trabalho Jose Nelson Gestao de Residuos Solidos Efleuentes e Emissoes Pim V

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José Nelson
RA: 2084524
Gestão de Resíduos Sólidos, Efluentes e Emissões
Os processos de Tratamento
Os processos de tratamento dos esgotos são constituídos por uma série de operações unitárias implementadas para a remoção de substancias indesejadas, ou para a modificação destas substancias em outras de forma razoável.
A extração dos poluentes no tratamento, de maneira a adequar o lançamento a uma qualidade almejada ou a um padrão de qualidade instituído pela legislação vigente, está associado aos conceitos de nível e eficiência de tratamento.
O tratamento dos esgotos é usualmente classificado por meio dos seguintes níveis; Preliminar, primário, secundário e terciário.
No tratamento preliminar, o objetivo principal é a remoção de sólidos grosseiros e de areia, através de mecanismos básicos de ordem física.
O tratamento primário destina-se, por meio de mecanismos básicos e de ordem física á retirada de sólidos fluentes (Graxas e óleos) e de sólidos em suspensão sedimentáveis e em decorrência parte da matéria orgânica.
No tratamento secundário, prevalecem os mecanismos biológicos, tendo como objetivo principal a remoção da matéria orgânica e, eventualmente, nutrientes ( nitrogênio e fósforo).
Já no tratamento terciário o objetivo é a remoção de poluentes específicos, ou ainda em remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário.
A retirada de nutrientes e de organismos patogênicos pode ser considerada como um elemento do tratamento secundário ou do tratamento terciário, em conformidade com o processo adotado.
Os Principais Processos de Tratamento de Esgotos Utilizados pela empresa Copasa são;
· Sistemas Anaeróbio : Que consiste em um tratamento realizado por bactérias que não necessitam de oxigênio para a sua respiração. Há três tipos muito comuns, o tanque séptico, o filtro anaeróbio e o reator UASB.
· Tanque Séptico : O inicio do processo constitui-se, basicamente em uma unidade onde se realizam, simultaneamente, diversas funções como a decantação, fiotação, sedimentação,desagregação e a digestão parcial dos sólidos (iodo) e da crosta constituída pelo material fiotante (espuma), sendo os tanques sépticos, reatores de fluxo horizontal,tendo iodo passivo em relação a fase liquida , o processo biológico acontece na fração liquida é de pouca importância. O fenômeno fundamental que ocorre sobre o efluente é de ação física através de decantação.
· Filtro Anaeróbios : Neste reator a matéria orgânica é fortalecida por meio de micro-organismos que se desenvolvem e ficam retidos nos interstícios ou aderidos ao meio suporte que formam o leito fixo( Geralmente pedras ou material plástico) pelo meio do qual os esgotos fluem. Sendo os reatores com fluxo através do lado ativo e com biomassa aderida, ou retida, no leito fixo.Os filtros anaeróbios podem ser de fluxo ascendente ou descendente. Podemos concluir então que nos filtros de fluxo ascendente, o leito é submerso e no fluxo descendente, podem trabalhar submersos ou não.
· Reator UASB : O inicio do processo no reator UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blankent) compõe-se na estabilização da matéria orgânica, anerobiamente, por micro-organismos que crescem dispersos no meio liquido. As partes superiores do reator UASB contem um separador trifásico, que apresentam uma forma cônica ou piramidal, possibilitando a saída do efluente clarificado, a coleta do biogás gerado no processo e a retenção dos sólidos dentro do sistema. Esses sólidos retidos formam a biomassa, que se mantém no reator por tempo suficientemente elevado para que assim a matéria orgânica seja degradada. O iodo extraído periodicamente do sistema já se encontra estabilizado, precisando apenas de secagem e disposição final. 
· Lagoas de Estabilização : São sistemas de tratamento biológico onde a estabilização da matéria orgânica é produzida pela oxidação bacteriana ( Oxidação aeróbia ou fermentação anaeróbia) e ou diminuição fotossintética das algas. Conforme a forma predominante pela qual se dá a estabilização da matéria orgânica, as lagoas geralmente são classificadas em ; facultativas, anaeróbias, aeradas ou de maturação.
· Reatores Aeróbios com Biofilmes: A matéria orgânica é consolidada por bactérias que crescem aderidas a um suporte ( comumente pedras ou material plástico). Existem sistemas nos quais a utilização de esgotos se dá na superfície, sendo o fluxo de esgoto descendente e havendo a necessidade de decantação secundaria;existem também sistemas submersos com introdução de oxigênio, com fluxo de ar ascendente, e fluxo de esgoto ascendente ou descendente.
· Filtro Biológico Percolador : Nestes reatores, a matéria orgânica é consolidada por via aeróbia por meio de bactérias que crescem aderidas a um meio de suporte, que pode ser formado de pedras, ripas, material plástico ou qualquer outro que proporcione a percolação do esgoto aplicado. Usualmente o esgoto é aplicado através de braços giratórios. O fluxo continuo do esgoto, em direção ao fundo do tanque, favorece o crescimento bacteriano na superfície do meio suporte, facilitando a formação de uma camada biológica, denominada biofilme. O contato do esgoto com a camada biológica possibilita a degradação da matéria orgânica. A aeração desse sistema é natural, transcorrendo nos espaços vazios entre os constituintes do meio suporte.
· Disposição no Solo : Os esgotos são empregues ao solo, fornecendo água e nutrientes para o crescimento das plantas. Parte do liquido é evaporada, e outra infiltra-se pelo solo, e o restante é absorvida pelas plantas. Em alguns sistemas, a infiltração no solo é elevada, e não efluente. Em outros sistemas, a infiltração é baixa, deixando o esgoto tratado (efluente) na extremidade oposta do terreno. Os tipos de disposição no solo mais utilizadas são: Infiltração lenta,infiltração rápida, infiltração Sub-superficial, escoamento superficial e terras úmidas construídas.
· Escoamento Superficial no Solo : Esse tipo de disposição/tratamento consiste na aplicação controlada de efluentes, permitindo o escoamento no solo, rampa abaixo, até atingir canais de coleta. A aplicação de ser intermitente.
· Lodos Ativados : Nesse processo um reator possui uma grande concentração de biomassa que permanece suspensa no meio liquido. Quanto mais bactérias houver em suspensão, maior será o consumo de alimento, ou seja, maior será a assimilação da matéria orgânica presente no esgoto bruto. A biomassa( bactérias) que se desenvolve no tanque de aeração, devido a sua propriedade de flocular, é removida por sedimentação em um decantador secundário, consentindo que o efluente saia clarificado. Para assegurar a elevada concentração de biomassa no reator, o iodo sedimentado é recirculado para a unidade de aeração. Este é o inicio básico do sistema de iodos ativados, havendo assim, dependendo das variantes, o decantador primário, o tanque de aeração, o decantador secundário e a elevatória de recirculação. Para a fase de tratamento solida e gasosa e dependendo da variante do processo, se faz necessário utilizar adensadores de iodo, digestores, desidratação mecânica e sistemas de coleta de gases que podem ser reutilizados como fontes energéticas dentro do processo de reaproveitamento da energia elétrica e térmica, utilizando o gás metano e o iodo na cogeração bem como a energia térmica na secagem do iodo.
· Flotação : É o processo onde o ar é dissolvido sob pressão no esgoto a ser tratado, em um tanque de pressurização, sendo em seguida liberado no tanque de flotação a pressão atmosférica. O ar liberado toma a superfície do tanque, carregando a matéria sólida, que tende a flotar. Essa matéria flutuante forma uma camada superior, que é raspada por um braço raspador apropriado e coleta nos dispositivos especiais para ser removida. Para auxiliar em alguns processos são utilizado produtos químicos para contribuir na formação dos flocos. 
· Ultravioleta : Este processo expressa com clareza a remoção de organismos patogênicos, se assemelhando ao processo de maturação das lagoas. O esgoto tratadoentra em uma das extremidades do reator, percorrendo um conjunto de lâmpadas ultravioletas e sai pela extremidade oposta. A energia ultravioleta é absorvida pelos micro-organismos causando de alterações estruturais no DNA que impedem a reprodução. A baixa concentração de sólidos é de grande importância para a eficácia do tratamento. 
· Tratamento e Disposição do Lodo : Sabemos que todos os sistemas de tratamento de esgotos produzem sub-produtos : escuma, material gradeado,areia, iodo primário e iodo secundário. O material gradeado, a escuma e a areia seguem para a disposição final em aterro sanitário. Entretanto os Iodos primários e secundários necessitam de tratamento antes da disposição final. O tratamento do Iodo possui basicamente dois objetivos: a diminuição de volume e a redução de teor de matéria orgânica. Para alcançar estes objetivos, o tratamento do Iodo usualmente inclui uma ou mais das seguintes etapas: O adensamento (adensadores por gravidade, flotadores por ar dissolvido, centrifugas e desaguadoras); Estabilização ( digestão anaeróbia/aeróbia, tratamento químico por alcalinização,secagem térmica por peletização); Desidratação ( leitos de secagem, centrifugas, prensas desaguadoras e filtros de prensa.
O Sistema de Esgoto
 O sistema de esgoto adotado pela empresa Copasa, é praticamente o mesmo utilizado em todo o Brasil, é classificado do tipo “ Separador Absoluto”. Este sistema compõe a veiculação do esgoto sanitário( domestico, industrial e infiltração) em um sistema independente denominado de sistema de esgoto sanitário. As águas pluviais são coletadas e transportadas em um sistema de drenagem pluvial totalmente independente.
Classificação dos Esgotos
· Doméstico : É constituído de efluentes produzidos em uma residência, em hábitos higiênicos e atividades fisiológicas, além de efluentes gerados em outros ambientes, cujas características físico- químicas sejam aquelas especificas ao esgoto residencial. 
· Não doméstico : É constituído de despejo liquido resultante de atividades produtivas ou de processos de industrias, de comércio ou de prestação de serviço, com características físico-químicas distintas do esgoto doméstico.
· Infiltração : Parcela adequada as águas do subsolo que penetram nas tubulações, por meio das juntas e órgãos acessórios. 
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Caracterização da Qualidade dos Esgotos
Sabemos que os esgotos domésticos contêm aproximadamente 99,9% (noventa e nove por cento) de água, e apenas 0,1% ( e zero virgula um por cento) de sólidos. E é devida a essa porcentagem de 0,1% de sólidos que ocorrem os problemas de poluição das águas. As peculiaridades dos esgotos gerados por uma comunidade são consequências dos usos a que a água foi submetida. Essa utilização e a forma com que são exercidos variam com o clima, os hábitos, a situação social e econômica da população. As características físicas dos esgotos podem ser representados pela obtenção das grandezas correspondentes a matéria sólida, temperatura, odor,cor e turbidez. Já as características químicas podem ser classificadas em dois grandes grupos; matéria orgânica e inorgânica, sendo os principais parâmetros utilizados os ; PH,DBO,DQO,Nitrogênio e fósforo. E as características biológicas dos esgotos são de grande importância no controle da poluição e no tratamento dos esgotos. Os principais organismos encontrados nos rios e esgotos são: as bactérias, os fungos, os protozoários, os vírus, as algas e grupos de plantas e de animais. O organismo mais empregado como indicador de poluição é do grupo das bactérias coliformes. 
Como Funciona o Sistema de Esgotamento Sanitário
O processo de esgoto doméstico e não domésticos produzidos são coletados dentro das nossas residências, comercio ou industrias por meio de tubulações hidráulico-sanitárias ( ramais internos) de responsabilidade do proprietário no PL (Poço Luminar) que fica localizado no passeio. Estas conduzem os esgotos para as ligações prediais que se interligam as redes coletoras através dos coletores secundários. O esgoto coletado nas redes escoa por gravidade, aproveitando no Maximo 75% ( setenta e cinco por cento) do diâmetro da tubulação. Sendo assim é necessário que as tubulações sejam implantadas com declividades adequadas para garantir o escoamento por gravidade e o arraste dos sólidos contidos nos esgotos.Já os coletores secundários conduzem os esgotos para os coletores tronco.
O coletor tronco é o coletor principal, que recebe a contribuição dos coletores secundários, levando os efluentes para um interceptor ou emissário. O interceptor é uma tubulação que recebe os coletores no decorrer de sua extensão, não recebendo ligações prediais diretas. E o emissário é uma tubulação que transporta os esgotos a um destino (estação de tratamento, lançamento final,elevatória) sem receber nenhuma contribuição ao logo de sua extensão. Em alguns casos são necessárias as estações elevatórias, que objetivam a transparência dos esgotos de uma parte mais baixa para outra para outra mais alta, ou a transposição de sub-bacias através de bombeamento. As unidades anteriores se reservam ao transporte dos esgotos para a estação de tratamento, onde ocorrerá a depuração dos esgotos para possibilitar assim o retorno aos corpos d/água.
Problemas encontrados na Operação dos Sistemas
· Resíduos Sólidos: Quando lançados indevidamente nas redes de esgoto, resultam em inúmeros problemas operacionais, pois entopem a tubulação e impedem a passagem do esgoto e podem interferir nos processos de tratamento de esgotos.
· Águas de Chuva: As águas das chuvas interligadas indevidamente nas redes de esgoto estimulam um aumento muito considerável da vazão nas tubulações. E devido tais tubulações não serem dimensionadas para conduzirem está vazão aumentada, pode ocorrer problemas de refluxos em imóveis, extravasamentos e até o rompimento de redes nas vias públicas. 
Problemas de Saúde Pública
· Descarte de esgoto a céu aberto : Os esgotos lançados a céu geram uma fonte continua de transmissão de doenças de veiculação hídrica.
· Disposição Final dos Esgotos em Fossas Negras ou Secas : é uma fonte de poluição, pois a disposição dos esgotos em fossas secas e negras contaminam os corpos d’água e o solo. É imprescindível destacarmos que algumas prefeituras já exigem que todos os imóveis que possuam rede de esgoto disponível sejam interligados ao sistema, eliminando qualquer possibilidade de lançamento ou disposição inadequada. 
A Copasa está implementado na ETE( Centro de Tratamento Esgoto) de Ibirité, o reaproveitamento do gás metano e do Iodo como combustíveis, com o intuito de gerar energia elétrica e térmica a partir da alimentação de sistemas de secagem térmica do Iodo e motores a combustão, que permitirão a maior produção de gás metano, redução do volume das unidades de digestão do Iodo, e consequentemente o aumento da produção de energia elétrica e térmica para o auto consumo da planta.
ETE SUSTENTÁVEL
No processo de tratamento de esgoto são produzidos alguns subprodutos como o biogás, Iodo e efluentes final tratado. A utilização ou destinação desses subprodutos demonstra a importância tanto econômica como ambiental.Uma má disposição pode gerar poluição atmosférica e também corpos d’água .Alem disso, esses subprodutos demonstram um valor energético( Gás e Iodo). O efluente tratado também poder ser aproveitado para atividades como agricultura e o uso industrial no resfriamento de maquinas, ao invés de ser lançado em corpos receptores.
Podemos concluir assim que uma ETE em que se considera uma melhor utilização e aproveitamento desses subprodutos é chamada de ETE sustentável.
Aproveitamento do Biogás
O Centro de Pesquisa e Treinamento em Saneamento UFMG / COPASA – CePTS teve suas primeiras unidades implantadas em 2002 e é decorrente de um convênio entre a Copasa MG e o Departamento de Engenharia Sanitária – DESA da UFMG, que visa a realização de pesquisas de Mestrado e Doutorado. Localizado junto à ETE Arrudas, em Belo Horizonte, caracteriza-se como um dos mais importantes centros de pesquisae treinamento da América Latina, abrigando diversas unidades de pesquisa que recebem o esgoto in natura do município e executam o tratamento em diferentes níveis e modalidades. As pesquisas buscam o desenvolvimento de novas alternativas e configurações de unidades de tratamento de esgotos, lodo e biogás, bem como a otimização de parâmetros de dimensionamento e de operação
Com uma visão inovadora a Copasa MG implantou na ETE( Estação Tratamento Esgoto) Arrudas um sistema de cogeração de energia, composto basicamente de armazenamento do biogás, tratamento e condução do gás tratado para três conjuntos de quatro microturbinas de 200 KW cada, concluindo uma instalação total de 2,4 MW de potencia instalada. A energia produzida nessa pequena central termelétrica é utilizada integralmente na própria planta, sendo capas de gerar uma potencia firme e capas de supri cerca de 90% da necessidade da estação. O calor dos gases de exaustão das microturbinas é conduzido para trocadores de calor gás- água e água-Iodo, de forma a aquecer o Iodo proveniente dos biodigestores, num circuito fechado, elevando a temperatura média no interior dos mesmos, otimizando a digestão e aumentando a produção do biogás que alimenta as microturbinas.
Na ETE Betim Central, a energia oriunda do biogás gerado nos reatores UASB é utilizada para alimentar o secador de lodo, reduzindo assim a umidade do mesmo, bem como seu volume. Dessa maneira, as despesas com transporte e o volume para a disposição final do lodo seco são menores do que quando se transporta e dispõe um lodo úmido.
O biogás gerado na ETE Ibirité também será aproveitado para a secagem do lodo produzido nessa planta. A energia residual oriunda do biogás será utilizada para a alimentação da ETE.
A figura abaixo apresenta o fluxograma da geração de energia na ETE Ibirité.
 
Aproveitamento do Efluente Tratado
Frequentemente, o efluente final tratado em uma estação de tratamento de esgotos é lançado em um corpo receptor. Todavia, esse efluente pode ser utilizado para outros fins, como na indústria e na agricultura. Assim, a utilização do efluente tratado em outras atividades oferece oportunidades de natureza econômica, ambiental e social, ainda mais em casos de escassez de água, podendo esta utilização se tornar uma real necessidade. Para que o influente final tratado possa ser utilizado em outra atividade, é necessário que o mesmo atenda aos critérios definidos pela legislação vigente, que caracteriza o padrão de efluente que pode ser utilizado para fins agrícolas e florestais; urbanos; ambientais; industriais e na aquicultura. Parte do efluente tratado na ETE Ibirité será vendido para Petrobras (industria, que), que fará uso para o resfriamento de maquinas, e parte já está sendo reutilizada na própria planta da ETE. Assim sendo o esgoto está sendo tratado a nível terciário, proporcionando a desinfecção do mesmo.
 Aproveitamento do Iodo
Normalmente, o lodo gerado numa estação de tratamento de esgoto é desidratado e encaminhado para ser disposto em aterro sanitário. Este tipo de disposição além de gerar custos de transporte, entre outros, não leva em consideração o potencial energético que o lodo apresenta. lodo da ETE Ibirité será utilizado de forma diferente. A Copasa utilizará o potencial energético desse subproduto para a geração de energia. Essa destinação do lodo trará uma série de benefícios ambientais e econômicos, com uma maior sustentabilidade ao projeto como um todo, dentre os quais podemos citar:
· Eliminação do custo de disposição e transporte do Iodo;
· Redução do impacto ambiental;
· Redução dos custos energéticos;
· Organização de Recursos.
O lodo gerado na planta será desidratado por meio de centrífugas, e seco por meio da energia oriunda do biogás e também da oriunda da própria queima do lodo.