Aula 2 - Tratamentos de água e efluentes sólidos

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Tratamento de Água, Efluentes e Resíduos Sólidos
Engenharia Civil e Engenharia Ambiental e Sanitária
Profa. Dra. Mariana S. G. Silva
Água, Poluição e Saneamento Ambiental
O QUE É POLUIÇÃO HÍDRICA?
“É qualquer alteração nas características físicas,
químicas e/ou biológicas das águas, que possa constituir
prejuízo à saúde, à segurança e ao bem estar da
população e, ainda, possa comprometer a fauna
ictiológica e a utilização das águas para fins recreativos,
comerciais, industriais e de geração de energia”
(CONAMA).
O que é Fauna
Fauna é um substantivo feminino que define um conjunto de animais de
convivem em um determinado espaço geográfico ou temporal.
A Floresta Amazônica representa uma das mais diversificadas faunas do
planeta, com mais de 7 milhões de km2, sendo que 60% pertencem ao
território brasileiro.
A fauna está relacionada com a biodiversidade, ou seja, uma extensa
variedade de seres vivos, sejam animais ou plantas. A biodiversidade é a
responsável em estabelecer o equilíbrio da vida em nosso planeta.
• Existem vários tipos de fauna, que variam a partir das diferentes regiões
da Terra, no entanto, podemos dividir essas variações de faunas em dois
grandes grupos:
• a "fauna doméstica", animais que necessitam da intervenção humana
para se alimentar / sobreviver / desenvolver,
• e a "fauna silvestre", quando os animais não precisam dos seres
humanos para se alimentar ou se desenvolver.
Entre as inúmeras variações de fauna, 
destaca-se:
•Fauna Sinantrópica: animais que vivem
próximo dos seres humanos. São característicos
por transmitirem doenças ou ameaças aos
humanos.
Entre as inúmeras variações de fauna, 
destaca-se:
•Fauna Marítima: formada por
animais que habitam mares e
oceanos
Entre as inúmeras variações de fauna, 
destaca-se:
•Fauna Ictiológica: formada por peixes
O QUE CAUSA POLUIÇÃO HÍDRICA?
O QUE CAUSA A POLUIÇÃO HÍDRICA?
• Crescimento populacional
• Taxa de urbanização
• Taxa de fecundidade
• Desenvolvimento
industrial
• Produção agrícola
Crescimento populacional
Urbanização 
METRÓPOLE 
NACIONAL
METRÓPOLE 
REGIONAL
CENTRO 
REGIONAL
CENTRO 
LOCAL
VILAS
Taxa de fecundidade
• É uma estimativa do número médio de filhos que uma mulher teria até o fim
de seu período reprodutivo, mantidas constantes as taxas observadas na
referida data. Também pode ser definida como: o número médio de filhos
por mulher em idade fértil, ou seja, de 15 a 49 anos, de acordo com o IBGE
Desenvolvimento industrial
• Desenvolvimento da indústria e seus despejos complexos;
Aumento da produção agrícola
• Aumento da produção
agrícola, que resulta numa
carga mais pesada de
pesticidas e fertilizantes no
ambiente.
QUANTO NÓS TEMOS DE ÁGUA NO PLANETA?
Afinal, quanta água temos no planeta?
SPERLING, E. Von. Afinal, Quanta água temos no Planeta? RBRH – Revista Brasileira de Recursos Hídricos. v. 11,
n.4, Out/Dez 2006, 189-199.
água salgada
97%
água doce
3%
geleiras
65%
água 
subterrânea
34%
lagos
1%
%
geleiras 65,484
água subterrânea 33,790
lagos 0,563
umidade do solo 0,125
atmosfera 0,032
rios 0,003
organismos 0,002
Distribuição do consumo de água no planeta
Bacia hidrográfica
• Uma bacia hidrográfica ou bacia de drenagem de um curso de água é o conjunto
de terras que fazem a drenagem da água das precipitações para esse curso de
água e rios menores que desaguam em rios maiores (afluentes).
• A formação da bacia é feita através dos desníveis dos terrenos que orientam os
cursos da água, sempre das áreas mais altas para as mais baixas.
CICLO DA ÁGUA
Qualidade da água
• Critério estético 
• Critérios Sanitários
• Critérios econômicos
Critério estético
• Características físicas
• Turbidez
• Sólidos suspensos
• Etc...
Critério sanitário
• Patógenos
Critério econômico
USO DA ÁGUA
• Consuntivos
– abastecimento humano
– dessedentação de animais
– indústria
– irrigação
• Não consuntivos
– geração de energia elétrica 
– recreação/lazer
– harmonia paisagística
– conservação da flora e fauna
– navegação
– pesca
– diluição de despejos
Usos da água
CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUAS
RESOLUÇÃO CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005;
 Esta nova resolução substitui a 020/86 e apresenta 38 definições de corpos de águas, suas 
classificações qualitativas, composições e usos múltiplos.
 Art.3º As águas doces, salobras e salinas do Território Nacional são classificadas, segundo a
qualidade requerida para os seus usos preponderantes, em treze classes de qualidade.
 As águas doces são classificadas segundo sua qualidade em treze classes.
Cabe aos órgãos ambientais dos estados, territórios e Distrito Federal efetuar,
não só o enquadramento dos corpos de água no âmbito das classes
preconizadas pela Resolução CONAMA n0. 357/05, como exercer atividade
orientadora, fiscalizadora e punitiva junto às fontes de poluição que possam
alterar os valores dos padrões de qualidade das águas da classe estabelecida
para o corpo d’água receptor.
APLICAÇÃO DE UMA LEGISLAÇÃO
O que está sendo feito com os corpos hídricos?
PRINCIPAIS FONTES DE POLUIÇÃO HÍDRICA
•Esgoto doméstico
•Despejo industrial
•Águas de chuva
•Infiltração (aterro, agricultura)
ESGOTO DOMÉSTICO
DESPEJO INDUSTRIAL
SUBSTÂNCIAS TÓXICAS E EFEITOS
• Hg  Letal aos seres vivos  Hidrargismos que afeta SNC (metil mercúrio)
• Cd Lesões nos rins e outras doenças
• Cr  Lesões no tecido e Câncer
• NO2, NO3Meta hemoglobinemia
• Outros CN, Pb, Fenóis, Pesticidas, etc. 
ÁGUA DE CHUVA
INFILTRAÇÃO - ATERRO
INFILTRAÇÃO - AGRICULTURA
Fontes poluidoras
Águas superficiais:
• Esgoto doméstico;
• Efluentes industriais;
• Águas pluviais, carreando
impurezas do solo ou contendo
esgotos lançados nas galerias;
• Resíduos sólidos (lixo);
• Pesticidas;
• Fertilizantes;
• Detergentes;
• Precipitação de poluentes
atmosféricos (sobre o solo ou a
água);
• Alteração nas margens dos
mananciais, provocando
carreamento do solo, como
conseqüências da erosão.
Águas subterrâneas:
Infiltração de:
– esgotos a partir de sumidouros ou
valas de infiltração (fossas sépticas);
– esgotos depositados em lagoas de
estabilização ou em outros sistemas
de tratamento usando disposição no
solo;
– esgotos aplicados no solo em
sistemas de irrigação;
– águas contendo pesticidas,
fertilizantes, detergentes e poluentes
atmosféricos depositados no solo;
– outras impurezas presentes no solo;
– águas superficiais poluídas;
– Vazamento de tubulações ou
depósitos subterrâneos;
– Percolação do chorume resultante de
depósitos de lixo no solo;
– Resíduos de outras fontes:
cemitérios, minas, depósitos de
materiais radioativos.
CLASSIFICAÇÃO DE FONTES 
POLUIDORAS
ouPontual
Descarga de efluentes a partir
de indústrias e de estações
de tratamento de esgoto
São bem localizadas, fáceis
de identificar e de monitorar
Difusa
Escoamento superficial urbano,
escoamento superficial de áreas
agrícolas e deposição atmosférica
Espalham-se por toda a cidade,
são difíceis de identificar e tratar
Poluentes 
Poluente Origem Efeito Indicador de 
Poluição
Método de 
Análise
Matéria
Orgânica
Esgotos domésticos
E alguns efluentes 
industriais (alimentos, 
papel, têxtil, etc.)
Reduz oxigênio 
dissolvido. Causa 
mudanças na fauna 
e flora.
DBO, DQO
(mg O2/l)
Teste de 
DBO, OD e 
DQO.
Óleos Vazamentos de tanques 
de estocagem, efluentes 
de postos e oficinas. 
Impede a absorção 
de oxigênio. É 
tóxico pra animais 
e plantas.
Óleos e 
graxas (mg/l)
Técnica do 
infravermelho
.
Sólidos 
(em
Suspensão e
Sedimentável)
Esgotos domésticos e 
alguns efluentes 
industriais (argila, 
carvão etc.)
Aumento da 
turbidez, 
diminuição da 
penetração da luz. 
Causam 
assoreamento.
SS – sólidos 
em 
suspensão.
RS –
Resíduo 
sedimetável 
Método da 
turbidemétrico
, gravimétrico 
(SS).
Poluente Origem Efeito Indicador de 
Poluição
Método de 
Análise
Temperatura Água de 
resfriamento 
industrial
Elevação da 
temperatura,reduzindo o nível de 
OD, aumento da 
atividade química e 
biológica.
Temperatura 
(ºC)
Termômetro de 
mercúrio, 
infravermelho, 
etc.
Nitrato Uso de 
fertilizantes, 
efluentes de 
ETE, percolação 
em lixões.
Causa crescimento 
das algas e plantas 
aquáticas daninhas 
que contribui para 
eutrofização das 
águas.
NO3 –
nitratos 
(mg N/l)
Método 
espectrofotomé
trico
Fosfato Uso de 
fertilizantes e 
detergentes 
fosfatados. 
Industria de 
alimentos. 
Eutrofização das 
águas.
PO4 –
fosfatos (mg 
P/l)
Método 
espectrofotomé
trico
Poluente Origem Efeito Indicador de 
Poluição
Método de 
Análise
Bactérias Esgotos domésticos, 
hospitalares, etc.
Poluição fecal. 
Bactérias patogênicas 
encontradas nos 
esgotos causam 
doenças diversas.
IC – índice 
de 
coliformes 
(nº de 
coli/100ml)
Método NMP, 
PP e 
membrana 
filtrante.
Ácidos e 
álcalis
Despejos industriais, 
chuva ácida, 
escoamento em 
solos ácidos ou 
alcalinos
Tóxico paraa vida 
aquática. Interfere na 
atividade química e 
biológica.
pH –
potencial 
hidrogeniôni
co
Métodos 
colorimétrico 
e 
potenciométr
ico
Metais Agrotóxicos, 
despejos industriais, 
chumbo das 
canalizações.
Tóxico. Acumula-se 
nos ossos (chumbo) 
no sistema nervoso 
(mercúrio), etc. 
reduzem a capacidade 
de autodepuração das 
águas.
Metais 
(mg/l)
Espectofotô
metro de 
absorção 
atômica.
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA
• Bacteriana -> Contato com dejetos humanos portadores de organismos
patogênicos, por via direta e por esgotos sanitários.
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA
• Orgânica -> Recebimento de
grande quantidade de
matéria orgânica,
proveniente de esgotos
domésticos ou industriais;
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA
• Orgânica -> Os esgotos
domésticos, muitos tipos de
resíduos industriais, os dejetos
agrícolas e especialmente os
pecuários, são constituídos
preponderantemente de
matéria orgânica, elemento
que serve de alimento aos
seres aquáticos, sejam peixes,
sejam bentos, plâncton,
bactérias, etc
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA
Orgânica -> quanto maior o volume de matéria orgânica – esgotos – for lançado em um corpo
d’água, maior será o consumo (demanda) de oxigênio usado na respiração dos seres aquáticos (em
especial, das bactérias decompositoras).
Quando todo o oxigênio se extingue, as bactérias e outros seres que dependem do oxigênio para a
respiração também são extintos e em seu lugar surgem outros seres microscópicos capazes de se
alimentar e “respirar” na ausência do oxigênio.
CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA
Química -> Presença de substâncias
provenientes de processos industriais, uso de
pesticidas e de fertilizantes.
Térmica -> Elevação da temperatura da água aos
receber despejos com temperatura elevada
provenientes de destilarias, usinas atômica, etc.
Radioativa -> Recebimento de descargas
radioisótopos de usinas nucleares.
CARGA POLUIDORA
A carga poluidora de um efluente gasoso ou líquido é a expressão da quantidade de poluente lançada pela
fonte. Para as águas, é freqüentemente expressa em DBO ou DQO; para o ar, em quantidade emitida por
hora, ou por tonelada de produto fabricado" (Lemaire & Lemaire, 1975).
DBO (DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO)
Refere-se à quantidade oxigênio necessária para estabilizar, por processos 
bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea.
DBO5 (DBO5 ou DBO20) 
Teste padrão  Medida a 5 dias (20º C)
Dia 0 Dia 5 
OD = 7 mg/L OD = 3 mg/L 
DBO = 7 – 3 = 4 mg/L 
Finalidades do teste
Visualização da taxa de degradação do despejo ao longo do tempo
Visualização da taxa de consumo de oxigênio ao longo do tempo
Critério para dimensionamento da maioria dos sistemas de tratamento de esgotos e legislação ambiental 
são baseados nesse parâmetro 
DQO (DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO)
Refere-se à quantidade oxigênio necessária para estabilizar, por meio de um oxidante 
em meio ácido (processo químico), a matéria orgânica carbonácea 
Algumas vantagens do teste:
teste é realizado em 2 a 3 horas
teste não afetado pela nitrificação
Algumas limitações do teste:
refere-se a matéria orgânica biodegradável + inerte
não é possível visualizar a degradação do despejo ao longo do tempo
constituintes inorgânicos podem ser oxidados e interferir no resultado
RELAÇÃO ENTRE DQO E DBO
DQO/DBO  varia com o tipo de efluente e à medida que o esgoto passa pelas
diversas unidades da ETE
DQO/ DBO 
elevada  fração inerte elevada
baixa  fração biodegradável elevada
Esgotos domésticos brutos DQO/DBO entre 1,7 a 2,4
EQUIVALENTE POPULACIONAL
EQUIVALENTE POPULACIONAL
• É um importante caracterizador que relaciona a poluição orgânica gerada
por despejos industriais em função da quantidade média de detritos
produzidos diariamente por uma pessoa;
• Essa ordem de grandeza é e chamada de EQUIVALENTE
POPULACIONAL (EP)
EQUIVALENTE POPULACIONAL
• Assim, quando se diz que uma indústria tem um equivalente populacional de 20.000
habitantes, equivale a dizer que a carga de DBO do efluente industrial corresponde à
carga gerada por uma localidade com população de 20.000 habitantes.
• A fórmula para o cálculo de equivalente populacional de DBO é:
• Pela literatura internacional o valor adotado para a contribuição de DBO é de 54
gDBO/hab.dia.
Quanto lixo produzimos por dia?
Se uma pessoa produz, uma média de 583g/dia de lixo, isso significa
cerca de 212,8 kg/ano. Ao longo de um vida de 70 anos será
aproximadamente 15 toneladas. Corresponde a um EP = 33 bois = 17,6
carros populares.
• Considerando que o Brasil tinha 190.755.000 habitantes em 2010, e
que cada habitante produz 583g/dia de lixo, isso corresponde a
geração de 111.210 toneladas/dia ou 40.591.710 toneladas/ano.
Tipo de Indústria Quantidade produzida ou processada /dia EP (hab)
Cervejaria 1.000 litros de cerveja 1.500
Curtume 1 Tonelada de peles 2.500
Matadouro 1 Tonelada de peso em pé 300
Celulose 1 Tonelada de Celulose 5.000
Usina de Álcool 1 Tonelada de cana (65 litros de álcool) 400
Granja de Galinhas 10 aves abatidas 2
Laticínios 1000 litros de leite 200
Lavanderia 1 Tonelada de roupas 700
EQUIVALENTE POPULACIONAL PARA VÁRIOS TIPOS DE INDÚSTRIAS
Fonte: Manual de Tratamento de Águas Residuárias
Exemplo
Calcular o Equivalente Populacional (EP) de uma indústria que possui a vazão de 120 
m3/d e concentração de DBO de 2.000 mg/l.
A carga de DBO é:
O EP é:
Assim, os despejos industriais deste indústria possui um potencial poluidor (em termos 
de DBO) equivalente a uma população de 4.444 habitantes.
DESAFIO 1
Calcular carga (kgDBO/dia), EP (hab), vazão de esgoto (m3/dia) e concentração de 
DBO (mg/l = g/m3).
Adotar: 
3,0 kgDBO/boi abatido (1 boi= 2,5 porcos)
2,0 m3/boi abatido (1 boi = 2,5 porcos)
RESOLUÇÃO DO EXERCÍCIO
AUTODEPURAÇÃO
AUTODEPURAÇÃO DAS 
ÁGUAS
Características das zonas de autodepuração
Zona de Degradação:
• Início  ponto de lançamento dos despejos;
• Água turva (cor acinzentada);
• Precipitação de partículas  lodo no leito do corpo d’água;
• Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica);
• Redução da concentração de oxigênio dissolvido;
• Limite da 1ª zona  concentração de oxigênio atinge 40% da
concentração inicial;
• Não há odor;
• Presença de oxigênio não permita a decomposição aneróbia.
Zona de Decomposição Ativa:
• Início  oxigênio atinge valores inferiores a 40% da concentração de saturação;
• Água  cor cinza-escura, quase negra;
• Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição anaeróbia;
• Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia, gás sulfídrico, etc);
• Oxigênio dissolvido  pode zerar ou “ficar negativo”;
• Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;
• Ambiente fétido e escuro;
• Oxigênio passa a ser reposto  ar atmosférico ou fotossíntese;
• População de bactérias  decresce;
• Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio p/ os peixes);
• Fim da 2ª zona  oxigênio elevar-se a 40% da conc. de saturação.
Característicasdas zonas de autodepuração
Zona de Recuperação:
• Início  40% de oxigênio de saturação;
• Término  água saturada de oxigênio;
• Água  mais clara e límpida;
• Proliferação de algas que reoxigenam o meio;
• Amônia  oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam o meio,
favorecendo a proliferação de algas);
• Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de insetos,
vermes, etc., que servem de alimentos p/ os peixes);
• Diversificação da biocenose.
Características das zonas de autodepuração
Zona de Águas Limpas:
• Água  características diferentes das águas poluídas;
• Água encontra-se “eutrófica”;
• Não é limpa, devido a presença das algas (cor verde);
• Água  recuperou-se, melhorou suas capacidade de produzir
alimento protéico (piorou no quesito de potabilidade);
• Péssimo aspecto estético;
• Grande assoreamento nas margens;
• Invasão de plantas aquáticas indesejáveis.
Características das zonas de autodepuração
EUTROFIZAÇÃO
EUTROFIZAÇÃO
• A eutrofização é o crescimento excessivo das plantas aquáticas, tanto planctônicas quanto
aderidas, a níveis tais que sejam considerados como causadores de interferências com os
usos desejáveis do corpo d’água (Thomann e Mueller, 1987).
• O principal fator de estímulo é um nível excessivo de nutrientes no corpo d’água,
principalmente nitrogênio e fósforo.
• O nível de eutrofização está usualmente associado ao uso e ocupação do solo predominante
na bacia hidrográfica.
Consequências da eutrofização 
• Problemas estéticos e recreacionais.
• Diminuição do uso da água para recreação, balneabilidade e redução geral na atração
turística devido a:
• Frequentes florações das águas
• Crescimento excessivo da vegetação
• Distúrbios com mosquitos e insetos
• Eventuais maus odores
• Eventuais mortandades de peixes
Consequências da eutrofização 
Excesso de 
nutrientes
Aumento de 
biomassa
Redução de 
aeração
Morte de 
organismos 
sensíveis
Aumento 
de DBO
Condições 
anaeróbias Predomínio de 
bactérias 
anaeróbias e 
facultativas no 
fundo do lago. 
Ocorrência de 
uma estreita 
camada 
superficial de 
alas e 
macrófitas
BACTÉRIAS
• ANAERÓBIAS: não vivem na presença de oxigênio, realizando apenas
fermentação de compostos orgânicos para obtenção d energia. Ex.: bacilo do
tétano e várias espécies de sulfobactérias.
• AERÓBIAS: realizam normalmente a respiração celular para a obtenção de
energia contida nas moléculas orgânicas. Ex.: maioria das bactérias
heterotróficas.
• ANAERÓBIAS FACULTATIVAS: respiram na presença de oxigênio e na sua ausência,
realizam fermentação. Ex.: várias heterotróficas.