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Projeto de uma Estação de
Tratamento de Efluentes de
uma Indústria Cervejeira -
Controle ambiental
Química Industrial
Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
22 pag.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
 
Indústria Cervejeira
(Tratamento de Efluentes)
Projeto de uma Estação de 
Tratamento de Efluentes de uma 
Indústria Cervejeira referente à 
disciplina de Controle Ambiental 
ministrada pela Professora 
Silvana Calado apresentado pelas 
alunas Larissa Ciro Souza, 
Jackeline Souto e Maria Thalita 
Siqueira
Recife, Novembro de 2011
Sumário
1 Introdução.................................................................................................................................. 3
1.1 A Indústria Cervejeira no País................................................................................................... 3
1.2 1.2 Descrição do Processo de Fabricação da Cerveja................................................................ 3
1.2.1 Cervejaria................................................................................................................................... 5
1.2.2 ................................................................................................................................................... 
1.2.3 Características do efluente total:................................................................................................ 6
1.2.4 ................................................................................................................................................... 
Esgoto Bruto
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1.2.5 ................................................................................................................................................... 
1.2.6 ................................................................................................................................................... 
1.2.7 ................................................................................................................................................... 
1.2.8 ................................................................................................................................................... 
1.2.9 ................................................................................................................................................... 
1.2.10 ................................................................................................................................................... 
1.2.11 ................................................................................................................................................... 
1.2.12 ................................................................................................................................................... 
1.2.13 ................................................................................................................................................... 
1.2.14 ................................................................................................................................................... 
1.2.15 ................................................................................................................................................... 
1.2.16 ................................................................................................................................................... 
1.2.17 ................................................................................................................................................... 
1.2.18 ................................................................................................................................................... 
1.2.19 ................................................................................................................................................... 
1.2.20 ................................................................................................................................................... 
1.2.21 ................................................................................................................................................... 
1.2.22 ................................................................................................................................................... 
1.2.23 ................................................................................................................................................... 
1.2.24 ................................................................................................................................................... 
1.2.25 ................................................................................................................................................... 
1.2.26 ................................................................................................................................................... 
1.2.27 ................................................................................................................................................... 
1.2.28 ................................................................................................................................................... 
1.2.29 ................................................................................................................................................... 
1.2.30 ................................................................................................................................................... 
2 Tratamento Preliminar e Primário............................................................................................. 9
2.1 Dimensionamento das grades.................................................................................................... 9
2.2 ................................................................................................................................................... 
2.3 O primeiro passo para o dimensionamento das grades é o cálculo das alturas das lâminas para as 
vazões máximas, médias e mínimas (H) no medidor Parshall:................................................................ 9
2.3.1 Caixa de Areia............................................................................................................................ 11
2.3.2 Caixa de Gordura....................................................................................................................... 12
2.3.2.1 Dimensionamento...................................................................................................................... 12
2.3.3 Precipitação Química com o Uso de Coagulantes (Correção de pH)........................................ 13
2.3.4 ................................................................................................................................................... 
2.3.5 Correção de pH.......................................................................................................................... 14
3 Tempo de detenção (t):.............................................................................................................. 14
4 ................................................................................................................................................... 
5 Decantadores..............................................................................................................................14
5.1 ................................................................................................................................................... 
5.2 ................................................................................................................................................... 
5.3 ................................................................................................................................................... 
5.4 ................................................................................................................................................... 
1 CETESB, Nota técnica sobre tecnologia de controle: Fabricação de cervejas e refrigerantes, NT- 24, 
CETESB, São Paulo, 1992.- 27p.............................................................................................................. 22
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1. Introdução
Em todas as indústrias existe a formação de resíduos sólidos, líquidos e gasosos que devem ser 
corretamente manipulados e processados de modo a se obter o menor impacto possível para o meio 
ambiente. Dependendo do processo da indústria um dos tipos de efluente vai prevalecer. 
Nas cervejarias, os resíduos líquidos provêm, em sua maioria, das máquinas de lavar garrafas, 
das dornas de fermentação, do bolo das centrífugas, da lavagem dos panos dos filtros-prensa e das 
descargas das máquinas de pasteurização. As descargas do pasteurizador e das lavagens das garrafas 
acontecem periodicamente, ocorrendo, geralmente, no encerramento do período semanal de 
fabricação. Os outros efluentes são contínuos durante o período de fabricação.
Com a crescente preocupação com a qualidade dos corpos de água que atuam como receptores 
destes efluentes, existe um maior empenho em construir estações de tratamento com o máximo de 
eficiência dentro da disponibilidade de recursos necessários.
O projeto de uma estação de tratamento é função principalmente das características do efluente, 
no caso das cervejarias as características do efluente são muito semelhantes as do esgoto doméstico 
e por isso estas estações apresentam projetos com pontos em comum.
O objetivo deste trabalho é dimensionar as unidades de uma estação de tratamento no sentido de 
reduzir a quantidade de matéria orgânica e sólidos suspensos provenientes do processo, de acordo 
com as características do efluente de uma indústria cervejeira, para um posterior despejo com 
elaboração de um fluxograma e um balanço de DBO. 
1. A Indústria Cervejeira no País
No Brasil a cerveja demorou a chegar, pois os portugueses temiam perder o mercado da venda 
de seus vinhos. A cerveja só chegou ao Brasil em 1808, trazida pela família real portuguesa de 
mudança para o então Brasil colônia. Apenas a partir da metade do século XIX, a fabricação de 
cerveja brasileira começou a tomar forma com o aparecimento de diversas fábricas, inclusive 
grandes indústrias que aos poucos foram absorvendo as pequenas artesanais.
Atualmente, o setor é uma potência em expansão em se tratando de volume de negócios gerados 
e crescimento no mercado alimentício e, consequentemente, paralelo a esse crescimento e 
modernização se tem o aumento nos resíduos gerados que precisam ser tratados, de forma que 
métodos mais avançados de controle e eliminação de resíduos vêm sendo constantemente 
desenvolvidos, para tornar possível esse crescimento.
1.2 Descrição do Processo de Fabricação da Cerveja
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A cerveja é a bebida resultante da fermentação de um mosto obtido pela cocção de malte e 
lúpulo em determinadas condições, podendo-se adicionar ou não outros materiais em sua 
composição, tais como vários tipos de amido, açúcar cristal ou mascavo, dependendo das 
características desejadas no produto final e do País onde a qual está sendo processada.
Após o cozimento, deixa-se esfriar e decantar o mosto, transferindo-o a seguir, para dornas 
onde se adiciona a levedura. Para temperaturas mantidas abaixo de 10ºC (baixa fermentação), a 
fermentação se processa durante uma semana ou mais com muita turbulência. Nas temperaturas 
acima de 10ºC e com outra variedade de levedura, tem-se a alta fermentação, onde se adquiri um 
sabor ácido, bem diferente da cerveja de baixa fermentação.
Após a fermentação em dornas, com decantação parcial do levedo, o mosto passa para 
cubas fechadas sob ligeira pressão, em temperatura próxima de 0ºC, onde se conclui sua 
fermentação obtendo-se o enriquecimento da cerveja em gás carbônico. O restante do levedo 
deposita-se no fundo das cubas, diminuindo a turbidez da cerveja. Esta etapa consiste na fase de 
maturação da cerveja e pode durar de 10 dias a vários meses.
Após estas fases, a cerveja é filtrada, engarrafada e pasteurizada, com o objetivo de destruir 
eventuais microorganismos, conferindo ao produto um maior tempo de conservação nas garrafas. A 
Figura 1 mostra um fluxograma do processo de fabricação de cerveja, com destaque para os 
resíduos líquidos e sólidos produzidos.
Figura : Fluxograma de Fabricação de Cerveja
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Figura 1. Fluxograma do processo de fabricação da Cerveja
2. Características do Efluente
2.2. Esgoto doméstico
A fábrica em questão funciona normalmente 16 h/dia com um total de 150 trabalhadores, sendo 
120 operários, 60 por cada turno de 8 horas (2 turnos) e 30 são funcionários, 15 por cada turno de 
8 horas (2 turnos).
De acordo com as normas NBR 7229 tem-se, em 8 horas, que:
Tabela 1 - Quantidade diária de esgoto doméstico.
Vazão per capita (l/dia) Contribuição per capita (g/dia)
Funcionários 50 x 8 / 6 = 66,67 35 x 8 / 6 = 46,67
Operários 70 40
Vazão e Contribuição para funcionários:
Vazão (funcionário) = Vazão per capita x funcionários = 66,67 l/dia x 30 = 2000,1 l/dia
Contribuição (funcionário) = Contribuição per capita x funcionários = 46,67 g/dia x 30 = 1400,10 g/dia
Vazão e Contribuição para operários:
Vazão (operário) = Vazão per capita x operário = 70 l/dia x 120 = 8.400 l/dia
Contribuição (operário) = carga per capita x operário = 40 g /dia x 120 = 4.800 g/dia
DBO e Vazão de esgoto doméstico:
2.3.Cervejaria
Adotou-se uma cervejaria de produção diária de 150.000 L em 16h/dia de funcionamento.
A cada 1000 L de cerveja produzida, têm-se um consumo específico de água de 8-20 m3/dia.
Então:
Vazão mínima = 1200 m3/dia = 13,89 L/s
Vazão máxima = 3000 m3/dia = 34,71 L/s
É importante ter-se uma avaliação confiável da vazão máxima, uma vez que influi diretamente 
no dimensionamento das unidades do tratamento, cujas dimensões devem ser calculadas em função 
da vazão máxima do dia de maior contribuição.
Adotou-se uma carga de DBO de 1.000 mg/L para o efluente industrial (BRAILE, P. et al, 1979).
 
Nas cervejarias que possuem anexa, a fábrica de malte, dois tipos de despejos são 
caracterizados, grãos de cevada em suspensão, além de sólidos sedimentáveis, provenientes das 
impurezas da matéria-prima. Possuem cor e turbidez não muito elevadas e pH variando na faixa de 
7 a 8, podendo, às vezes, alcançar 10 ou 11 durante a lavagem dos tanques de molhamento com 
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solda cáustica. Sob o ponto de vista químico, os despejos da maltaria contêm, principalmente, 
legumina, fibrina, maltose e arabinose.
Tabela 2 - Origem e composição dos diferentes tipos de resíduos dacervejaria.
Fase de 
fabricação
Origem do resíduo Composição
Cozimento Resto de mosto e lavagem dos 
equipamentos
Solução aquosa de açúcares, dextrina, proteínas, 
taninos, resinas.
Fermentação Lavagem dos tanques Álcool etílico, gás carbônico, ácidos, aldeídos, 
cetonas, ésteres, gorduras, bactérias.
Maturação Fundo das cubas Líquido enriquecido de proteínas e produtos 
derivados de sua degradação.
Além desses, pode-se esperar no efluente: restos de papéis (celulose) dos rótulos das garrafas, 
amido, fermento decantado ou centrifugado, terra de diatomáceas e uma pequena quantidade de 
cerveja proveniente dos interstícios do fermento rejeitado e das garrafas quebradas durante a 
pasteurização.
Todos esses despejos se caracterizam pela elevada DBO e são ricos em proteínas que se 
decompõem rapidamente, provocando fortes odores.
Dada a complexidade das transformações existentes nos diversos estágios de fabricação da 
cerveja e a natureza das matérias-primas, a composição química e microbiológica do efluente de 
uma cervejaria é muito variada. A DBO depende do volume de água utilizado.
Métodos de tratamento atualmente utilizados
Os efluentes provenientes das dornas de fermentação, das dornas de envelhecimento e dos 
processos de recuperação de levedura, são os mais trabalhosos do ponto de vista do tratamento.
Em relação aos demais despejos, alguns podem ser removidos por peneiras, outros são 
convenientemente diluídos, de modo que sua carga poluidora, muitas vezes, torna-se insignificante 
em comparação com os demais.
O tratamento das águas residuárias das cervejarias e maltarias pode ser realizado por processos 
semelhantes aos empregados na depuração dos esgotos domésticos, graças ao seu elevado conteúdo 
de matéria orgânica e de nutrientes. Às vezes, entretanto, há falta de nitrogênio.
Antes do tratamento biológico é feito um tratamento químico para aliviar a parte biológica, 
como por exemplo, precipitação química com sulfato ferroso e cal ou silicato de sódio.
É muito comum o emprego de decantadores primários, com tempo de detenção inferior a 1 
hora, suficiente para a precipitação, de modo a satisfazer às disposições legais para certas classes de 
corpos receptores. O tratamento em separado dos despejos de cervejarias é freqüentemente feito por 
filtração biológica, lodos ativados e, em um limitado número de casos, por tratamento anaeróbio. A 
filtração biológica permite atingir remoção de DBO superior a 90% (nominal), numa taxa da ordem 
de 150 L/m3dia. Este processo é, no entanto, sensível a rápidas alterações de pH e choques de 
cargas orgânicas. Também o processo por lodos ativados permite uma redução desta ordem.
Características do efluente total:
Vazão máxima total = Vazão doméstica + Vazão máxima industrial = 0,12 L/s + 34,71 L/s = 34,83 L/s
Vazão mínima total = Vazão doméstica + Vazão mínima industrial = 0,12 L/s + 13,89 L/s = 14,01 L/s
DBOtotal = DBOdoméstica + DBOindustrial = 596 + 1000 = 1596,0 mg/L
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Principais parâmetros de importância no efluente de cervejaria:
- DQO ou DBO;
- Óleos e graxas;
- Sólidos sedimentáveis;
- pH.
Para o nosso processo, a DBO foi de 1000 mg/L; os sólidos sedimentáveis e óleos/graxas 
(CETESB, 1992), foi de, respectivamente, 305 mg/L e 200 mg/L.
Tabela 3 - Características típicas dos principais sistemas de tratamento de esgotos.
Sistema de 
tratamento
Eficiência na remoção (%) Requisitos Custo de 
implantação 
(US$/hab)
Tempo de 
detenção 
hidráulico total 
(dias)
Quantidade de 
lodo a ser 
tratado (m3/
hab.ano)
DBO N P Coliformes Área (m2/
hab)
Potência 
(W/hab)
Tratamento 
preliminar
0 – 5 ~0 ~0 ~0 <0,001 ~0 2 – 8 - -
Tratamento 
primário
35 – 40 10 – 
25
10 – 20 30 – 40 0,03 – 0,05 ~0 20 – 30 0,1 – 0,5 0,6 – 13
Filtro biológico 
de alta carga
80 – 90 30 – 
40
30 – 45 60 – 90 0,3- 0,45 0,5 – 1,0 40 – 70 Não aplicável 1,1 – 1,5
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3. Fluxograma da ETE
Figura 2 – Fluxograma da ETE
Todas as unidades, com exceção da caixa de gordura, do tanque de correção de pH, do medidor 
de vazão e do leito de secagem são construídos em duplicata, operando em paralelo para garantir o 
funcionamento da estação mesmo quando os equipamentos estiverem em manutenção. Alguns 
equipamentos, nesse caso, operarão sobrecarregados, mas em caráter provisório, não 
comprometendo, assim, o funcionamento eficiente do projeto.
4. Direcionamento dos resíduos
4.2. Gradeamento
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O material removido deverá ser imediatamente afastado das instalações de gradeamento e 
encaminhado ao seu destino final, de modo a evitar inconvenientes na circunvizinhança das 
unidades. Esse material, antes de ser transportado, receberá óxido de cálcio (cal), evitando a 
emanação excessiva de odores desagradáveis ou elevada proliferação de insetos em torno dos locais 
ou recipientes utilizados para a disposição final do material removido.
Este, na forma seca ou úmida, deverá ser encaminhado para locais sob controle das autoridades 
sanitárias, onde será incinerado. Recomenda-se a utilização do gás produzido no digestor da estação 
de combustível.
4.3. Caixa de Areia
Como a instalação é isenta de dispositivos de lavagens de areia, esta será encaminhada para o 
aterro sanitário mais próximo.
4.4. Caixa de Gordura
A gordura removida será enterrada nas imediações próximas.
4.5. Peneiramento
O material retido nas peneiras será direcionado para um aterro sanitário.
5. Projeto da ETE
5.2.Tratamento Preliminar e Primário
5.2.1.. Gradeamento
Constitui-se na primeira etapa de remoção de sólidos e o seu objetivo é reter materiais 
grosseiros em suspensão e sólido flutuantes. Outro objetivo é de proteger os equipamentos 
subseqüentes e evitar obstruções que poderiam vir a ser causadas por estes materiais. As grades 
podem ser classificadas como finas, médias e grosseiras de acordo com as dimensões da seção 
transversal da barra. Além disso, podem ser simples ou apresentarem limpeza mecanizada. A 
espessura e o espaçamento entre as grades são função das características do seu efluente. A grade 
média será a escolhida para o caso já que uma grade fina poderia apresentar problemas devido aos 
plásticos e rótulos presentes no efluente e uma grade grosseira acabará por permitir a passagem de 
objetos pequenos, no caso, principalmente tampas. Serão escolhidas grades simples, uma vez que o 
efluente não possui grande quantidade de sólidos grosseiros.
Dimensionamento das grades
O primeiro passo para o dimensionamento das grades é o cálculo das alturas das lâminas para 
as vazões máximas, médias e mínimas (H) no medidor Parshall:
Onde K e n são funções da garganta do medidor da calha Parshall.
Depois é necessário o cálculo do rebaixo do medidor da calha Parshall, no caso de haver uma 
caixa de areia.
Área útil: 
Eficiência: , onde a é o espaçamento entre barras e t é a espessura das mesmas.
Área Total considerando escoamento montante a grade: 
Tabela 4 - Valores do dimensionamento das grades.
Vazão (l/s)
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Q máx 34,83
Q med 24,42
Q min 14,01
W (pol) n K
3 1,547 0,176
Altura (m)
H máx 0,350922
H med 0,278952
H min 0,19478
Dimensionamento de Grades
Z 0,089711 t = espessura
a = abertura entre barrasa = 3/4" t = 3/8"
Au (m2) 0,05805
E 0,666667
S (m2) 0,087075
b (m) 0,333351Vo (m/s) 0,6 Obstrução da grade de 50%. Vo será o dobro no cálculo da 
perda de carga
v (m/s) 0,4 --------------------------
hf (m) 0,093388
hmáx (m) 0,261211
h' (m) 0,654599 D = 0,2 m (convenção)
C (m) 0,925743 Ângulo 450
n 11,67603 12
e (mm) 66,65061
Figura 3 - Grades
5.2.2.. Peneiramento
A principal finalidade da peneira é remover sólidos grosseiros suspensos das águas residuárias 
com granulometria superior a 0,25 mm. Há dois tipos de peneiras: a estática e a rotativa.
Na estática, o efluente flui na parte superior, desce pela tela e cai pelas malhas para dentro, onde 
é recolhido e direcionado para a unidade subseqüente, enquanto os sólidos grosseiros deslizam na 
tela inclinada, sendo empurrados pelo próprio líquido, e são recolhidos na parte inferior. Para 
dimensionamento, é recomendável consultar tabelas de fabricantes, utilizando a vazão máxima de 
projeto, sendo também aconselhável consulta prévia ao fabricante para confirmação das dimensões, 
indicando o tipo de água residuária e a fenda da malha a ser utilizada no projeto.
Podem ser instaladas recebendo o efluente por recalque ou por gravidade, estando situada antes 
ou após o tanque de equalização. Podem ser dimensionadas pela taxa de aplicação, que varia com a 
abertura da tela e também com o tipo de efluente, a concentração de sólidos a serem removidos, 
temperatura e viscosidade. Para altas concentrações de sólidos orgânicos, poderá ser removido de 
15 a 25% da DBO em suspensão grosseira.
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Dimensionamento
A taxa de aplicação foi obtida da tabela 3.1 do Alves Nunes, página 83, que fornece as taxas das 
peneiras estáticas ou rotativas fabricadas pela ETA – Engenharia de Tratamento de Água Ltda.
Adotou-se uma peneira estática de 0,75 mm de abertura, à qual corresponde uma taxa de 
aplicação (I) de 25 m3/m2h
Área da tela (A):
Onde:
I = taxa de aplicação = 25m3/m2h para uma peneira estática de abertura 0,75mm
Q = vazão máxima do afluente = 125,388 m3/h
Comprimento e Largura da peneira (L, B): 
Considerando o comprimento da peneira conforme catálogo da ETA - Eng. De Tratamento de 
Águas Ltda, L = 2,0 m. Logo:
Existe um valor tabelado para a largura que será adotada, que é o valor imediatamente superior 
a esse valor de 2,51 m. Como não dispomos desse valor, não podemos dizer a real largura que essa 
peneira teria.
5.2.3.. Caixa de Areia
O objetivo principal da caixa de desarenação ou caixa de areia é a retenção de substâncias 
inertes, como areias e sólidos minerais sedimentáveis, originárias de águas residuárias, que provêm 
da lavagem de pisos ou dos esgotos sanitários. Esta remoção é importante para proteger bombas, 
válvulas de retenção, registros e canalizações, evitando entupimento e abrasão.
As caixas podem ser simples, geralmente usadas em pequenas e médias estações, ou 
mecanizadas, empregadas nas grandes estações. É muito comum se encontrarem caixas em câmara 
dupla, que permite a retirada de uma para limpeza, enquanto o efluente flui pela outra, que fica 
sobrecarregada, sendo mais indicada a limpeza em horários de menores vazões. O isolamento de 
uma das caixas se faz pelo fechamento das comportas existentes na entrada e saída da caixa.
A velocidade recomendada de projeto é de 0,15 a 0,40 m/s, sendo 0,30 F 0 B 1 20% o mais adotado. 
Para mantê-la num valor constante faz-se uso de um medidor de vazão à jusante, podendo ser uma 
calha de Parshall. 
A areia é bombeada diariamente sob água, por meio de um removedor de areia, que a retira da 
canaleta de armazenagem.
Dimensionamento
Largura: 
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Onde V é a velocidade pretendida nos canais e hmax e Qmax são valores anteriormente calculados.
b = 0,03483/(0,261211*0,30) = 0,44 m
Comprimento: L = 22,5 * hmax (19)
L = 5,88 m
Profundidade adotada: Hcaixa = 0,60 m
Taxa de escoamento superficial (I): deve estar entre 600 e 1200 m3/m2dia.
5.2.4.. Caixa de Gordura
A caixa de gordura tem a função de reter gorduras e materiais que flotam naturalmente. Seu 
princípio de funcionamento é diferença de densidade entre a água e as gorduras.
A remoção da gordura tem as seguintes finalidades:
• Evitar obstruções dos coletores;
• Evitar aderência nas peças especiais da rede de esgotos;
• Evitar acúmulo nas unidades de tratamento provocando odores desagradáveis e perturbações 
no funcionamento dos dispositivos de tratamento;
• Evitar aspectos desagradáveis nos corpos receptores.
A caixa deve ser retangular, com duas ou mais cortinas, uma próxima à entrada para evitar 
turbulência do líquido, e a outra próxima à saída. Em um dos lados da caixa deverá haver uma calha 
para a remoção da gordura.
A caixa de gordura foi empregada devido ao fato de se ter um efluente doméstico, com alto 
conteúdo de gordura reunido ao efluente industrial, que também contém quantidades relevantes de 
gorduras provenientes das lavagens de garrafas e dos tanques de fermentação.
A separação da gordura permite maior eficiência às fases subseqüentes e melhora no 
tratamento do lodo, se for reunida a este.
Dimensionamento
Onde: Q é vazão máxima afluente = 34,83 l/s = 125,388 m3/h; v é a velocidade mínima de ascensão 
das partículas de menor tamanho = 4 mm/s, a taxa de aplicação será de 14,4 m³/m²h.
Substituindo os valores temos para área da caixa de gordura (A) = 8,71 m2.
A velocidade pode ser obtida num cilindro graduado:
Onde: H é a altura do líquido no cilindro e t é o tempo de ascensão das partículas.
Volume da caixa: V caixa = L x B x H
Onde: L= comprimento da caixa de gordura = 1,5 x B
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 B= largura da caixa de gordura.
A = L x B, 
L = 1,5 x B F 0 D E A = 1,5 B2
B = 2,41m; L = 3,61 m
Para 16 h de funcionamento diário, tem-se:
Vcaixa = Q x t x 1,25
Onde: Q = Vazão máxima (m³/h)
 t = Tempo de detenção (h)
Considerou-se a utilização de 75% da capacidade de uso da caixa de gordura e 5 minutos de tempo 
de detenção (faixa de 3 a 5 minutos).
Com isto, obtém-se:
Vcaixa = 125,388 x (5/60) x 1,25 = 13,06 m³
Da equação: Vcaixa = L x B x H, com o volume, largura e comprimento já encontrados, calculamos o 
valor de H (profundidade).
H = 1,50 m.
Figura 6 – Caixa retentora de gordura
2.4. Precipitação Química com o Uso de Coagulantes (Correção de pH)
O tratamento físico-químico por coagulação / floculação de águas residuárias decorrentes dos 
processos industriais têm sido empregados, na maioria das vezes, a nível primário, precedendo o 
tratamento biológico de depuração, objetivando reduzir a carga orgânica afluente, 
conseqüentemente, obtendo-se menores dimensões destas unidades. A finalidade principal é a 
remoção de poluentes inorgânicos, matérias insolúveis, metais pesados, matérias orgânicas não 
biodegradáveis, sólidos em suspensão, cor, etc. 
Para a floculação, usam-se coagulantes químicos como sais de alumínio e ferro que reagem com 
a alcalinidade contida ou adicionada nas águas residuárias, formando hidróxidos que desestabilizam 
colóides e partículas em suspensão pela obtenção do ponto isoelétrico.
A precipitação também pode ser feita pela variação de pH, sem floculação: apenas aumentando 
o pH é possível precipitar metais pesados, por exemplo. Quando se usa cal, o produto formado é o 
CaCO3 que atua como coagulante, que consegue precipitar certas proteínas, lignina (substância 
solúvel glicoprotéica). 
Sempre é necessário pesquisar o pH ótimo em que a solubilidade do sólido é mínima e a 
precipitação é máxima. Quando a elevação passa desse ponto ossólidos se tornam solúveis. Às 
vezes pode-se empregar simultaneamente a cal com sais de ferro e alumínio, ou até mesmo com 
polieletrólitos, objetivando obter melhor sedimentação de sólidos precipitáveis pela floculação e 
pela formação de insolúveis. Nem todos os precipitantes podem ser empregados para qualquer 
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efluente. A natureza dos resíduos, custos e a disponibilidade dos precipitantes são fatores também 
considerados importantes.
Correção de pH
A correção de pH decorre da necessidade de pH ótimo para coagulação. Nos sistemas 
biológicos aeróbios a faixa ideal de pH situa-se entre 6,5 e 8,5, para crescimento normal dos 
microrganismos. Nos sistemas anaeróbios, devido à maior sensibilidade das bactérias 
metanogênicas às variações de pH, a faixa ideal é mais estreita, entre 6,3 e 7,8. Às vezes é possível 
o lançamento no setor biológico de efluentes com pH alcalino, acima destas faixas, devido ao efeito 
tampão conferido pelo sistema carbônico: CO2, HCO3- e CO3-2.
A correção de pH é uma solução técnica e econômica, pois, além dos coagulantes serem mais 
caros que os ácidos, são necessárias dosagens menores de corretivos.
Reações:
Dimensionamento do Tanque de Equalização
Volume de equalização (Veq):
Onde:
Qe = vazão máxima na entrada;
Qs = vazão máxima na saída
Tempo de detenção (t):
Dimensões do tanque (H e L):
Onde: 
H = profundidade do tanque = 2 m
L = largura da seção quadrada
Volume total do tanque (Vt):
Onde:
Vmin = volume mínimo, cuja profundidade é 1,0 m
2.5. Decantadores
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No caso de um efluente ter sólidos sedimentáveis em quantidade considerável, podendo ser 
recolhidos sem coagulação, a decantação é dita simples ou primária, aliviando as unidades 
subseqüentes com cargas menores, trazendo economia em relação ao uso de coagulantes.
Os decantadores são dimensionados em função das taxas de escoamento, conforme o tipo e as 
características do efluente. As taxas empregadas para efluentes industriais são bem menores que as 
empregadas em tratamento de água para abastecimento público. Geralmente estas taxas se situam 
ente 25 e 30 m3/m2dia para decantadores secundários que recebem efluentes floculados ou de 
tanques de aeração. No caso de sistemas de lodos ativados, as taxas de escoamento aplicadas são 
menores que 24 m3/m2dia. Os decantadores usados ultimamente são ditos de alta taxa. Neles, são 
empregados módulos ou placas que diminuem a turbulência, reduzindo consideravelmente o 
número de Reynolds para valore abaixo de 250. Neste caso, as taxas situam-se ente 60 e 75 m3/
m2dia.
O lodo é recolhido no fundo dos decantadores e direcionado a uma caixa e posteriormente 
recalcado para adensamento, digestores, filtros prensa ou leitos de secagem, conforme a 
concentração em que se encontra. Nos decantadores não mecanizados, o fundo deverá formar um 
ângulo de 60o com a horizontal e a tubulação de descarga de lodo deverá ser de no mínimo de 150 
mm. Segundo Imhoff, os decantadores com capacidade inferior a 1000 m3 devem ser, de 
preferência, retangulares ou cônicos. O decantador escolhido foi um decantador retangular com 
retirada mecânica do lodo.
Dimensionamento do decantador primário simples
Critérios adotados:
C = comprimento do decantador = 20 m
Relações adotadas no Brasil: C/L = 4/1 C = 4L
 C/H = 5,6/1 C = 5,6/H
Dimensões do decantador (L e h):
L = C/4 = 20/4 = 5 m (dentro do limite de 1,5 a 7,2 m)
H = C/5,6 = 20/5,6 = 3,57 m (dentro do limite de 2,4 a 3,6 m)
Onde:
L = largura dos decantadores
H = profundidade dos decantadores
Área do decantador (A):
A = L x C = 5 x 20 = 100 m2
Taxa de escoamento superficial (I):
Onde:
Qs = vazão máxima de saída do tanque de equalização
A taxa de escoamento está dentro do limite para uma sedimentação simples, de 5 a 80 m3/m2dia.
Volume do decantador (Vdec):
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Vdec = C x L x H = 20 x 5 x 3,57 = 357 m3
Velocidade de sedimentação (v):
 
Onde:
V = velocidade crítica de arrastamento das partículas = 5 cm/s.
A velocidade de sedimentação é menor do que 0,75cm/s de acordo com a literatura.
Tempo de retenção (t):
2. Filtros Biológicos
A ação dos filtros biológicos, como o nome sugere, é de origem biológica e depende de aeração. 
A grande profundidade permite a redução da área e melhora a ventilação, em especial com o uso de 
granulometria mais grosseira que a encontrada em solos arenosos naturais.
Os chamados filtros biológicos de baixa capacidade são aqueles no qual o efeito de 
arrastamento é muito fraco. Os sólidos formados ficam aderentes às pedras em sua maior parte e são 
constantemente recobertos por novas camadas dos mesmos sólidos, fazendo com que o lodo 
orgânico fique retido no filtro, onde deve ser estabilizado, tomando parte no consumo de oxigênio. 
O filtro de alta capacidade consegue depurar maior volume de esgoto com mesmo volume de 
material filtrante, uma vez que não cabe ao filtro à operação de estabilização do lodo – sua principal 
característica é a inexistência de lodo em seu interior, responsável pelos baixos teores de nitrato 
(oriunda da decomposição aeróbia do lodo retido). A extensão da superfície recoberta de películas 
biologicamente ativas em 1m3 de filtro depende da granulometria do meio. 
A altura dos filtros está relacionada com o tamanho das pedras e com a finalidade de ventilação, 
da mesma forma que tem relação com a concentração dos esgotos, sendo tanto maior a altura 
quanto maior a concentração, a fim de aumentar a extensão de percolação bem como a o tempo de 
detenção e também a capacidade de depuração.
A questão da aplicação intermitente do esgoto tem importância muito grande na operação de 
filtros biológicos.
Dimensionamento do Filtro biológico de Alta Carga:
Razão de Recirculação:
 
Onde:
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r = 0,5 a 3,0 = 2,0 (adotou-se 2)
Qr = vazão de esgoto recirculado;
Qa = vazão de esgoto afluente à unidade
Fator de recirculação (F):
Seleção da Taxa de Escoamento:
Imín = 0,8 m/h
Iadotado = 1,8 m/h
Recirculo: 
A taxa de escoamento está acima do valor mínimo (0,86 > 0,80)
Área do Filtro Biológico (At):
Onde: 
Qs = vazão máxima de saída do tanque de equalização
Diâmetro do Filtro (D):
Volume do filtro:
O tempo de retenção (tr) recomendado é de 1,5 a 2,5 horas. Foi utilizado tr = 2 horas.
V = Qs x tr = 83,59 m3/h x 2h = 167,18 m3
Altura do filtro biológico:
Obs) O Filtro Biológico de Baixa Carga tem as mesmas dimensões do filtro biológico de alta carga.
Dimensionamento do decantador secundário
Critérios adotados:
C = comprimento do decantador = 20 m
Relações adotadas no Brasil: C/L = 4/1 C = 4L
 C/h = 5,6/1 C = 5,6/h
Dimensões do decantador (L e h):
L = C/4 = 20/4 = 5 m (dentro do limite de 1,5 a 7,2 m)
h = C/5,6 = 20/5,6 = 3,57 m (dentro do limite de 2,4 a 3,6 m)
Onde:
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L = largura dos decantadores
h = profundidade dos decantadores
Taxa de escoamento superficial (I):
Para decantador secundário, I deve serentre 25 a 30 m3/m2dia.
Considerando que a taxa de escoamento superficial seja 25 m3/m2dia, o que é o mesmo de 1,5625 
m3/m2h (considerando 16 h de trabalho), tem-se:
Onde:
Qs = vazão máxima de saída do tanque de equalização.
Volume do decantador (Vdec):
Vdec = A x h = 53,50 x 3,57 = 191 m³
Velocidade de sedimentação (v):
 
Onde:
V = velocidade crítica de arrastamento das partículas = 5 cm/s.
A velocidade de sedimentação é menor do que 0,75cm/s de acordo com a literatura.
Tempo de retenção (t):
3. Digestor de lodo
A digestão do lodo pode dar-se de duas formas. A primeira forma se dá por fermentação ácida e 
é indesejável devido à lentidão com que se desenrola e a redução de lodo insignificante, além das 
características inconvenientes como odores desagradáveis e formação de espuma. A segunda forma 
se dá com a conveniente maturação do lodo resultando no desprendimento de gás carbônico, 
nitrogênio e, sobretudo metano. Não ocorre alteração de pH que permanece constantemente um 
pouco acima de sete. As reações são inodoras. É a denominada fermentação alcalina.
No caso a estação de tratamento de efluentes em questão o digestor escolhido será o digestor 
anaeróbio. As finalidades de um digestor anaeróbico são destruir ou reduzir a níveis previamente 
estabelecidos os microorganismos patogênicos; estabilizar substâncias instáveis e matéria orgânica 
do lodo; reduzir o volume de lodo através da liquefação, gaseificação e adensamento; dotar o lodo 
de características favoráveis a redução de umidade e permitir o uso posterior deste lodo como 
húmus ou condicionador de solos ou agente recuperador de solos degradados.
Características dos digestores
As características dos digestores visam a execução das seguintes operações:
• Digestão de lodo cru;
• Retenção e encaminhamento dos gases;
• Permitir a remoção do material resultante da liquefação e sua recondução para o processo;
• Permitir a remoção de lodo cru e sua condução para fase posterior de redução de umidade;
• Permitir recirculação de gases e/ou lodo de forma a acelerar a digestão;
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• Permitir ajustes de temperatura a fim de se obter temperatura de projeto;
No caso, foi escolhido um digestor de único estágio, cilíndrico com tampa fixa.
As vantagens em usar um digestor anaeróbico é o menor custo operacional, que em longo prazo 
pode compensar o maior custo de implantação quando comparado com o digestor aeróbico; a 
menor necessidade energética que o digestor aeróbico, em especial devido a preocupação com a 
crise energética; permite o reaproveitamento de gás, o que não ocorre em digestores aeróbicos e 
permite que a remoção de umidade de lodo nas etapas subseqüentes seja mais eficiente devido a 
melhor filtrabilidade.
Dimensionamento
Vazão de lodo (Ql):
Ql = Qs (L/h) x Vlodo (L/L) x Carga Horária (h/dia) = 83590 x 0,1 x 16 = 133744 L/dia
Onde:
Qs = vazão máxima de saída do tanque de equalização = 55,89 m3/h = 55890 L/h;
Vlodo = volume de lodo gerado nos decantadores = 100 ml de lodo/L de efluente
Massa de lodo em Kg/dia (ML):
Onde:
CS = concentração de sólidos no lodo = 1%
Diâmetro do Digestor:
Para digestor mecanizado com rapadores de fundo, a seção horizontal deverá ser circular.
Onde:
C = carga de sólidos adotados em 40 kg/m2dia.
Volume do lodo digestor por dia (Vdl):
Onde:
C’S = concentração de sólidos no lodo igual a 4% após a digestão = 40 kg/m3.
4. Leito de Secagem
Os lodos removidos dos esgotos nas estações de tratamento são normalmente submetidos ao 
processo de digestão. A digestão deste lodo é normalmente realizada por meios aeróbicos ou 
anaeróbicos, tendo a finalidade de dotar o lodo de um grau de tratamento técnico e economicamente 
viável à sua utilização ou disposição final, sem alterar, além dos parâmetros recomendáveis, as 
condições sanitárias favoráveis à proteção do meio ambiente que se pretende preservar. O 
tratamento da fase líquida e os processos de estabilização do lodo geram um material de alto teor de 
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umidade, tornando imperiosa sua desidratação caso haja necessidade de qualquer operação 
subseqüente do tratamento, tendo em vista ainda o transporte do lodo para qualquer fim.
Para estações de tratamento de médio e grande porte, utiliza-se equipamentos para secagem 
mecanizada, capazes de produzir um lodo seco, a que se chama de “torta de lodo”, com cerca de 20 
a 30% de teor de sólidos.
Entre as opções típicas tem-se:
• Filtros a vácuo;
• Filtros-prensa;
• Filtros de esteira;
• Centrífugas.
Na escolha do tipo de equipamento, os seguintes fatores principais devem ser estudados:
• Características típicas de equipamento;
• Facilidades ou dificuldades de operação e manutenção;
• Custo do equipamento;
• Consumo de energia;
• Local de destino final;
• Massa e volume produzido de torta seca
• Impactos ambientais; etc.
No caso do trabalho, foi escolhido um filtro-prensa de placa, que é um equipamento muito 
utilizado nessa desidratação do lodo, apresentando torta de matéria seca na ordem de 25 a 35%.
Na operação são utilizados cal e cloreto férrico ou polieletrólito, a depender do tipo de 
tratamento. O dimensionamento é feito em função do volume de lodo a ser desidratado. 
 
Dimensionamento
Volume diário de Lodo (V l):
Onde:
ML = massa do lodo
Cs = concentração da torta (adotada em 30%)
Capacidade do filtro-prensa (C):
Onde n é o número de ciclos por dia, sendo geralmente 4 ciclos.
6. Resultados e Discussões
Custo e Benefício
Para o tratamento proposto seria necessário estipular a área para a construção de todas as etapas 
dimensionadas, saber também o gasto de energia, além dos custos de implantação, seria o 
“investimento requerido para a proposta apresentada”.
 
Tabela 5 - Características dos sistemas de tratamento proposto.
Sistema de Tratamento Área (m2/hab) Custo de 
Implantação (US$/
hab)
Tratamento Preliminar < 0,001 2 – 8
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Tratamento Primário 0,03 – 0,05 20 – 30
Tratamento Secundário 0,30 – 0,45 40 – 70
Tratamento Terciário 2,0 – 5,0 10 – 30
Através do tratamento discriminado na tabela 5, pode-se estimar a eficiência de remoção de 
DBO, SS e óleos/graxas, fazendo uso de um balanço de massa que é exposto na tabela 6.
Tabela 6 - Balanço de massa de DBO, SS e óleos/graxas.
Etapas de Tratamento Eficiência na Remoção (%) Quantidade Final
DBO SS Óleos/graxas DBO 
(mg/L)
SS (mL/L) Óleos/graxas 
(mg/L)
Grade / Caixa de Areia 0 – 5 35 - 1516,2 198,25 200
Peneiramento 15 – 25 5 - 1137,15 188,34 200
Caixa de Gordura - - 85 1137,15 188,34 30
Tanque de Equalização - - - 1137,15 188,34 30
Decantador Primário 30 – 40 35 - 682,29 122,42 30
Filtro Biológico de Alta 
Carga
80 – 90 65 – 92 - 68,23 36,73 30
Filtro Biológico de Baixa 
Carga
85 – 93 65 – 92 - 4,77 11,02 30
Decantador Secundário 30 - 40 65 - 2,866 3,86 30
Para todas etapas de tratamento foi considerada a porcentagem de remoção máxima. Para a 
remoção de sólidos suspensos, considerou-se um valor de 70% de remoção nos filtros. 
Tabela 7 - Eficiência do tratamento proposto.
Parâmetros Efluente antes do tratamento Efluente depois do 
tratamento
Eficiência (%)
DBO 1.596,0 mg/l 2,866 mg/l 99,8
SS 305,0 mg/l 3,86 mg/l 98,7
Óleos/graxas 200,0 mg/l 30,0 mg/l 85
7. Conclusão
Pode-se concluir com o trabalho que o tratamento proposto foi satisfatório, visto que a 
eficiência da ETE (avaliando os três principiais parâmetros) DBO ficou dentro dos valores 
permitidos para lançamento do efluente em um corpohídrico de classe 2, sem nenhum dano ao 
mesmo, de acordo com a Resolução atualizada do CONAMA nº 430 de 2011 e a Portaria do 
Ministério da Saúde nº518 de 2004.
8. Referências Bibliográficas
• Imhoff, Klaus R.; Imhoff, Karl R., Manual de tratamento de águas residuárias, Edgard 
Blücher, São Paulo, 1986.
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• Nunes, José A., Tratamento físico-químico de águas residuárias industriais, 2ª edição, 
Editora J. Andrade, Aracaju, 1996.
• Jordão, E. P.; Pessoa, C. A., Tratamento de Esgotos Domésticos, 3ª edição, ABES, Rio de 
Janeiro, 1995.
• Braile, P.M., Cavalcanti, J.E.W.A, Manual de Tratamento de Águas Residuárias Industriais, 
São Paulo, 1979.
• Sperling, M.V., Introdução a Qualidade das Águas e ao Tratamento de Esgotos.
CETESB, Nota técnica sobre tecnologia de controle: Fabricação de cervejas e 
refrigerantes, NT- 24, CETESB, São Paulo, 1992.- 27p.
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