Desinfecção

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Centro de Educação Superior do alto Vale do Itajaí – CEAVI
Tratamento de Águas Residuárias - TAR
 
 									
Desinfecção de esgotos
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Profª. Suyanne A. L. Bachmann
 
 									
contextualização
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Implantação de processos de desinfecção:
Alto custo
Eficácia
Geração de compostos tóxicos
Como selecionar o método mais adequado??
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contextualização
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3
 
 									
desinfeção
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Natural
Artificial
Por meio de agentes físicos, químicos e/ou biológicos.
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Desinfecção – Natural
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Principais fatores que atuam como agente desinfetante: pH, temperatura, insolação (raios UV), escassez de alimento, organismos predadores, compostos tóxicos e elevada concentração de oxigênio dissolvido.
 
 									
Desinfecção – Natural
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Lagoas de maturação e polimento;
Disposição controlada no solo.
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Desinfecção – Natural
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Lagoas de maturação e polimento:
Agentes desinfetantes naturais: 
	- pH
	- temperatura
	- insolação
	- escassez de alimento
	- organismos predadores
	- elevados teores de oxigênio dissolvido (oxidação)
Cistos de protozoários e ovos de helmintos: sedimentação
Lagoas de maturação – remoção de patógenos
Lagoas de polimento – nomenclatura específica por realizarem polimento de reatores anaeróbios
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Desinfecção – Natural
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Protozoários
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Desinfecção – Natural
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Helmintos
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Desinfecção – Natural
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Vírus e Bactérias
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Desinfecção – Natural
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Disposição controlada no solo:
Remoção de nutrientes  absorvidos pelas plantas e incorporado aos solos;
Remoção de sólidos em suspensão;
Remoção de patógenos inativados por:
	- raios UV
	- dessecação
	- ação de predadores biológicos presente no solo
Nota: Eficiência de remoção: características do solo, taxa e frequência de aplicação.
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Desinfecção – Natural
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	Processo	Vantagens	Desvantagens
	Lagoas de maturação	Processo natural, sem mecanização
Não gera efeitos residuais prejudiciais
Operação simples
Pode ser realizado concomitantemente à estabilização da matéria orgânica	Necessita de grandes áreas
Tempo de detenção longo
Desempenho depende de fatores não controláveis
Produz algas em grandes quantidades
	Disposição no solo	Processo natural, sem mecanização
Não gera efeitos residuais prejudiciais
Operação simples
Pode ser realizado concomitantemente à estabilização da matéria orgânica	Necessita de grandes áreas
Desempenho depende de fatores não controláveis
Sensível a quantidade de SS no efluente
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Desinfecção – Artificial
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Agentes Químicos: 
 -Cloração
 -Ozonização
 
Agentes Físicos:
 -Radiação UV
 -Membranas
	- Ultrassom
	- Radiação Gama
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Desinfecção – Artificial
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Outros processos de desinfecção: 
	- cloraminas
	- permanganato de potássio
	- íon ferrato
	- ácido peracético
	- H2O2
	- dicloroisocianurato de sódio
	- sais de iodo
	- bromo
	- prata
	- processos oxidativos avançados
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Desinfecção – Ag. químicos
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Todos os agentes químicos utilizados para a desinfecção tem a função de controlar doenças de veiculação hídrica e inativar organismos patogênicos. (PROSAB) 
 
 									
Desinfecção – Ag. químicos
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Mecanismos de inativação microbiana:
Destruição ou desarranjo estrutural da organização celular;
Interferência no metabolismo energético (enzimas);
Interferência na biossíntese e no crescimento (síntese de proteínas).
Microorganismos resistentes
Destruição da parede celular, modificando funções de semi permeabilidade das membranas
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Cloro e derivados
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Desinfetante mais utilizado
Nas formas de: Cl2 (gasoso), Ácido hipocloroso (HOCl), Hipoclorito de sódio (NaClO) e Hipoclorito de cálcio (Ca(ClO)2)
Principal mecanismo: oxidação do material celular;
Relatos: inibição enzimática e danificação do material genético
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Cloro e derivados
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Reage formando:
Cloro residual livre
Cloro também reage com a matéria orgânica formando organoclorados e cloraminas
Capacidade de desinfecção:
			 HOCl > OCl- > cloraminas
Cloro residual (livre) reage com compostos diluídos ou em suspensão por oxidação, adição e/ou substituição.
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Cloro e derivados
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	Processo	Vantagens	Desvantagens
	Cloração	Tecnologia amplamente conhecida
Menor custo 
Cloro residual prolonga a desinfecção e indica a eficiência do processo
Efetiva e confiável para uma grande variedade de patógenos
Oxida compostos orgânicos e inorgânicos
Flexibilidade de dosagens	Cloro residual é tóxico; requer descloração;
Todas as formas de cloro são altamente corrosiva e tóxicas;
Reações com cloro  organoclorados
Aumenta os sólidos totais dissolvidos
Cloro residual é instável na presença de materiais que demandam cloro
Alguns patógenos são resistentes
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Cloração/descloração
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Principal desvantagem cloração  THM + toxicidade do cloro residual à biota aquática;
Descloração  reduzir os impactos ambientais.
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Cloração/descloração
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Processo de cloração/descloração:
Armazenagem
Medição de vazão
Dosagem de cloro
Tanque de contato
Dosagem de dióxido de enxofre
Disposição final
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Cloração/descloração
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	Processo	Vantagens	Desvantagens
	Cloração/ Descloração	Tecnologia bem desenvolvida
Efetiva e confiável para uma grande variedade de patógenos
Oxidação de certos compostos orgânicos e inorgânicos
Flexibilidade de dosagens	Requer add de produtos químicos para eliminar o cloro residual
Elimina o efeito residual da desinfecção com cloro
Gera subprodutos potencialmente perigosos
Aumenta os sólidos totais dissolvidos
Alguns patógenos são resistentes
 
 									
Ozônio (O3)
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Oxidante extremamente reativo;
Altamente bactericida;
Obtenção: Alta voltagem +câmara de gás;
Decomposição do O3 à O2 é rápida  geração “in loco” ;
Não há formação de THM.
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ozônio
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Dois mecanismos de desinfecção do O3 podem ocorrer:
Oxidação direta pelo O3 molecular: destruição total ou parcial da parede celular ocasionando à lise das células.
Oxidação pelos radicais livres hidroxilas produzidas durante a decomposição do ozônio: danos à constituintes do material genético.
pH baixos
pH elevados + UV ou add de H2O2
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Ozônio (O3)
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	Processo	Vantagens	Desvantagens
	Ozonização	Mais efetivo na destruição de vírus e bactérias que o cloro
Curto tempo de contato
Não gera residuais perigosos
Não resulta em crescimento de bactérias (exceto as protegidas por material particulado)
Gerado “in situ”, fácil armazenamento e manuseio
Eleva o oxigênio dissolvido no efluente tratado 	Baixas doses podem não ativar alguns vírus, esporos e cistos
Tecnologia mais complexa do que a desinfecção com cloro ou UV
O3 muito reativo e corrosivo
Não é econômico para esgotos com elevados teores de SS, DBO ou DQO
O3 irritante
Custo pode ser alto
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Desinfeção – Ag. físicos
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Os agentes físicos constituem métodos alternativos de desinfecção que tem por intuito substituir métodos químicos buscando minimizar a formação de THM e de outros subprodutos.
 
 									
Radiação uv
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Atua por mecanismos físicos, atingindo principalmente os ácidos nucléicos dos micro-organismos, impedindo que se reproduzam, promovendo reações fotoquímicas que inativam os vírus e as bactérias. 
Dimerização fotoquímica que duas bases timina. 
Faixa Germicida Ótima: 
245 -285 nm
A radiação UV pertence ao espectro eletromagnético e está situada na faixa de 40- 400 nm de comprimento de onda, ou seja entre os raios-x e a luz visível.
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Radiação uv
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Componentes do sistema:
Lâmpadas do tipo arco de mercúrio;
Equipamento de acionamento (elétrico);
Reator.
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Radiação uv
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Tipos de reatores:
Contato direto (tubos de quartzo para minimizar resfriamento da lâmpada)
Contato indiretoAmbos os casos  esgoto pode fluir perpendicular ou paralelamente às lâmpadas.
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Radiação uv
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	Processo	Vantagens	Desvantagens
	Radiação UV	A radiação UV é efetiva na inativação de vírus e esporos
Reduz os riscos de formação de subprodutos
Não confere residual
Simplicidade e baixo custo de manutenção
Tempo de contato reduzido
Menor espaço físico
	Baixas dosagens não inativam alguns vírus, esporos e cistos
Matéria dissolvida ou em suspensão reduz a intensidade de radiação quando esta atravessa a lâmina líquida;
Não confere residual à água distribuída (formação de biofilme nas tubulações).
Indicado para turbidez e cor real baixas.
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Membranas
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Patogênicos maiores que o tamanho dos poros.
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Membranas
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Vantagens:
Constitui barreira física aos microorganismos patogênicos;
Não introduz produtos químicos.
Desvantagens:
Alto custo.
Patogênicos maiores que o tamanho dos poros.
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Referências
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DI BERNARDO, L DANTAS, A. Métodos e técnicas de tratamento de água.Vol. 01 e 02. Editora RIMA 2005 – 2 ed. 
NATURALTEC. Ozônio Desinfetante do Ozônio. Disponível: <http://www.naturaltec.com.br/Desinfeccao-Ozonio.html> Acesso em: Set de 2014.
PROSAB. Métodos Alternativos de Desinfecção. Disponível em: <http://www.finep.gov.br/prosab/livros/LuizDaniel.pdf> Acesso em: Set de 2014.