Tratamento de Efluentes Líquidos

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Todas as cidades produzem suas águas residuárias, também denominado de esgoto urbano, que tem características similares com alto poder de poluição. Estes resíduos necessitam de tratamento e disposição final adequada a fim de não comprometerem o meio ambiente e a saúde pública.
Um dos principais métodos de abordagem para definir qual processo será utilizado no tratamento dos efluentes líquidos na fonte geradora é a avaliação desses efluentes e o custo-benefício do tratamento. Muitos processos podem ser evitados dependendo da poluição desses efluentes. O custo-benefício sempre é avaliado e é fundamental que as indústrias que lançam resíduos de suas produções ou da limpeza de suas instalações planejem soluções para o tratamento ou condicionamento desses efluentes gerados.
Esquema da composição de uma estação de tratamento de efluentes completa
FASES DO TRATAMENTO 
1. Pré-Tratamento:
     No primeiro conjunto de unidades, designado por pré-tratamento ou tratamento preliminar, que se destina principalmente a remoção de sólidos grosseiros e areia, o esgoto é sujeito aos processos de: 
· separação grosseira dos sólidos, gradagem ou gradeamento (composto por grades grossas, grades finas e/ou peneiras rotativas ou trituradores
Fig: grades dispostas numa ETE
· desarenamento nas caixas de areia;  
Fig: Caixas de areia
· desengorduramento nas chamadas caixas de gordura ou em pré-decantadores. Nesta fase, o esgoto é preparado para as fases de tratamento subsequentes, podendo ainda ser necessário um pré-arejamento ou uma equalização (mistura e fluxo constante) tanto de cargas poluentes como de vazões. A remoção desse material retido pode ser manual ou mecanizada. Além destas unidades de remoção, inclue-se também uma unidade de medida de vazão, geralmente em uma calha parshall (ex. calha de dimensões padronizadas), onde o valor medido do nível do líquido pode ser correlacionado com a vazão. 
2. Tratamento Primário 
Apesar do esgoto apresentar ligeiramente aspecto mais razoável após o pré-tratamento, possui ainda, praticamente inalteradas, as suas características poluidoras. Inicia-se então o tratamento propriamente dito. A primeira fase de tratamento é designada por tratamento primário, onde a matéria poluente pode ser separada da água por sedimentação. Após o tratamento primário, a matéria poluente que permanece na água é de reduzida dimensão, normalmente constituída por colóides (pequenas partículas), não sendo por isso passível de ser removida por processos exclusivamente físico-químicos.  Sendo necessária a inclusão de uma etapa biológica. A eficiência de um tratamento primário pode chegar a 60% ou mais, dependendo do tipo de unidade de tratamento e da operação da estação. São comuns: decantador primário, tanque imhoff ou fossa séptica.
Fig.: Esquema de um decantador
3. Tratamento Secundário
 Neste tipo de tratamento predomina a etapa biológica onde a remoção da matéria orgânica ocorre por reações bioquímicas realizadas pelos microrganismos. Geralmente consistem em reatores do tipo lagoas de estabilização, lodo ativado, filtro biológico ou variantes. Estes reatores são normalmente constituídos por tanques (de formas variadas) com grande quantidade de microrganismos aeróbios ou anaeróbios. O efluente do reator contém ainda matéria orgânica remanescente e grande quantidade de microrganismos, sendo muitas vezes necessário um tratamento terciário. A eficiência de um tratamento secundário pode chegar a 95% ou mais, dependendo da operação da ETE. Os microrganismos sofrem posteriormente um processo de sedimentação nos designados sedimentadores (decantadores) secundários. Finalizado o tratamento secundário, as águas residuárias tratadas apresentam um reduzido nível de poluição por matéria orgânica, podendo na maioria dos casos, serem admitidas no meio ambiente receptor.
Fig.: Esquema de lagoas de digestão 
4. Tratamento Terciário
 Normalmente antes do lançamento final no corpo receptor, é necessário proceder à desinfecção das águas residuárias tratadas para a remoção dos microrganismos ou, em casos especiais, à remoção de determinados nutrientes, tais como o nitrogênio e fósforo, que podem potencializar, isoladamente e/ou em conjunto, a degradação dos corpos d’água. Essa etapa de remoção de microrganismos e nutrientes do esgoto chama-se tratamento terciário. 
As formas de tratamento terciário são: 
1)    Desnitrificação: 
Requer condições anóxicas (baixa concentração de oxigênio) para que as comunidades biológicas apropriadas se formem. A desnitrificação é facilitada por um grande número de bactérias. Métodos de filtragem em areia, lagoa de polimento, etc. pode reduzir a quantidade de nitrogênio. O sistema de lodo ativado, se bem projetado, também pode reduzir significante parte do nitrogênio; 
2)    Remoção de fósforo: 
Pode ser feita por precipitação química, geralmente com sais de ferro (ex. cloreto férrico) ou alumínio (ex. sulfato de alumínio). O lodo químico resultante é difícil de tratar e o uso dos produtos químicos torna-se caro. Apesar disso, a remoção química de fósforo requer equipamentos muito menores que os usados por remoção biológica;
 3)    Desinfecção: 
Pode ser através do método de cloração (o de menor custo e de elevado grau de eficiência em relação a outros), ozonização (bastante dispendiosa), radiação ultra-violeta (não é aplicável a qualquer situação) que também reduzem significativamente a emissão de odores em estações de tratamento de esgoto.
TIPOS DE LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO 
1. Lagoas Anaeróbias
 Forma alternativa de tratamento secundário que exige condições estritamente anaeróbias, tendo usualmente 3,0 a 5,0 m de profundidade (para reduzir a possibilidade de penetração de oxigênio). São normalmente empregadas para estabilização de altas cargas orgânicas aplicadas e atuam como unidade primária num sistema de lagoas em série. A função principal é a degradação da matéria orgânica envolvendo a participação de bactérias facultativas e estritamente anaeróbias. A eficiência nesse tipo de sistema poderá atingir até 60% na remoção da matéria orgânica, dependendo da temperatura. 
2. Lagoas Facultativas
 As lagoas de estabilização facultativas são os tipos mais comuns e operam com cargas orgânicas menores que as utilizadas nas lagoas anaeróbias, permitindo um desenvolvimento de algas nas camadas mais superficiais e iluminadas, que através da atividade fotossintética oxigenam a massa líquida da lagoa, modificam o pH e consomem nutrientes orgânicos. Têm profundidade entre 1,5 m a 2,0 m.
3. Lagoas de Maturação 
As lagoas de estabilização do tipo maturação caracterizam-se por pequena profundidade (0,8 a 2,0m) e possibilitam a complementação de qualquer outro sistema de tratamento de esgotos, geralmente são instaladas após a Lagoa Facultativa. Ela faz a remoção de bactérias e vírus de forma mais eficiente devido à incidência da luz solar, já que a radiação ultravioleta atua como um processo de desinfecção. Podem atingir elevadíssimas eficiências na remoção de coliformes (99,99%), cujo efluente pode ser utilizado para irrigação. 
4. Lagoas Aeradas Facultativas 
Semelhantes à lagoa facultativa convencional, as lagoas aeradas têm como principal diferença a forma de suprimento de oxigênio. São providas de aeradores mecânicos de superfície instalados em colunas de concreto ou do tipo flutuantes e também de difusores. A profundidade varia de 2,5 a 5,0 m, devendo ser compatível com o equipamento de aeração. O esgoto bruto é lançado diretamente na lagoa depois de passar por um tratamento preliminar. Funciona como um tanque de aeração onde os aeradores artificiais potencializam a introdução de oxigênio no meio líquido. 
Fig.: Exemplo de uma lagoa aerada
Bibliografia
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Águas urbanas, Carlos E. M. Tucci, <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142008000200007> acessado em 27/06/15
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