas que possuem o tamanho menor do que os poros das tortas. 
Em membranas de ultrafiltração utilizadas no tratamento de esgoto, essa camada em 
gel geralmente é formada por matéria orgânica. A princípio, a matéria orgânica deposita-se 
sobre a membrana e logo após, os microorganismos se acoplam a essa matéria para degradá-
 
33 
 
la. Nesse processo, os microorganismos liberam polímeros extracelulares, formando assim 
uma espécie de gel sobre a membrana. Esse processo é chamado de biofouling. 
De acordo com Schneider e Tsutiya (2001), o biofouling pode interferir no processo de 
separação por membranas de várias maneiras que são: aumento da intensidade de polarização 
por concentração, pelo acúmulo de sais rejeitados pela membrana na matriz do biofilme, 
promovendo resistência à filtração; contaminação do permeado em virtude do crescimento de 
biofilmes nos canais de permeado; aumento dos custos operacionais pelo aumento do 
consumo de energia e com a compra de produtos químicos; entre outros. 
De modo geral, o biofouling provoca o decaimento do fluxo de permeação ao longo do 
tempo de operação e isso implica no decaimento do rendimento da membrana de UF e na 
redução de sua vida útil. 
Diante deste cenário, há algumas alternativas para minimizar os problemas causados 
por biofouling, dentre elas têm-se a limpeza periódica realizada pelo processo de retrolavagem 
e por agentes químicos, e o pré-tratamento pelo processo de coagulação/floculação. 
Yun et al. (2009), estudou alguns parâmetros operacionais ligados a retrolavagem e 
concluiu que o aumento da intensidade de retrolavagem minimiza o fouling até certo ponto, 
porém um aumento adicional pode levar a ocorrência de fouling ainda mais severo. 
Huck et al. (2011), utilizou o processo de biofiltração (sem coagulação prévia ou 
adição de ozônio) utilizando biopolímeros (carboidratos e proteínas), como pré-tratamento 
para redução de fouling em membranas de UF usadas na produção de água potável, e concluiu 
que a biofiltração se mostrou bastante eficaz para amenizar os problemas de incrustação. 
Fan e Roddick (2009), estudaram os processos de filtração, coagulação química (com 
agentes coagulantes a base de alumínio e ferro) e resinas de troca aniônicas (RTA) como pré-
tratamento para diminuição do fouling em membranas de UF usadas para tratar efluentes 
provenientes de processo de tratamento secundário de esgotos sanitários e concluíram que a 
coagulação química foi o processo que apresentou melhores resultados, em termos de 
melhoria da eficiência das membranas de UF. 
Heng, Weijia e Guibai (2008) estudaram o processo de coagulação/floculação, 
sedimentação, filtração e cloração como pré-tratamento para a planta de ultrafiltração e 
concluíram que o processo de coagulação/floculação foi selecionado como o melhor método 
de pré-tratamento para a membrana UF. Já o processo de filtração desempenhou um papel 
negativo no pré-tratamento para controle de incrustação de membrana UF. 
 
34 
 
Mediante o exposto, conclui-se que o processo de coagulação/floculação como pré-
tratamento na membrana de ultrafiltração é uma das melhores alternativas para reduzir os 
problemas causados por fouling e a que apresenta um melhor custo-benefício. 
 
2.4.Coagulação/ floculação/sedimentação 
Os termos “coagulação” e “floculação” geralmente são utilizados como sinônimos, 
visto que ambos representam o processo de aglomeração das partículas sólidas presentes na 
água. No entanto, são interdependentes e são etapas distintas no processo de tratamento de 
efluentes. 
A coagulação é o processo de desestabilização das partículas coloidais e suspensas, 
através da inserção de agentes químicos (coagulantes), realizado em meio de agitação intensa, 
conhecido como mistura rápida, fazendo com que ocorra a interação entre os coagulantes e o 
efluente, neutralizando assim, os sólidos suspensos e resultando na formação de pequenos 
flocos. 
Para Franco (2009) a coagulação resulta de dois fatores: o primeiro essencialmente 
químico, o qual consiste nas reações químicas do coagulante com a água e na formação de 
espécies hidrolisadas com carga positiva; e o segundo, essencialmente físico, que consiste no 
transporte das espécies hidrolisadas para que haja contato entre elas e os sólidos presentes na 
água. 
De acordo com Furlan (2008), o principal objetivo da coagulação é a redução do 
potencial zeta (potencial elétrico), para que não haja repulsão entre as partículas nem 
fornecimento de energia ao meio, de modo que haja agitação e choque entre as partículas 
desestabilizadas. O mesmo autor ainda cita que os principais mecanismos de desestabilização 
das partículas são: 
 Compressão da camada difusa: adição de íons de carga contrária, que são 
atraídos para a proximidade da superfície dos coloides, aglutinação das 
mesmas; 
 Adsorção e neutralização de cargas: ocorre a adsorção das espécies 
hidrolisadas, de carga positiva, à superfície das mesmas. A dosagem de 
coagulante necessário a neutralização das cargas é proporcional à concentração 
e à área superficial do colóide, onde quanto maior o número de colóides 
presentes e menor sua dimensão, maior será o volume necessário de 
coagulante. 
 
35 
 
 Varredura: de acordo com a quantidade de coagulante, do pH da mistura e da 
concentração de alguns íons, ocorre a formação de precipitados que adsorvem 
as partículas coloidais e envolvem as dissolvidas, formando flocos maiores que 
sedimentam com maior facilidade. 
 Adsorção e formação de pontes: este mecanismo possui o objetivo de diminuir 
as dosagens de coagulantes e ao mesmo tempo conferir maior densidade ao 
floco, para isso, são utilizados polímeros orgânicos naturais ou sintéticos de 
cadeias longas que ocasionam a formação de uma ponte química, pela adsorção 
do colóide na superfície do polímero. 
A floculação é a aglomeração das partículas menores formadas na coagulação, em uma 
agitação relativamente lenta (mistura lenta), resultando na formação de flocos maiores e mais 
densos, capazes deserem removidos pelo processo de sedimentação. 
A sedimentação depende do tamanho da partícula e da força gravitacional. Após a fase 
de floculação, as partículas adquirem peso e decantam no fundo do tanque, sendo possível sua 
retirada logo após. 
O processo de coagulação/floculação/sedimentação está representado na figura 5 
abaixo. 
Figura 5 – Representação esquemática da coagulação/floculação/sedimentação 
 
Fonte: Adaptado de TEH et al. (2016) 
Os processos de coagulação/floculação são fases importantes no tratamento de 
efluente, pois, nelas podem ser removidas grande parte das impurezas presentes na água, que 
são os materiais sólidos em suspensão (turbidez) e dissolvidos (cor). 
A cor na água indica a presença de matéria orgânica dissolvida, de íons metálicos 
(ferro e manganês), contidos em diversos tipos de despejos industriais e esgoto doméstico. 
Esses materiais dissolvidos, possuem substâncias potencialmente cancerígenas (Von Sperling, 
 
36 
 
1996). Já a turbidez indica a presença de sólidos em suspensão, tais como vírus e bactérias, os 
quais podem causar diversos problemas de saúde à população. 
A coagulação/floculação é, até agora o tratamento mais bem-sucedido, no controle da 
colmatação das membranas, inclusive quando utilizados como pré-tratamento para as 
membranas de ultrafiltração. 
Xia et al. (2005), avaliou o pré-tratamento com coagulação/floculação, para 
membranas de ultrafiltração e concluiu que não só melhorou a qualidade da água tratada, mas 
também melhorou o desempenho da membrana, ou seja, o fluxo de permeado aumentou, 
aumentando assim, o tempo de vida da membrana. 
Fortino (2012), utilizou o processo de Coagulação/floculação como pré tratamento nas 
membranas de ultrafiltração, e testou o sulfato de alumínio e o cloreto férrico como 
coagulantes e verificou que o melhor desempenho foi obtido com o cloreto férrico na 
dosagem de 50mg/L, que apresentou 98% na remoção da turbidez do efluente da indústria 
têxtil. 
Ghiggi (2011), também avaliou o processo de coagulação/floculação, como pré-
tratamento das membranas de ultrafiltração em água de um manancial com qualidade 
comprometida, utilizando o cloreto férrico e o sulfato de alumínio como coagulantes, e 
concluiu que o sulfato de alumínio com a concentração de 50mg/L, foi o mostrou uma maior 
eficiência, removendo 98% dos coliformes presentes no efluente. Porém o mesmo autor 
verificou que a eficiência dos coagulantes varia de acordo com a composição do efluente. 
De modo geral, para se obter sucesso no processo de coagulação/floculação, e 
possivelmente na remoção da cor e turbidez do efluente, devem ser levados em conta alguns 
aspectos como: a natureza e o tamanho das partículas a serem removidas, o pH de operação e 
os gradientes de velocidade. 
A escolha do coagulante e sua concentração são essenciais para tornar o sistema 
eficiente, pois, de acordo com o tipo de efluente, existem coagulantes que, se colocados em 
uma menor quantidade, já são suficientes na desestabilização das partículas proporcionando 
assim, uma maior economia de custo e energia. 
 
 
 
 
 
 
37 
 
2.4.1. Coagulantes 
Coagulantes são produtos químicos ou naturais utilizados no tratamento de águas e 
efluentes de vários segmentos (industriais, agrícolas ou domésticos), que tem a finalidade de 
neutralizar as cargas negativas das partículas em suspensão, possibilitando assim uma 
aglomeração das mesmas, formando flóculos. 
Segundo Bratby (2006), os coagulantes mais utilizados são os baseados em alumínio e 
ferro. Dentre os coagulantes de alumínio encontram-se o sulfato de alumínio [Al2(SO4)3] e o 
Hidróxi-cloreto de polialumínio (PAC). E dos coagulantes de ferro, incluem-se o, sulfato 
férrico [Fe2(SO4)3], sulfato ferroso [FeSO4] e o cloreto férrico [FeCl3]. Todos esses 
coaguantes citados, com a inclusão do sulfato de zinco [ZnSO4], serão analisados nesta 
pesquisa. 
As principais vantagens de coagulantes inorgânicos são que eles são capazes de 
funcionar de forma eficiente em amplas faixas de pH e temperaturas da água bruta 
(BRATBY, 2006). A tabela 2 mostra as melhores condições de pH de alguns coagulantes. 
Tabela 2- Melhores condições de pH dos coagulantes 
Coagulante pH Referência 
Sulfato de alumínio 
Al2(SO4)3 
Entre 5,5 e 8 Franco (2009) 
Sulfato férrico 
Fe2(SO4)3 
Entre 4 e 11 Bratby (2006) 
Cloreto férrico 
 FeCl3 
Entre 4 e 11 Bratby (2006) 
PAC 
Aln (OH) m(Cl3) n-m 
 
Entre 5 e 10 Constantino e Yamamura 
(2009) 
Sulfato ferroso 
FeSO4 
Acima de 8,5 Bratby (2006) 
Fonte: Autor (2017) 
A utilização de coagulantes no tratamento de efluentes tem sido muito difundida, em 
virtude do crescente uso de processos físico-químicos, principalmente quando associados ao 
tratamento do esgoto para reuso. No Brasil, os coagulantes mais utilizados no tratamento de 
efluentes, são sulfato de alumínio e o cloreto férrico, devido à sua disponibilidade no 
mercado, baixo custo e boa eficiência. Vários autores descreveram os benefícios de 
coagulantes férricos e de alumínio. 
 
38 
 
Viveiros (2008) utilizou o sulfato de alumínio e o cloreto férrico no teste de 
coagulação/floculação para o tratamento do efluente da usina de reciclagem de plástico e 
observou que o sulfato de alumínio numa concentração variando de 311,58 a 324,08mg/L 
para pH 7,06, apresentou uma melhor eficiência comparado ao cloreto férrico, removendo 
mais de 90% de turbidez e cor do efluente. Vaz et al. (2010) avaliou a eficiência dos mesmos 
coagulantes, no tratamento de efluente de uma indústria de galvanoplastia, e observou que o 
cloreto férrico apresentou uma maior remoção de cor e turbidez, sendo de 31,57% e 95,27%, 
respectivamente, para uma concentração de 40 mg/L. 
Franco (2009) também utilizou o sulfato de alumínio e o cloreto férrico, sob as 
dosagens de 5mg/L a 60mg/L, para o tratamento das águas residuais de uma ETA, e concluiu 
que o cloreto férrico apresentou maiores vantagens na remoção de cor e turbidez que o sulfato 
de alumínio. 
Morcelli (2011), analisou os coagulantes sulfato de alumínio, sulfato de zinco e cloreto 
férrico, através da técnica de coagulação/floculação/sedimentação em fotobioreatores, para 
remoção das algas. Os resultados apresentaram que o melhor agente coagulante foi o sulfato 
de alumínio com uma concentração de 250 mg/L. 
Visando a identificação do coagulante que oferecesse um melhor custo/benefício, 
Constantino e Yamamura (2009), comparou os coagulantes Sulfato de Alumínio e o PAC, no 
processo de tratamento de água da ETA Maringá e verificou que o PAC resultou em um gasto 
maior de coagulante, porém, apresentou resultados melhores que o sulfato de alumínio com 
relação a qualidade da água produzida, melhorando de forma significativa os níveis de 
turbidez. Já Souza, Souza e Pereira (2014) também avaliou a eficiência desses mesmos 
coagulantes, nos processos de tratamento de água de uma lavanderia industrial e concluiu que 
o PAC, sob dosagem de 0,20 mg/L, obteve remoções de 90% de cor, 94,5% da turbidez 
enquanto o sulfato de alumínio, sob dosagem de 300 mg/L, removeu 56% de cor e 95% da 
turbidez. 
Santos et al. (2014) avaliou a eficiência do cloreto férrico, sulfato de alumínio e o 
PAC no processo de coagulação/floculação no tratamento do efluente do tanque de 
equalização de uma indústria petroquímica. Nesse estudo o PAC, com 150 mg/L, 
concentração relativamente menor que os sulfato de alumínio e o cloreto férrico que foram 
colocados em 300 mg/L, apresentou uma remoção de turbidez de 96,5% a 98,2%, muito 
maior comparado aos outros coagulantes que removeram de 90% a 97,3% da turbidez. 
 
39 
 
Rocha et al. (1999) avaliou a viabilidade do polimento de efluentes de lagoas de 
estabilização utilizando o PAC, Cloreto férrico e o Sulfato de alumínio e concluiu que o PAC 
mostrou uma melhor eficiência na remoção de sólidos suspensos totais, em menores 
quantidades, se comparadosaos outros coagulantes. Da mesma forma, Torres (2017) utilizou 
o PAC e o cloreto férrico nos efluentes de lagoas de estabilização para a recuperação da 
biomassa algal e concluiu que o PAC apresentou um melhor rendimento com o pH da amostra 
natural, sob uma dosagem de dosagem de 100 mg/L, sendo capaz de recuperar uma biomassa 
de algas, em base seca, de cerca de 1140 kg/dia e 541 kg/dia para a lagoa facultativa e de 
maturação, respectivamente. 
Dantas (2013) utilizou o cloreto férrico e o sulfato de alumínio em testes de 
coagulação/floculação para remoção das algas de uma lagoa facultativa, chegando a 
conclusão de que o cloreto férrico removeu 97% da cor e turbidez do efluente, apresentando 
uma melhor eficiência se comparada ao sulfato de alumínio que removeu 95% da cor e 
turbidez. 
De acordo com Guigui et al., (2002), o cloreto férrico, o sulfato férrico e o PAC possuem 
uma ótima eficiência na remoção da matéria orgânica natural presente no efluente, e são bons 
coagulantes para serem utilizados no pré-tratamento para reduzir o problema de fouling nas 
membranas. 
Mediante o exposto é possível afirmar que a eficiência dos coagulantes varia de acordo 
com a natureza de cada efluente. Dessa forma, para o efluente da lagoa de estabilização da 
ETE Mangabeira, serão avaliados os seis coagulantes (sulfato de alumínio, sulfato férrico e 
ferroso, sulfato de zinco, cloreto férrico e o PAC), para verificar os que se comportam melhor 
na remoção de cor e turbidez, e em menores quantidades. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40 
 
3. METODOLOGIA 
 
3.1.Caracterização da ETE Mangabeira 
Esta pesquisa foi realizada através de análises do efluente da Estação de Tratamento de 
Esgoto, localizado no bairro de Mangabeira, no município de João Pessoa- PB. Esta ETE 
pertence à CAGEPA (Companhia de Água e Esgotos da Paraíba) e recebe esgoto 
predominantemente doméstico dos bairros de Gramame, Grotão, Valentina, João Paulo II, 
Funcionários I e II, Jardim São Paulo, Bancários, Monsenhor Magno, Ernesto Geisel e 
Mangabeira (SILVA et al. 2016). 
Segundo os dados do SNIS (2017), relativos ao ano de 2015, de todo o esgoto gerado 
em João Pessoa, apenas 66% é coletado, com uma vazão de 29.734 m³/ano e todo ele é 
tratado. Sendo que aproximadamente 30% vai para a ETE Mangabeira, e 70% para a ETE 
Róger, a qual trata o esgoto dos outros bairros da cidade. Atendendo a uma população de 
599.226 habitantes. Por outro lado, existem evidências de que nem todo esgoto coletado em 
João Pessoa chega às estações de tratamento (BATISTA, 2014). 
A ETE Mangabeira possui três módulos que operam com duas lagoas anaeróbias (LA) 
e uma lagoa facultativa (LF) mostradas na figura 6. 
Figura 6- Vista aérea da ETE Mangabeira 
 
Fonte: Adaptado do Google Earth 
Como a maioria da ETE’s existentes no Brasil, esta é composta por tratamento 
preliminar, primário e secundário. 
A princípio, no tratamento preliminar, o efluente passa por um sistema de 
gradeamento com seção de 3/8x 1½” (0,95 x 3,81cm) e espaçamento de 1¼” (3,18cm), que 
 
41 
 
serve para impedir que os sólidos grosseiros passem para a outra fase. Em seguida, o esgoto 
passa por uma estação elevatória, depois é encaminhado para o desarenador que é dividido em 
dois canais paralelos, com dimensões de 8,25 x 1,25m cada, e altura do depósito de areia de 
0,30m, considerando um período de limpeza de 15 dias. No desarenador ocorre a 
sedimentação dos grãos de areia mais pesados. Logo após, o efluente vai para a calha Parshal, 
que é um medidor de vazão, com dimensão nominal de 9” (23cm) e capacidade máxima de 
132,4l/s (CAGEPA, 1994 apud Baracuhy 2006). 
Na ETE Mangabeira o tratamento primário é realizado pelas lagoas anaeróbias e o 
secundário, pelas lagoas facultativas. Os efluentes gerados nos três módulos são 
encaminhados por uma única tubulação e lançados no rio Cuiá, que desemboca no oceano a 
poucos quilômetros da ETE. 
A tabela 3 mostra as características das lagoas anaeróbias e facultativa do módulo II 
que possui as mesmas características que os módulos I e III. 
Tabela 3- Características das lagoas do módulo II 
 
Características 
Lagoas 
Anaeróbia 1 
(LA1) 
Anaeróbia 2 
(LA2) 
Facultativa (LF) 
Comprimento (m) 63,1 63,1 228,5 
Largura (m) 63,1 63,1 140,0 
Área (ha) 0,4 0,4 3,2 
Profundidade (m) 3,70 3,70 1,8 
Volume (m³) 14800 14800 57600 
Vazão (m³/dia) 8275 8275 8275 
Tempo de Detenção Hidráulico (dia) 1,8 1,8 7 
Fonte: adaptado de CAGEPA
4
 (1994) apud Baracuhy (2006) 
 
3.2.Planta de Ultrafiltração 
O efluente da lagoa facultativa do módulo I é bombeado até uma caixa d’água (caixa 
1) com capacidade de 500 litros, localizada a aproximadamente 200 metros da lagoa e a 2m 
da planta de UF (figura 7). A planta de UF foi instalada em um container com dimensões 
aproximadas 6,00 x 2,40m. 
 
 
4
 GOVERNO DA PARAÍBA- COMPANHIA DE ÁGUA E ESGOTOS DA PARAÍBA. Legislação de 
saneamento e recursos hídricos. João Pessoa, Paraíba, 2006. 559p. 
 
42 
 
 
Figura 7- Localização da caixa 1 e da planta de UF 
 
Fonte: Autor (2017) 
 Da caixa 1, o efluente é bombeado para um conjunto de dois filtros de areia em série, 
localizados na parte externa da planta, e um filtro de tela, localizado na parte interna da 
planta. Em seguida, o efluente era armazenado em um tanque de alimentação (Tanque 1), com 
capacidade de armazenar até 140L do efluente (figura 8). 
Figura 8- Tanques de armazenamento do efluente. Tanque 1 (efluente não tratado); 
Tanque 2 (efluente tratado) 
 
Fonte: Autor (2017) 
 
43 
 
Na parte de trás do container também estão localizados os depósitos, onde será 
inserido o coagulante e um aparelho digital, onde estão localizadas as bombas. A figura 9 
mostra cada um desses elementos e sua localização. 
Figura 9- Elementos contidos na parte de trás da planta piloto 
 
Fonte: Autor (2017) 
Numa tela de comando para as bombas dosadoras, é digitado o valor necessário de 
coagulante, e essa quantidade é bombeada para a tubulação no qual estará contido o efluente 
que sairá do Tanque 1. A partir do momento em que o coagulante se mistura com o efluente 
do tanque 1, estará caracterizando o processo de coagulação na planta piloto. 
Em seguida, o efluente passará pelo processo de floculação ou mistura lenta (figura 
10). Na própria etapa de floculação, também pode ocorrer a sedimentação dos flocos, 
dependendo da pressão estabelecida na membrana. Após isso, o efluente passa pelos reatores 
de membrana (figura 11), onde ficam retidas a maior parte dos sólidos formados nos 
processos de coagulação/floculação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 
 
Figura 10- Floculação na Planta de UF 
 
Fonte: Autor (2017) 
Figura 11- Reatores de membrana de ultrafiltração 
 
Fonte: Autor (2017) 
Após passar pelo reator de membrana, o efluente é armazenado no tanque 2, já 
mostrado na figura 8 e encaminhado para a caixa 3 (Figura 9). O efluente final, contido na 
caixa 3, é o que pode ser reutilizado para as diversas áreas: agrícolas, industriais e domésticas. 
A água de retrolavagem da planta de ultrafiltração é despejada numa caixa (caixa 2) -
caixa de rejeito-, conforme Figura 9. 
 
 
45 
 
3.3.Amostragem 
 
O efluente era coletado no tanque de armazenamento (tanque 1), localizado dentro da 
planta de UF, o qual já tinha passado pelas lagoas anaeróbias e facultativa do módulo I, pela 
caixa 1 e filtros de areia e tela. As amostras eram armazenadas em garrafas plásticas com a 
capacidade de 5L para as análises serem realizadas sem mudança de amostras. 
Foram realizadas dez coletas no total, nos meses de abril, maio e julho de 2017, em 
um horário entre 8:00 – 9:00 horas da manhã. Os dias de coleta para realização de cada 
análise estão descritas no quadro 5. 
 
Quadro 5 - Dias de coleta e análise do esgoto 
pH= entre 5,0 e 5,5 (ajustado) pH= entre 7,3 a 7,9 (natural) 
 Dia Coagulante