5 Tratamento de Efluentes Líquidos UFSM

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Tratamento de Efluentes LíquidosTratamento de Efluentes Líquidos
Engenharia Ambiental
Cezar A. Beltrame
Fases do tratamento de efluentes
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Métodos de tratamento de efluentes
Remoção da matéria 
orgânica e de nutrientes.Clarificação;
Remoção parcial da MO;
Remoção de poluentes recalcitrantes;
Remoção de metais pesados, cianeto, fósforo, ...;
Polimento.
Remoção de sólidos grosseiros, 
sedimentáveis e flutuantes;
Homogeneização e equalização 
de efluentes;
Remoção da umidade do lodo.
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Tratamento Preliminar
Remoção física de sólidos grosseiros, em suspenção e 
areia.
� Gradeamento� Gradeamento
� Desarenação
� Caixa de gordura
� Peneiramento
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Tratamento Preliminar
Processos físicos: Gradeamento
Remoção de sólidos grosseiros em suspensão no efluente. 
Há grades grosseiras (espaços de 5,0 a 10,0 cm), grades médias (espaços de 2,0 a 4,0 
cm) e grades finas (espaços de 1,0 e 2,0 cm).
Finalidades: proteção dos dispositivos de transporte dos efluentes (bombas e 
tubulações), proteção das unidades de tratamento subsequentes e proteção dos tubulações), proteção das unidades de tratamento subsequentes e proteção dos 
corpos receptores. 
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Tratamento Preliminar
Processos físicos: Desarenação
Remoção de areia por sedimentação, e outros detritos minerais inertes e pesados.
A areia, devido às sua maior dimensão e densidade, vai para o fundo do tanque, 
enquanto a matéria orgânica, de sedimentação mais lenta, permanece em suspensão, 
seguindo para as unidades seguintes.
Finalidades: evitar a abrasão e obstrução de equipamentos e dispositivos, e facilitar o Finalidades: evitar a abrasão e obstrução de equipamentos e dispositivos, e facilitar o 
transporte do líquido, principalmente a transferência de lodo, em suas diversas fases. 
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Tratamento Preliminar
Processos físicos: Caixa de gordura
Destinada a reter, na parte superior, as gorduras, graxas e óleos contidos no esgoto, 
formando camadas que devem ser removidas periodicamente.
Evitam problemas nos equipamentos e nos processos subsequentes.
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Tratamento Preliminar
Processos físicos: Peneiramento
Utilizado para retenção e separação de sólidos em suspensão dos efluentes.
Dependendo da natureza e da granulometria do sólido, as peneiras podem substituir o 
sistema de gradeamento ou serem colocadas em substituição aos decantadores 
primários. A finalidade é separar sólidos com granulometria superior à dimensão dos primários. A finalidade é separar sólidos com granulometria superior à dimensão dos 
furos da tela.
As peneiras podem ser estáticas ou rotativas. Nas rotativas, o fluxo atravessa o cilindro 
de gradeamento em movimento, de dentro para fora. Os sólidos são retidos em 
função da perda de carga na tela, removidos continuamente.
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Tratamento Preliminar
Processos físicos: Peneiramento
Peneira estática
Peneira Rotativa
Peneira de Escovas Rotativas
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Tratamento Preliminar
Processos físicos: Peneiramento
Peneira Rotativa
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Tratamento Primário
Equalização e homogeneização do efluente e Separação 
de partículas sólidas sedimentáveis e flutuantes. 
� Equalização e homogeneização� Equalização e homogeneização
� Flotação
� Coagulação-floculação
� Decantador primário
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Tratamento Primário
Processos físico-químicos: Equalização e homogeneização
O tanque de equalização é o ponto de entrada de diferentes efluentes em uma ETE, 
onde são misturados e homogeneizados. Tem como função regularizar a vazão de 
efluente nas unidades subsequentes, além da DBO, DQO, temperatura, pH, etc.
As principais vantagens desta operação são: aumento da eficiência do tratamento 
biológico, pois cargas de choque são eliminadas ou podem ser minimizadas, diluição de 
substâncias inibidoras e estabilização do pH.substâncias inibidoras e estabilização do pH.
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Tratamento Primário
Processos físicos: Flotação
É um processo de separação de partículas suspensas em meio líquido, a partir da 
utilização de bolhas de gás, normalmente ar.
As partículas aderem à superfície das bolhas formando uma espuma, provocando seu 
direcionamento para a superfície da fase líquida, de onde ao atingirem concentrações 
adequadas são devidamente coletadas.
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Tratamento Primário
Processos químicos: Coagulação-Floculação
Na coagulação as partículas finas (ou em estado coloidal) são neutralizadas e 
aglutinadas em partículas de maiores dimensões a partir do uso de coagulantes 
(sulfato de alumínio), que eliminam a carga eletrostática negativa da superfície das 
partículas, e a partir da agitação rápida , que promove o choque entre as mesmas.
A floculação consiste na agregação das partículas neutralizadas na fase da coagulação, A floculação consiste na agregação das partículas neutralizadas na fase da coagulação, 
formando flocos com a ajuda de um floculante (polímero). Os flocos aumentam de 
tamanho e de massa permitindo a sua sedimentação por ação da gravidade. Os flocos 
podem ser separados em processos subsequentes de decantação e/ou filtração.
Jar Test
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Tratamento Primário
Processos químicos: Floculação
Floculadores Mecânicos: São constituídos principalmente por hélices, rotores pás ou 
palhetas, que giram com baixa velocidade inserindo na água uma fraca agitação. Os 
floculadores podem ser de eixo vertical ou de eixo horizontal.
Floculadores Hidráulicos: A floculação ocorre através da dissipação de energia em 
forma de perda de carga no fluxo do efluente através de um tanque ou canal.forma de perda de carga no fluxo do efluente através de um tanque ou canal.
Floculadores hidráulicos
Floculadores mecânicos
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Tratamento Primário
Processos físicos: Decantador primário
Separação das partículas sólidas por meio da sedimentação.
São eliminados cerca de 50% a 60% dos materiais em suspensão.
Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares.
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Tratamento Primário
Processos físicos: Decantador primário
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Tratamento Secundário
Remoção da matéria orgânica, por meio de reações 
bioquímicas.
� Sistemas aeróbios – Lodos ativados, Biodiscos e Filtros � Sistemas aeróbios – Lodos ativados, Biodiscos e Filtros 
biológicos
� Sistemas anaeróbios – Reator e Filtro anaeróbio
� Lagoas de estabilização
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Tratamento Secundário
Processos biológicos:
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Remoção da matéria orgânica biodegradável por microrganismos aeróbios (bactérias, 
protozoários, fungos etc.).
O sistema é constituído basicamente por um tanque com sistema de aeração, seguido de um 
decantador secundário e de uma bomba que faz o reciclo parcial do lodo biológico, fazendo parte 
dele voltar para a lagoa de modo a aumentar a massa microbiana. 
A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material 
orgânico, de tal forma que possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos. Os 
microrganismos convertem a matéria orgânica em gás carbônico, água e material celular 
(crescimento e reprodução dos microrganismos).
Ar difuso Aeradores mecânicos
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Lodos ativados – Sistema convencional
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Lodos ativados – Sistema convencional
� A montante do reator há uma unidade de decantação primária, de forma a 
remover os sólidos sedimentáveis do efluente antes do tanque de aeração 
(economia de energia).(economia de energia).
� A concentração de biomassa no reator é bastante elevada, devido à recirculação 
do lodo sedimentado no fundo do decantador secundário.
� Tempo de detenção hidráulica baixo (6 a 8 horas).
� Idade do lodo em torno de 4 a 10 dias.
Idade do lodo: representa o tempo médio que uma partícula de lodo permanece no sistema, e pode 
ser estimada grosseiramente dividindo-se a quantidade de lodo (seco) contida no tanque de aeração 
pela quantidadediária de lodo (seco) retirada do sistema como lodo em excesso.
� Remoção contínua do lodo biológico excedente.
� O lodo não é estabilizado no sistema convencional.
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Lodos ativados – Aeração prolongada
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Lodos ativados – Aeração prolongada
� A diferença para o sistema convencional é que a biomassa permanece mais tempo 
do reator (Idade do lodo de 18 a 30 dias).
� Os microrganismos consomem toda matéria orgânica gerando um lodo � Os microrganismos consomem toda matéria orgânica gerando um lodo 
estabilizado, portanto não necessita de um digestor de lodo e de decantador 
primário.
� Há um maior consumo de energia, porém maior eficiência de remoção de DBO.
� Mais eficiente na remoção da matéria orgânica (muito utilizado em tratamento de 
despejos industriais).
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Lodos ativados – Fluxo intermitente
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
Lodos ativados – Fluxo intermitente
� A operação do sistema é intermitente. Assim, no mesmo tanque ocorrem, em 
fases diferentes, as etapas de reação (aeradores ligados) e sedimentação 
(aeradores desligados). (aeradores desligados). 
� Quando os aeradores estão desligados, os sólidos sedimentam, ocasião em que se 
retira o efluente (sobrenadante). Ao religar os aeradores, os sólidos sedimentados 
retornam a massa líquida, o que dispensa as elevatórias de recirculação. 
� Não há decantadores secundários. 
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lodos ativados
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Biodiscos
Neste sistema, um conjunto de discos (plásticos, madeira) gira em torno de eixo 
horizontal. Metade do disco é imerso no efluente a ser tratado e a outra fica exposta 
ao ar.
A biomassa cresce aderida ao meio suporte. As bactérias formam uma película 
aderida ao disco que, quando exposta ao ar, é oxigenada e depois, quando em contato aderida ao disco que, quando exposta ao ar, é oxigenada e depois, quando em contato 
com o efluente, contribui para a oxigenação deste.
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Filtros biológicos
A DBO é estabilizada aerobiamente por bactérias que crescem aderidas a um meio 
suporte. O efluente é aplicado na superfície do tanque a partir de distribuidores 
rotativos. O líquido percola pelo tanque, saindo pelo fundo, e a matéria orgânica fica 
retida pelas bactérias.
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Biofilmes (Filtros biológicos e biodiscos)
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Reator anaeróbio
Reatores UASB*
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* (UASB significa Upflow 
Anaerobic Sludge Blanket, ou 
Reator Anaeróbico de Fluxo 
Ascendente em Manto de Lodo, a 
mais popular concepção de 
reatores anaeróbicos do mundo, 
denominada no Brasil de RAFA -
Reator Anaeróbico de Fluxo 
Ascendente)
Tratamento Secundário
Processos biológicos: Reator anaeróbio
A digestão anaeróbia é um processo bioquímico complexo composto por várias 
reações sequenciais, cada uma com sua população microbiana específica. Os 
microrganismos que atuam na ausência de oxigênio promovem a transformação de 
compostos orgânicos complexos (carboidratos, proteínas e lipídios) em produtos 
simples como o CH4 e o CO2.
Grande parte dos produtos da digestão anaeróbia á constituída por gases, que se Grande parte dos produtos da digestão anaeróbia á constituída por gases, que se 
desprendem da água residual formando uma fase gasosa (biogás).
� Fases: Hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese.
� São mais adequados nas indústrias que geram efluentes sem grandes variações em 
suas características (cervejeiras, molho de tomate, refrigerantes).
� Tem eficiência média na remoção de matéria orgânica, devendo ser 
complementado.
� Os custos de implantação e operação são inferiores aos sistemas aeróbios.
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Digestão anaeróbia
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Filtro anaeróbio
Consistem de tanques com leito de pedras ou outro material suporte para 
desenvolvimento de microrganismos. Entre os fenômenos que ocorrem no filtro 
anaeróbio temos a retenção por contato com o biofilme, sedimentação forçada de 
sólidos de pequenas dimensões, partículas finas e coloidais e ação metabólica dos 
microrganismos do biofilme sobre a matéria dissolvida.microrganismos do biofilme sobre a matéria dissolvida.
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Sistemas anaeróbios
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lagoas de estabilização
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Equilíbrio
Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lagoas de estabilização
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lagoas de estabilização
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lagoas de estabilização
� Baixo custo de implantação, operação, manutenção e baixo gasto energético.
� Exigem elevados requisitos de área.
� Performance variável com as condições climáticas. São indicadas para regiões de 
clima quente (temperatura e insolação elevada).
� Eficientes na remoção de matéria orgânica.� Eficientes na remoção de matéria orgânica.
� Excelente remoção de patógenos.
� Produção de biomassa algas. Possibilidade de produção de toxinas (algas).
� Possibilidade de geração de maus odores e proliferação de insetos.
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lagoas de estabilização
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Tratamento Secundário
Processos biológicos: Lagoas de estabilização
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Tratamento Terciário
Tratamento avançado. Remoção de microrganismos 
patogênicos, nutrientes e outros poluentes específicos. 
Também chamado, polimento.
� Filtração
� Cloração
� Ozonização para a remoção de bactérias
� Filtros de carvão ativado
� Troca iônica
� Osmose reversa
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Tratamento Terciário
• Filtração
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Tratamento Terciário
• Troca iônica
A principal função das resinas de troca iônica é remover cátions e ânions de uma 
determinada solução aquosa.
São utilizadas para a remoção de sais dissolvidos (cloretos), metais pesados e ácidos 
orgânicos de efluentes.
Muito utilizado no tratamento de efluentes da galvanoplastia – remoção de zinco e Muito utilizado no tratamento de efluentes da galvanoplastia – remoção de zinco e 
cromo.
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Tratamento Terciário
• Adsorção em carvão ativo
Os poluentes ficam adsorvidos na superfície do carvão. A adsorção pode ocorrer de 
duas maneiras: química ou física. A adsorção química ocorre por meio de ligações 
químicas, principalmente covalentes. Já a adsorção física ocorre por meio de 
interações intermoleculares do tipo Van der Waals, como a força de dipolo induzido e 
a de dipolo permanente.
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Tratamento Terciário
• Adsorção em carvão ativo
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Pode ser usado em fase final de processo biológico em colunas de leito fixo, na 
fase de polimento, removendo cor ou componentes específicos como por 
exemplo mercúrio. Também em sistemas tipo lôdos ativados, fazendo a 
remoção de cor e/ou enriquecendo o lôdo no número de bactérias por 
centímetro cúbico. Como suporte para microorganismos em sistemas de filtros 
biológicos ou processos anaeróbicos.
Ajuste do pH
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Sistemas de tratamento
� Esgotos Sanitários
Grade
Caixa de areia
Físico
Caixa de areia
Calha Parshall
Decantador primário
Lodos ativados
Cloração
Biológico
Químico
Físico
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Sistemas de tratamento
� Abatedouro bovino
Peneira estática
Físico
Caixa de gordura
Lagoas anaeróbias
Lagoa facultativa
Físico
Biológico
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Sistemas de tratamento
� Indústria têxtil
Peneira
Tanque de equalização/ 
Físico
Tanque de equalização/ 
homogeneização
Tanque de ajuste de pH
Lodos ativados
Filtro de carvão ativado
Biológico
Químico
Físico
Vídeos51
Resíduos gerado nas ETEs
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O que é o lodo gerado nas ETEs?
Lodo é um resíduo rico em matéria orgânica gerado durante o tratamento das águas 
residuárias nas Estações de Tratamento de Esgotos.
É uma mistura complexa e variável de substâncias orgânicase inorgânicas.
Contém elevada concentração de água (> 95%).
É produzido continuamente, sendo o principal subproduto do tratamento de 
efluentes.
O manejo e a disposição final exigem planejamento criterioso.
Possui valor agregado potencial.
Possui alto teor de matéria orgânica.
Contém macro e micro nutrientes.
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Tratamento do lodo
Estabilização da MO e 
remoção de patógenos
Reuso agrícola
Aterro sanitário
Adensamento Estabilização Desidratação
Reuso e 
disposição final
Redução do volume Remoção da umidade
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Tratamento do lodo
• Adensamento
Etapa em que acontece a redução do volume do lodo.
Como o lodo contém uma quantidade muito grande de água, deve-se realizar a 
redução do seu volume. O adensamento é o processo para aumentar o teor de sólidos redução do seu volume. O adensamento é o processo para aumentar o teor de sólidos 
do lodo e, consequentemente, reduzir o seu volume. Desta forma, as unidades 
subsequentes, tais como a digestão, desidratação e secagem, beneficiam-se desta 
redução.
Dentre os métodos mais comuns, temos o adensamento por gravidade, a flotação e a 
centrifugação.
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Tratamento do lodo
• Adensamento
O adensamento por gravidade do lodo é similar aos decantadores convencionais. O 
lodo adensado é retirado do fundo do tanque. 
No adensamento por flotação, o ar é introduzido na solução através de uma câmara 
de alta pressão. Quando a solução é despressurizada, o ar dissolvido forma micro-de alta pressão. Quando a solução é despressurizada, o ar dissolvido forma micro-
bolhas que se dirigem para cima, arrastando consigo os flocos de lodo que são 
removidos na superfície. 
Por gravidade Por flotação 56
Tratamento do lodo
• Adensamento
No adensamento por centrifugação, os sólidos são separados da água por diferença 
de força centrífuga. A execução é mais rápida. Demanda de energia elétrica.
A centrifugação pode ser utilizada tanto para o adensamento quanto para a 
desidratação.desidratação.
Unidades móveis de centrifugação
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Tratamento do lodo
• Estabilização – Digestão Anaeróbia
Etapa na qual ocorre a estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica 
presente no lodo fresco, além de destruir ou reduzir os microrganismos patogênicos.
A estabilização de substâncias instáveis e da MO presente no lodo fresco também pode ser 
realizada através da adição de produtos químicos (cloreto férrico, cal, sulfato de alumínio e 
polímeros orgânicos). Esse processo é denominado estabilização química do lodo.
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Tratamento do lodo
• Desidratação
Etapa na qual é feita a remoção de umidade do lodo, a partir: da centrifugação, filtro 
prensa, prensa desaguadora, leito de secagem ou secagem térmica. 
A escolha dentre eles depende das características do lodo a ser tratado, das vantagens 
e desvantagens de cada equipamento e do custo.e desvantagens de cada equipamento e do custo.
Unidades móveis de 
centrifugação
Filtro prensa Prensa desaguadora
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Tratamento do lodo
• Desidratação
Leitos de secagem
Secagem térmica
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Tratamento do lodo
• Desidratação
Tipo de 
desidratação
Umidade do 
lodo (%)
Taxa de 
recuperação 
de SS (%)
Vantagens Desvantagens
Centrífuga 75-85 95-99 Fácil controle operacional e 
reduzida área de instalação. 
Obtenção de um lodo 
tratado com alta umidade, reduzida área de instalação. tratado com alta umidade, 
alto ruído operacional e 
alto consumo de 
eletricidade.
Prensa 
desaguadora
70-82 90-98 Obtenção de um lodo tratado 
com umidade relativamente 
baixa, fácil monitoramento e 
baixo consumo elétrico e 
químico. 
Difícil controle da injeção 
de produtos químicos. 
Filtro prensa 55-70 95-99 Obtenção de lodo com baixa 
umidade. 
Alto custo de instalação, 
difícil controle operacional 
e alta concentração de SS 
inorgânico no lodo. 61
Tratamento do lodo
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Tratamento do lodo
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Resolução Conama 375/2006
Define critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos 
de esgoto gerados em estações de tratamento de esgoto 
sanitário e seus produtos derivados, visando benefícios à 
agricultura e evitando riscos à saúde pública e ao ambiente.
É proibida a utilização de qualquer classe de lodo de esgoto 
ou produto derivado em pastagens e cultivo de olerícolas 
(hortaliças), tubérculos e raízes, e culturas inundadas, bem como 
as demais culturas cuja parte comestível entre em contato com o 
solo. 
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Resolução Conama 375/2006
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Resolução Conama 375/2006
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