TRATAMENTO DE EFLUENTE INDUSTRIAIS

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Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
Centro de Tecnologia do Vestuário de Blumenau 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Blumenau 
2001 
 
 
SENAI/CTV Blumenau 
Tratamento de efluentes industriais 
 
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José Fernando Xavier Faraco 
Presidente da FIESC 
 
Sérgio Roberto Arruda 
Diretor Regional do SENAI/SC 
 
Antônio José Carradore 
Diretor de Educação e Tecnologia do SENAI/SC 
 
Antônio Demos 
Diretor do CTV – Blumenau 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENAI/CTV Blumenau 
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Federação das Indústrias do Estado de Santa Catarina 
Serviço Regional de Aprendizagem Industrial 
Centro de Tecnologia do Vestuário de Blumenau 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Blumenau 
2001 
 
 
SENAI/CTV Blumenau 
Tratamento de efluentes industriais 
 
4
É autorizada a reprodução total ou parcial deste material, por qualquer meio ou 
sistema, desde que a fonte seja citada. 
 
 
Organizador 
Sergio Rosa 
 
 
 
Revisão 00 
 
Outubro/2001 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
S474t 
SENAI 
Tratamento de efluentes industriais / Sérgio Rosa (Org.) – Blumenau : 
SENAI/CTV, 2001. 70 p. : il. 
 
 
 1. Tratamento de efluentes industriais I. ROSA, Sérgio II. Título 
 
CDU: 504.06 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
Centro de Tecnologia do Vestuário de Blumenau 
e-mail: blumenau@senai-sc.ind.br 
site: www.senai-ctv.ind.br 
 
Rua São Paulo, 1147 – Victor Konder 
CEP: 89012-001 – Blumenau – SC 
Fone: (0XX47) 321-9600 
Fax: (0XX47) 340-1797 
 
SENAI/CTV Blumenau 
Tratamento de efluentes industriais 
 
5
SUMÁRIO 
 
 
LISTA DE FIGURAS.................................................................................... 06 
LISTA DE TABELAS.................................................................................... 07 
1 INTRODUÇÃO.......................................................................................... 
1.1 O ciclo hidrológico e a industrialização.................................................. 
1.2 Processo de autodepuração dos cursos d’água.................................... 
1.3 Algumas definições................................................................................ 
09 
10 
12 
14 
2 CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES................................................. 
2.1 Métodos analíticos para caracterização de águas................................. 
2.2 Coleta de amostras................................................................................ 
2.4 Preservação das amostras.................................................................... 
15 
17 
18 
19 
3 PROCESSOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES............................... 
3.1 Processos de tratamento preliminares.................................................. 
3.2 Processos físicos e químicos – Tratamento primários e avançados..... 
20 
22 
24 
4 TRATAMENTO BIOLÓGICO DE EFLUENTES........................................ 
4.1 Introdução à microbiologia aplicada ao tratamento de efluentes........... 
4.2 Microorganismos de importância para os processos de tratamento 
biológico....................................................................................................... 
4.3 Influência de fatores ambientais na atividade dos 
microorganismos.......................................................................................... 
4.4 Parâmetros de controle de processo..................................................... 
38 
39 
 
42 
 
47 
49 
5 SISTEMAS AERÓBIOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES................ 
5.1 Lodos ativados....................................................................................... 
5.2 Lagoas aeradas..................................................................................... 
5.3 Lagoas de estabilização......................................................................... 
5.4 Filtro biológico........................................................................................ 
54 
54 
56 
57 
58 
6 SISTEMAS ANAERÓBIOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES........... 
6.1 Processo de contato anaeróbico........................................................... 
6.2 Lagoas anaeróbias................................................................................ 
6.3 filtros anaeróbios.................................................................................... 
6.4 Reator anaeróbios de manta de lodo UASB.......................................... 
59 
60 
61 
62 
63 
7 REMOÇÃO DE NUTRIENTES.................................................................. 65 
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................... 70 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 Esquema simplificado do ciclo hidrológico................................ 11 
Figura 2 Esquema mostrando os princípios envolvidos no processo de 
flotação...................................................................................... 
 
28 
Figura 3 Esquema geral de flotados com ar dissolvido........................... 30 
Figura 4 Zonas de sedimentação num sedimentador contínuo............... 32 
Figura 5 Modelo típico decantador vertical com tração central................ 32 
Figura 6 Modelo típico decantador vertical com compartimentação........ 33 
Figura 7 Modelo típico decantador horizontal com esgotamento total..... 33 
Figura 8 Um leito de secagem de lodo.................................................... 35 
Figura 9 Desenho esquemático de um digestor de lodo.......................... 36 
Figura 10 Fases típicas de crescimento microbiano em batelado............. 42 
Figura 11 Abundância de grupos de microorganismos relacionados ao 
substrato remanescente............................................................ 
 
44 
Figura 12 Representação anaeróbica com os principais grupos de 
bactérias.................................................................................... 
 
46 
Figura 13 Esquema simplificado de tratamento por lodo ativado.............. 54 
Figura 14 Esquema de aeradores de superfície e tipo turbina.................. 56 
Figura 15 Desenho esquemático de um reator anaeróbico por contato.... 60 
Figura 16 Desenho esquemático de filtros anaeróbios.............................. 63 
Figura 17 Desenho esquemático de um reator anaeróbio de manto de 
lodo UASB................................................................................. 
 
64 
Figura 18 Esquema simplificado de um processo de remoção de 
nitrogênio................................................................................... 
 
67 
Figura 19 Desenho esquemático do processo Bardempho de 5 etapas... 69 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 1 Resumo de dados de coleta e preservação de amostras............ 20 
Tabela 2 Processos e operações com as suas aplicações no tratamento 
de efluentes.................................................................................. 
 
21 
Tabela 3 Alguns exemplos de gêneros microbianos presentes em lodos 
ativados........................................................................................ 
 
43 
Tabela 4 Microorganismos indicadores das condições de depuração........45 
Tabela 5 Relação entre filamentos e flocos e as características do lodo.... 45 
Tabela 6 Alguns exemplos de bactérias que participam do processo 
anaeróbico.................................................................................... 
 
47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9
 
1 – INTRODUÇÃO 
 
 
A crescente preocupação das autoridades constituídas e da sociedade 
em geral com as relações homem X meio ambiente fez com que os vários 
segmentos econômicos adotassem medidas de controle com relação aos 
despejos industriais, agrícolas e urbanos. 
 
Quase todos os dias são noticiados fatos relativos à agressão do meio 
ambiente ou então sobre soluções, desenvolvimentos tecnológicos etc. Isto fez 
com que se abandonasse a idéia de que a poluição é um mal necessário e 
fruto do desenvolvimento econômico. Houve época em que certas 
municipalidades conclamavam os empresários poluidores a se instalarem no 
município e hoje ocorre exatamente o contrário, pois o custo social destes 
empreendimentos é, em alguns casos, muitas vezes maior que os benefícios 
gerados. 
 
Muitos países desenvolvidos criaram inclusive artifícios para barrar a 
importação de produtos de indústrias, em alguns casos de países, sem este 
comprometimento ambiental. É o caso dos países da Comunidade Econômica 
Européia (CEE) com a criação do SELO VERDE, necessário obter-se para 
poder exportar aos países da CEE. Mais recente temos as normas da série 
ISO 14000 que também estão contribuindo para que várias indústrias adotem 
sistemas de tratamento de seus dejetos num curto espaço de tempo. 
 
É claro que os problemas ambientais não se restringem apenas à 
atividade industrial e sua solução não está apenas dependente deste setor. A 
poluição urbana e agrícola em muitas regiões urbanas deve merecer uma 
atenção especial dos governantes e planificadores da vida comunitária das 
grandes cidades. 
 
Não se resolverá o problema da poluição sem antes se ter uma melhor 
distribuição de renda, um melhor nível qualitativo e quantitativo do ensino, 
desenvolvimento de tecnologias limpas para os setores agrícola e industrial. 
 
Já o setor industrial tem hoje uma maior consciência de que a poluição é 
originária do desperdício. Alterações no processo são muito mais eficazes no 
combate à poluição, não importando qual tipo de tratamento utilizado. 
 
Nos últimos 100 anos os processos de tratamento tiveram um impulso de 
desenvolvimento pelo avanço da biotecnologia e sem sombra de dúvidas o 
progresso futuro será ainda maior pela velocidade com que são gerados novos 
conhecimentos na área da microbiologia e bioquímica dos processos de 
tratamento. 
 
A seguir apresentaremos algumas datas importantes no desenvolvimento 
dos processos de tratamento: 
 
 
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ANO EVENTO PAÍS 
60 A.C. Deposição de esgoto urbano em áreas específicas Grécia 
30 D.C. Instalação de curtumes em áreas fora do perímetro 
urbano 
 
Roma 
1760 Primeira estação de tratamento de lodo urbano Inglaterra 
1762 Precipitação química de esgotos Inglaterra 
1812 Digestão anaeróbica do lodo urbano França 
1860 Compostagem e uso agrícola do lodo digerido Alemanha 
1876 Fossa Séptica EUA 
1891 Digestão de lodo em lagoas Alemanha 
1895 Uso de metano produzido na digestão de esgoto Inglaterra 
1904 Sistema Imhoff Alemanha 
1904 Travis de digestão Inglaterra 
1906 Primeira unidade de filtro biológico EUA 
1908 Filtro biológico EUA 
1908 Digestão esterco bovino Índia 
1916 Lodo Ativado EUA 
1930 Primeira instalação de lodo ativado EUA 
1950 Degradação com bactérias específicas EUA 
1967 Associação de bactérias EUA 
1971 Digestão anaeróbia em duas fases EUA 
1980 Fluxo ascendente Holanda 
1984 Leito fluidizado Holanda 
1990 Degradação de cloroligninas por via enzimática EUA 
 
Observa-se deste resumo de datas importantes que nestes últimos 
cinqüenta anos tem-se uma maior velocidade de geração de tecnologia pois 
começa-se a conhecer os processos fundamentais do tratamento biológico, 
ficando cada vez menos dependentes do empirismo como a medida de 
poluição pelos índices globais de Demanda Química de Oxigênio, tempo de 
retenção hidráulica e eficiência medida apenas em percentual de remoção de 
Demanda Biológica de Oxigênio. 
 
Este curso não tem a pretensão de esgotar este assunto nestas vinte 
horas, mas trazer informações sobre a ciência aplicada aos tratamentos físicos, 
químicos e biológicos permitindo, quem sabe, obter-se esclarecimentos 
suplementares para os futuros projetos. 
 
1.1. O ciclo hidrológico e a industrialização 
 
Toda a vida depende de água. Água limpa! 
 
Por milhares de anos, a natureza proporciona água limpa aos seres vivos 
por meio da evaporação. Quando a água evapora deixa para trás as impurezas 
adquiridas, essa água evaporada, forma nuvens que resultam em chuva. 
 
 
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Essa é uma forma como a natureza “limpa” a água suja e a recicla para a 
terra. Esse processo é parte do que chamamos de ciclo hidrológico ou ciclo da 
água. 
A figura 1 mostra o que acontece no ciclo hidrológico sempre que a água 
é exposta à atmosfera, o calor do sol a evapora e esse vapor de água 
produzido sobe. 
 
Portanto, evaporação significa a transformação de água em vapor. A 
umidade exposta à atmosfera em diversas origens as principais são: oceanos, 
rios, lagos, pântanos e transpiração vegetal e animal. Por exemplo, em um dia 
quente uma grande macieira pode transpirar, ou seja, pode liberar, 
aproximadamente três litros e meio de água por minuto. O vapor de água 
produzido sobe, até encontrar regiões mais frias, onde condensa em gotículas. 
Formando nuvens. Quando a temperatura da nuvem diminui, as gotículas se 
juntam, formando gotas maiores, Como ficam pesadas, caem na forma de 
chuva. Se a temperatura do ambiente for muito baixa, as gotas de água podem 
solidificar-se e cair sobre a terra na forma de neve ou granizo. Ou seja, a água 
volta para a terra, rios, lagos e mares. 
 
A água que cai na terra se infiltra no solo e forma os lençóis de água 
subterrâneos, que originam os fontes e os regatos. Estes, reunidos, vãos 
desaguar nos mares, onde é exposta novamente ao ar quente e começa a 
evaporar. Assim, o ciclo hidrológico se repete. 
 
Além do ciclo hidrológico existem significativas melhorias na qualidade 
destas águas por intermédio de ação biológica (que veremos mais 
detalhadamente no capítulo 2). A água na natureza, não é pura: gases, sais, 
sólidos e uma infinidade de substâncias químicas formam uma complicada 
mistura e dentro desta existe uma coleção extraordinária variada de vida 
animal e vegetal responsável pela limpeza, em parte, das águas superficiais. 
Figura 1 – Esquema simplificado do ciclo hidrológico 
 
 
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Mas com o desenvolvimento do homem e seus modernos meios de vida, 
o sistema natural de limpeza das águas ficou sobrecarregado. A forma natural 
de purificação da água não foi mais capaz de manter o meio ambiente 
suficientemente inalterado. Assim, o homem teve que ajudar a natureza. 
 
As estações de tratamento de efluentes líquidos são feitas para reduzir a 
quantidade de água suja que o homem devolve para o meio ambiente. Essas 
estações de tratamento nos ajudam no controle da poluição e de doenças de 
veiculação hídrica. 
 
Com a explosão demográfica e mais indústrias surgindo, devido a uma 
necessidade crescente de desenvolvimento da sociedade humana, podemos 
perceber a grande importância e responsabilidade das pessoas que têm a 
função de manter uma estação de efluentes em perfeito funcionamento. Apesar 
das novas tecnologias maislimpas de produção, sempre haverão resíduos a 
serem tratados, pois a perfeição quando possível, tem custo proibitivo, ou seja, 
pouca viabilidade econômica. 
 
Assim, a responsabilidade do trabalho dessas pessoas vai muito além da 
própria estação de tratamento. Todos os usuários das fontes de água que 
recebem os efluentes são afetados, assim como toda a vida aquática existente 
no corpo de água receptor. Isso significa que as pessoas responsáveis pelo 
funcionamento da estação têm que ter realmente conhecimento do que estão 
fazendo, pois do seu trabalho depende a saúde e até mesmo a vida de 
inúmeras pessoas, plantas e animais. 
 
1.2. Processo de autodepuração dos cursos d’água 
 
Provavelmente você concorda que o efluente deve ser tratado. Mas você 
sabe por que? 
 
• A primeira razão é evitar a transmissão de doenças através da 
água contaminada 
• A segunda é preservar e proteger o ambiente aquático e as 
diversas formas de vida que dele dependem. 
 
O homem muitas vezes lança seus resíduos diretamente em rios, lagos, e 
mares que servem de corpos receptores, esperando que a natureza se 
encarregue de depurá-los. Isto realmente ocorre. 
 
O processo de autodepuração natural mantém o corpo receptor limpo e 
benéfico aos seres vivos, enquanto a carga poluente não for muito grande. 
 
Se muita carga poluente for lançada na água, a autodepuração natural 
não será capaz de manter a situação original e condições inconvenientes para 
a sobrevivência dos seres aquáticos serão geradas no corpo receptor. 
 
Todas as formas de vida aquática original podem ser exterminadas e 
corpo receptor fica inadequado para usa humano. 
 
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Quando um efluente líquido, com um alto teor de matéria orgânica é 
descartado em um curso d’água, profundas alterações ocorrem neste 
ecossistema. 
 
A matéria orgânica propicia uma intensa proliferação bacteriana, 
originando uma enorme população de bactérias aeróbias que utilizam o O2 
dissolvido no meio para se alimentar dessa matéria orgânica, mantendo estável 
o seu metabolismo. 
 
A restauração do oxigênio dissolvido é promovida pela aeração superficial 
e pela atividade de organismos fotossintetizantes. Estes, porém, são raros 
nesta fase devida normalmente à elevada turbidez da água nestes pontos, o 
que impede a penetração da luz e conseqüentemente a fotossíntese. 
 
Assim, o oxigênio dissolvido pode ser consumido totalmente pelas 
bactérias, fungos e outros organismos aeróbios, instalando-se condições de 
anaerobiose (falta de oxigênio), em toda a massa d’água ou, pelo menos, nos 
pontos de maior concentração de lodo orgânico. Caracteriza-se estas 
condições pela acentuada cor cinza e depósitos escuros de lodo no fundo. 
 
Nestes desaparece a vida aeróbia, surgindo, em seu lugar, uma flora e 
fauna constituídas de organismos capazes de respiração intramolecular, o que 
dá origem ao desprendimento de bolhas contendo gases tais como metano, 
gás sulfídrico, mercaptanas e outros, responsáveis pelo ativo mau cheiro 
característico do ambiente séptico. Tais organismos são denominados 
anaeróbios. 
 
As bactérias são as maiores responsáveis pelo consumo da matéria 
orgânica contida no efluente, em ambas as formas de respiração, aeróbia e 
anaeróbia. 
 
À medida que a demanda de oxigênio, proporcionada pelo consumo de 
matéria orgânica pelos microorganismos. Vai sendo satisfeita, começa haver 
um saldo deste gás que é constantemente introduzido no curso d’água, seja 
através da superfície em contato com a atmosfera, seja por organismos 
fotossintetizantes que proliferam em número cada vez maior. 
 
Com o consumo da matéria orgânica e superávit de oxigênio, começa a 
acontecer uma grande redução do número de bactérias, entrando também em 
declínio o número de protozoários que delas se alimentam. A presença de 
oxigênio vai sendo cada vez maior, assim como a de organismos 
fotossintetizantes, notadamente as algas. 
 
As águas vão tomando-se mais e mais claras, permitindo a penetração da 
luz e não mais existe o desprendimento de gases mal cheirosos. 
 
Com a oxidação dos compostos de nitrogênio, fósforo, enxofre, etc., 
ocorre uma fertilização do meio que possibilita o desenvolvimento, além das 
 
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algas, de grande número de larvas e muitos vermes que servem de alimento 
aos primeiros peixes, mais tolerantes, que começam a aparecer. 
 
Desta forma, as águas atingem as condições normais existente antes de 
se dar a poluição. Entretanto, em virtude da citada oxidação de compostos de 
nitrogênio, fósforo e enxofre essas águas são muito mais férteis. A produção de 
algas e, por conseguinte, toda a produtividade da massa líquida, é muito maior. 
As algas servem de alimento à protozoários, estes a rotíferos, crustáceos 
e larvas de insetos das quais se alimentam os peixes, restabelecendo-se, 
assim, o ciclo biodinâmico normal de um manancial. 
 
Vemos, portanto, que uma situação onde ocorre o lançamento em um 
corpo d’água, observa-se que a poluição diminui com o decorrer do tempo ou 
com a extensão vencida pela correnteza, graças à oxidação biológica da 
matéria orgânica e a restauração do oxigênio dissolvido que é promovida pela 
aeração. 
 
Porém, não são às vezes em que a capacidade de autodepuração de um 
curso d’água é suplantada e, então, o que se observa é a paisagem desoladora 
de um rio tolhido de sua população natural, suas formas de reposição de 
oxigênio dissolvido que é promovida pela aeração superficial ou atividade de 
organismos fotossintetizantes. 
 
Porém, não raras às vezes em que a capacidade de autodepuração de 
um curso d’água é suplantada e, então, o que se observa é a paisagem 
desoladora de um rio tolhido de sua população natural, suas formas de 
reposição de oxigênio impotente e i predomínio de seres anaeróbios que dotam 
o corpo d’água de aparência e odor desagradáveis. 
 
É importante que se perceba que um rio nestas condições é recuperável, 
de modo que se ocorrer à minimização das emissões de efluentes, o rio pode 
regenerar-se através do fenômeno da autodepuração natural dos cursos 
d’água. 
 
Evitar que elevadas cargas poluidoras atinjam os rios é o principal objetivo 
das estações de tratamento de efluentes. 
 
1.3. Algumas definições 
 
Meio Ambiente – Conjunto de condições físicas, químicas e ou biológicas 
necessárias para a existência de uma comunidade de seres vivos. 
 
Ecologia – Ramo da biologia que estuda as relações entre organismos e 
seu meio. 
 
Poluição – Alteração das condições de equilíbrio do meio ambiente. 
 
Poluentes – Agentes químicos, físicos ou biológicos causadores de 
poluição. 
 
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Degradação – Conversão de uma substância para um estado (forma) 
mais simples. 
 
Biodegradação – Degradação d matéria orgânica, pela ação de 
microorganismos, transformando componentes complexos em compostos 
simples, tais como: sais minerais, gás carbônico e outros. 
 
Autodepuração – Capacidade natural dos cursos d’água por meio de 
ações físicas, químicas e de organismos vivos presentes na água, estabilizar 
(degradar) matéria orgânica. 
 
Oxidação – Destruição da matéria orgânica pela ação do oxigênio contido 
na água. 
 
Renovação de Oxigênio – Fenômeno físico-químico natural, que restitui 
às águas a quantidade do oxigênio normalmente contida e que tinha sido 
retirada (consumida) da massa líquida, na oxidação de matéria orgânicas e 
poluentes. 
 
Substância Tensoativa – Substâncias redutoras da tensão superficial dos 
líquidos (detergentes, por exemplo). 
 
Influente – Corrente líquida ou gasosa na entrada de um processo. 
 
Efluente – Corrente líquida ou gasosa na saída de um processo. 
 
pH – Indica o quanto ácido ou básico está o efluente 
 
DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) – Consumo de oxigênio na 
degradação biológica da matéria orgânica. 
 
DQO (Demanda Química de Oxigênio)– Consumo de oxigênio na 
oxidação da matéria orgânica e inorgânica contida na água. 
 
2 – CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES 
 
 
De um modo geral o efluente gerado pelas atividades industriais 
normalmente são variáveis em termos de vazão e/ou composição, pois 
diferentes operações são realizadas em diferentes setores durante o período 
de trabalho. 
 
Para se definir o processo de tratamento, bem como para se controlar a 
eficiência dos tratamentos aplicados a um dado efluente é necessário se 
conhecer as características desse efluente. 
 
Características físicas químicas: 
 
§ Temperatura. 
 
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16
§ pH 
 
§ Turbidez: refração da luz 
 
§ Cor: colorimetria ou visual 
 
§ Odor: sensibilidade ao olfato 
 
§ Material em suspensão: partículas presentes na água sob a forma 
de suspensões e emulsões com dimensões acima de 0,45 µm. 
 
Avaliação do conteúdo orgânico: 
 
§ Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) - avalia a quantidade de 
oxigênio dissolvido (OD – em mg/l de O2), que será consumido pelos 
organismos aeróbios ao degradarem a matéria orgânica. É expressa como 
DOB5, porque o teste é realizado em 5 dias, no escuro, sem fonte externa de 
OD, a 20°C, com diluição e semeaduras apropriadas. 
 
Após 5 dias, 67 a 75 % da DBO última (total DBO20 ) é satisfeita para 
maioria dos esgotos domésticos. 
 
A DBO remanescente é diferença entre a DBO ultima e a DBO exercida 
ao final de um dado tempo. 
 
A DBO divide-se em demanda carbonácea e demanda nitrogenada. 
 
DBO carbonácea - os microorganismos utilizam para oxidar compostos 
orgânicos em CO2. 
 
DBO nitrogenada - ocorre em média após 10 dias de teste e os 
microorganismos oxidam compostos nitrogenados a nitritos e finalmente 
nitratos. 
 
§ Demanda Química de Oxigênio (DQO) – é outro teste indireto de medida 
que avalia a quantidade de Oxigênio em mg/l (de O2) consumido em meio 
ácido para degradar matéria orgânica, biodegradável ou não. 
 
O teste dura de duas a três horas e pode sofrer interferência de nitratos, 
piridinas e compostos reduzidos de ferro. 
 
Este teste tem sido empregado nas operações de sistema de tratamento 
de efluentes e para a caracterização de efluentes. 
 
§ Carbono Orgânico Total (TOC) - estima a quantidade carbono orgânico 
(mg/l) existente em uma amostra líquida, sem distinguir se é matéria 
biodegradável ou não. 
 
O teste dura cerca de dois minutos e pode ser realizado por dois métodos: 
 
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1. Queima de matéria orgânica a 900°C com Oxigênio puro e 
detecção do CO2 gerado por espectrofotometria em infravermelho. 
 
2. Oxidação da matéria orgânica a frio e detecção por ultravioleta. 
 
Este teste é muito empregado para monitorar águas superficiais e 
subterrâneas, pois é um potencial formador de metanos halogenados. 
 
§ Sólidos Suspensos Voláteis (SSV) - utilizados na caracterização de 
amostras líquidas e sólidas para verificar a possibilidade de degradação 
biológica dos sólidos em suspensão. 
 
Tem sido empregado para efluentes, lodos de estação de tratamento de 
esgoto e para estimar o conteúdo orgânico de sedimentos de fundo em corpos 
d′água. 
 
Avaliação da Vazão: 
 
Conforme já mencionado, a vazão é um parâmetro extremamente variável 
dependendo da atividade industrial do seu porte e do nível tecnológico 
empregado. 
 
O conhecimento da vazão e de suas oscilações é extremamente 
importante para se avaliar a geração dos efluentes e para o dimensionamento 
de cada etapa que compõe o sistema de tratamento. 
 
Existem vários métodos de medição de vazão, sedo os mais comuns 
hidrômetros e medidores magnéticos para tubos cheios e calha Parshal e 
Vetedor triangular para tubulação aberta. 
 
2.1. Métodos analíticos para caracterização d’água 
 
A caracterização das águas é uma tarefa básica para o equacionamento 
adequado do problema de tratamento das mesmas. É uma etapa de trabalho 
que gera informações quanto à composição e vazão da água natural ou 
residuária, levando em conta as suas variações ao longo do tempo, em função 
das atividades responsáveis por sua geração. 
 
Visto que se trata de uma etapa que vai subsidiar o projeto do sistema de 
tratamento e, portanto vai influir decisivamente no seu desempenho, deve ser 
realizada de modo a fornecer as informações da forma mais precisa possível. 
 
Por essa razão, deve-se muito cuidado no planejamento e na execução 
das atividades desenvolvidas. 
 
O Planejamento deve ter por objetivo obter as informações necessárias 
da forma mais precisa com o menor custo possível. 
 
 
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Essa fase define todo o trabalho (o programa de coleta de amostras, os 
métodos analíticos a serem aplicados, os procedimentos), assim como os 
recursos humanos, materiais e financeiros necessários. 
 
Para que a caracterização dos efluentes tenha o melhor desempenho em 
termos de relação custo/benefício, o planejamento deve ser embasado em 
informações preliminares que levem em conta fatores como: 
 
A geração dos efluentes 
 
É necessário conhecer em detalhes os processos industriais responsáveis 
pela produção dos efluentes: suas variações ao longo do dia, semana, etc, 
enfim todos os detalhes operacionais que influem na qualidade dos efluentes. É 
necessário também levantar a existência ou a possibilidade de implantar uma 
separação das correntes provenientes de diferentes operações. 
 
As substâncias químicas que podem estar presentes nos efluentes. 
 
Fatores como a toxicidade das substâncias presentes deve ser 
considerado na definição dos métodos analíticos, que serão usados na fase de 
análise química das amostras coletadas. Se um determinado componente é 
tóxico a uma concentração de xmg/L, deve-se usar um método capaz de 
quantificar esse nível de concentração. 
 
Os parâmetros de interesse: 
 
Os parâmetros a serem determinados são um dos fatores para a definição 
do programa de amostragem, uma vez que para cada parâmetro existe uma 
forma adequada de coleta e preservação de amostras. Por exemplo, a 
amostragem para a caracterização da DBO (demanda bioquímica de oxigênio) 
de um efluente deve levar em conta que a amostra perde a validade em 24 
horas. 
 
Além disso, é preciso prever o tipo de frasco (se de plástico ou de vidro) a 
ser utilizado para cada parâmetro, de acordo com a afinidade da espécie com o 
material (absorção) que pode resultar em erros, principalmente em baixos 
teores. (Tabela 2.1). 
 
2.2. Coleta de amostras 
 
Devido às variações nas condições locais e a variedade de finalidades de 
uma amostragem, torna-se bastante difícil o estabelecimento de normas 
absolutas para todos os casos. 
 
Existem, entretanto, princípios gerais aplicáveis na maioria dos casos e 
que pode ser adaptados sempre que necessário. 
 
 
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19
O objetivo de qualquer amostragem é sempre coletar uma porção 
representativa para exame cujo resultado fornecerá uma imagem do universo 
estudado. 
 
Não existem normas absolutas para a escolha do ponto de coleta, face ao 
seu íntimo relacionamento com as condições locais variáveis para cada caso. 
Pode-se afirmar, entretanto, que quando ocorre a mistura completa num corpo 
d’água, uma amostra tomada em qualquer ponta da seção transversal e 
representativa do mesmo. No caso de despejos, a coleta de amostra deve ser 
feita sempre que possível a partir do ponto em que se dê a mistura completa. 
 
O número de amostras, a freqüência da amostragem, o número de pontos 
de coleta e a escolha dos indicadores de qualidade são determinados pela 
finalidade do estudo. 
 
A necessidade de se tomar amostras composta é determinada pela 
finalidade do estudo. A amostra resulta da soma de porções individuais 
coletadas em determinados intervalos de tempo durante um dado período - 
porções estas de volume (não inferior a 120 ml), proporcionais a vazão.A 
necessidade de se adicionar preservativos em uma amostra composta faz com 
que se adicione o mesmo, inicialmente, no frasco de coleta, de modo que todas 
as porções dessas amostras sejam preservadas imediatamente após a coleta. 
Em geral, quanto menos o intervalo entre as coletas das porções, tanto mais 
representativa será a amostra composta. 
 
No caso de serem efetuadas em campo algumas determinações físico-
químico-biológicas, os devidos resultados devem ser anotados na respectiva 
ficha que caracteriza a amostra coletada. 
 
Em geral o programa de coleta de amostras deve ser estabelecido 
previamente incluindo quantidade e tipo de frascos usados, volume de amostra, 
preservação, acondicionamento, etc. 
 
2.3. Preservação das amostras 
 
As amostras coletadas devem ser preservadas, acondicionadas, 
transportadas e manipuladas de maneira que suas características não se 
alterem até a elaboração laboratorial do seu exame, permanecendo assim, 
inalterados os seus constituintes e suas propriedades. 
 
O mesmo princípio é valido para as porções individuais das amostras 
compostas. 
 
Todos os reagentes a serem utilizados na preservação de amostras e na 
lavagem de frascos e vidraria deverão ser de qualidade para análise. 
 
Para cada análise deverão ser tomados cuidados quanto a sua 
preservação. 
 
 
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TABELA 1 – Resumo de dados de coleta e preservação de amostras 
 
DETERMINAÇÃO FRASCO VOLUME PRESERVAÇÃO PRAZO 
Acidez Vidro propileno 
ou 
prolipropileno 
200 ml t = 4 c Água limpa = 24h 
Água poluída 
 
Alcalinidade idem 200 ml t = 4 c Água limpa = 24h 
Água poluída 
Cloreto idem 200 ml -- 7 dias 
Condutividade idem 500 ml 7 = 4 c -- 
Cor idem 200 ml t = 4 c 24 horas 
DBO idem 2.000 ml t = 4 c 24 horas 
DQO idem 200 ml H2SO4cone 
Até ph 2 
7 dias 
 
Dureza idem 300 ml HNO3 até pH < 2 
t = 4 c 
7 dias 
Fósforo total vidro 1.000 ml t = 4 c 7 dias 
Formas de fosfato vidro 300 ml t = 4 c 24 horas 
Nitrogênio Amoniacal polietileno 
Polipropileno/ 
vidro 
1.000 ml H2SO4 conc. 
Até pH <2/t = 4 c 
7 dias 
 
 
Nitrogênio orgânico idem 1.000 ml H2SO4 conc. 
Até pH <2 
7 dias 
Nitrogênio Total idem 1.000 ml H2SO4 até pH <2 7 dias 
* OD vidro 1.000 ml 2 ml sulf.mag. 
2 ml al.iod. 
4 a 8 horas 
 
pH Polietileno, vidro 
ou polipropileno. 
200 ml -- -- 
Temperatura -- -- -- -- 
Turbidez idem 200 ml Evitar luz 24 horas 
Bacteriológico idem 125 ml 
250 ml 
refrigeração 
4 c 
 
08horas/24 horas 
Sólidos idem 1.000 ml t = 4 c 7 dias 
Cianeto idem 500ml NaOH pH >12 14 dias 
Sulfeto idem 200ml Lentilhas de NaOH + 
Acetato de Zico 2N 
 
7 dias 
Fenol idem 500ml H2SO4 conc. 
Até pH <2 
28 dias 
 
3 – PROCESSOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES 
 
 
Atualmente há um grande número de operações unitárias e processos em 
uso, cuja aplicação está relacionada às características dos efluentes e o grau 
de tratamento requerido. Estes processos e operações estão em contínua e 
intensiva investigação quanto à implementação e aplicação, e como resultado, 
muitas modificações e novos desenvolvimentos têm ocorrido para atingir os 
melhores níveis de tratamento exigidos pelas crescentes restrições ambientais. 
 
Embora a maioria dos compostos orgânicos encontrados nos efluentes 
possam ser prontamente tratados, o número de compostos que não são 
tratáveis ou de difícil remoção por processos convencionais, atualmente em 
uso, está aumentando. Como conseqüência disso, maior ênfase está sendo 
dado em tratamentos avançados para a remoção de componentes específicos. 
 
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21
Os métodos de tratamento nos quais predomina a aplicação de forças 
físicas são conhecidos como “operações unitárias ou processos físicos”. Como 
exemplo temos: gradeamento, mistura, floculação, sedimentação, flotação, 
secagem, etc. Métodos de tratamento nos quais a remoção de contaminantes 
é obtida por atividades químicas ou biológicas são conhecidos como 
“processos unitários”. 
 
Na tabela abaixo, estão relacionados diversos processos e operações e 
suas aplicações ao tratamento de efluentes. 
 
 TABELA 2 – Processos e operações com as suas aplicações no 
tratamento de efluentes. 
 
DESCRIÇÃO APLICAÇÃO OPERAÇÃO UNITÁRIA (FÍSICO) 
Destilação Remoção de sólidos dissolvidos, separação de efluente 
líquido para recuperação ou disposição. 
Evaporação: 
Secadores - Múltiplo efeito 
Adensamento de lodo, secagem de lodo, remoção de 
materiais voláteis, concentração de despejos líquidos. 
Filtração 
- Gravidade - Pressão - Vácuo 
Remoção de sólidos suspensos, adensamento de lodos. 
Diálise - Osmose Recuperação de materiais dos processos, remoção de 
sólidos dissolvidos, sais. 
Filtração tangencial 
- Microfiltração/Ultrafiltração 
Remoção de material orgânico, sólidos, colidais, e 
microorganismos. 
Filtração tangencial 
- Nanofiltração 
Remoção de compostos orgânicos, sólidos coloidais, 
microorganismos. 
Flotação: 
- Ar – dissolvido (FAD) 
- Ar – disperso - Gravidade 
Remoção de partículas sólidas, líquidos suspensos ou 
flutuantes, concentração de lodos. 
Transferência de gás: 
- Adsorção - Aeração - Stripping 
Adição e remoção de gases, remoção de óleos voláteis. 
Peneiramento: 
- Rotatório - Vibratório 
- Hidrodinâmica 
Remoção de materiais grosseiros e sólidos suspensos. 
Sedimentação: 
- Gravidade - Centrífuga 
Remoção de material particulado, lodo biológico, flocos 
químicos, concentração de lodo. 
Extração por solvente Remoção de substâncias solúveis específicas do despejo, 
recuperação de produtos solúveis. 
DESCRIÇÃO PROCESSOS QUÍMICOS UNITÁRIOS 
Adsorção Remoção de compostos orgânicos solúveis 
Coagulação-floculação Remoção de material coloidal 
Combustão Conversão de lodo a cinzas, redução de material orgânico, 
redução de volume. 
Troca de Íons Recuperação de íons específicos e compostos, remoção de 
compostos orgânicos ionizados e inorgânicos. 
Neutralização Controle de pH 
Ozonização Desinfecção, redução de DQO, Remoção de cor. 
DESCRIÇÃO PROCESSOS UNITÁRIOS BIOLÓGICOS 
Processos aeróbios: 
- Lodos Ativados - Lagoas 
- Filtros Biológicos 
Remoção de matéria orgânica dissolvida ou coloidal 
Processos aeróbios: 
- Reatores Anaeróbios 
- Digestor anaeróbio 
- Lagoas Anaeróbias - Lagoas 
Remoção de matéria orgânica dissolvida ou coloidal e 
estabilização de lodos orgânicos 
 
 
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De acordo com a seqüência de aplicação, tradicionalmente os processos 
e operações, citados acima, são classificados em quatro grupos: 
 
§ Tratamento preliminar ou pré-tratamento; 
§ Tratamento primário ou físico-químico; 
§ Tratamento secundário ou biológico; 
§ Tratamento terciário ou avançado. 
 
3.1. Processos de tratamento preliminares 
 
O tratamento primário tem por objetivo preparar o efluente para ser 
tratado, através da remoção de sólidos grosseiros, sedimentáveis ou flutuantes, 
que poderiam causar problemas na rede hidráulica, ou evitando-se grandes 
variações de vazão o que causaria problemas operacionais às unidades 
subseqüentes da estação de tratamento de efluentes. 
 
Algumas operações típicas: 
 
• Gradeamento 
 
Remoção de material grosseiro em suspensão; objetos flutuantes para 
proteger bombas, válvulas de retenção, tubulações e outros equipamentos 
mecânicos. 
 
• Peneiramento 
 
Principal finalidade é remoção de sólidos grosseiros dos efluentes com 
granulometria superior a 0,25 mm. Algumas peneiras típicas são: 
 
Peneiras estáticas: O efluente é alimentado pela parte superior, desce 
pela tela e passa para pela malha, caindo para a parte inferior, de onde 
direcionado para a próxima etapa, enquanto que os sólidos deslizam na tela 
inclinada sendo já separados da corrente líquida. 
 
Aplicação: papel e celulose para remoção de fibras; industria têxtil 
remoção de fios e fibras; frigoríficos, curtumes, sucos, alimentos remoção de 
sólidos suspensos. 
 
• Desarenação (caixade areia) 
 
Objetivo principal é reter substâncias inertes, como areias e sólidos 
minerais, facilmente sedimentáveis, para proteger e bombas, válvulas, 
tubulações de entupimentos e abrasão. 
 
• Equalização 
 
Tem como objetivos principais regular a vazão que deve ser o mais 
uniforme possível para as unidades subsequentes e homogeneizar e efluente 
 
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23
tornando o mais uniforme quanto ao pH, temperatura, turbidez, sólidos 
suspensos, DQO, DBO, cor, e outros parâmetros em geral. 
 
Variações bruscas de vazão, pH ou de concentração de determinado 
poluente, impossibilitam o funcionamento de correção de pH, floculadores, 
decantadores e podem provocar cargas de choque nos tratamentos biológicos. 
 
Características Gerais: 
 
- Densidade de potência 10 a 20 W/m3; 
- Formato quadrado com entrada em canto oposto à saída e 
agitação em sentido contrário; 
- Entrada por cima saída por baixo são utilizados recomendações 
gerais; 
- Bombas submersíveis e as afogadas são as mais utilizadas. 
 
As três variações básicas de equalização: nível constante, nível variável e 
com lagoa ou tanque de retenção. A equalização a nível constante não 
regulariza vazão, apenas uniformiza a carga em termos de concentração e 
serve para neutralizar. Na equalização a volume variável o efluente é retirado 
a volume constante, acarretando variações de volume. 
 
Esquema da equalização a volume variável: 
 
 Influente 
 Qi = f(t) 
 h = altura variável ∞ Efluente Qe = 
constante 
 
 
Na equalização com tanque ou lagoa de retenção o excesso de vazão é 
desviado para um tanque auxiliar, do qual haverá um escoamento controlado 
para o tanque de equalização. Este método é recomendado para equalização 
de concentração e vazão. 
 
Método de equalização com tanque ou lagoa auxiliar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tanque de 
equalização 
Tanque auxiliar 
Influente 
Vazão controlada
Efluente 
 
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Determinação do volume de equalização: Uma vez que o objetivo maior 
da equalização no tratamento de efluentes é regularizar a vazão, a 
determinação do volume é baseada na variação diária de vazão. Neste caso, a 
função do tanque de equalização é estocar vazões acima da média diária de 
descarga e descarregá-las quando a vazão é inferior a média. O volume 
exigido pode ser determinado do gráfico de variações de vazão como o tempo. 
Uma vez estimado o volume verifica-se o efeito na minimização de variações 
de concentração e carga. 
 
Existem casos particulares como em alguns curtumes que têm descarga 
de banhos alcalinos de manhã e banhos ácidos à tarde, nestes casos, seriam 
necessários 24 hrs para equalizá-los. 
 
Correção de pH 
 
 A necessidade de correção do pH depende da etapa subseqüente: 
coagulação/floculação ou tratamento biológico. Para a coagulação/floculação 
exige-se um pH ótimo para a formação dos flocos, o qual deve ser determinado 
através do método “Jar test”. Para os sistemas biológicos, dependerá das 
características do tipo de sistema utilizado, os quais serão discutidos adiante. 
 
Efluentes alcalinos é utilizado um produto acidificante: H2SO4 ou CO2. 
 
Efluentes ácidos: Água de cal, barrilha ou soda cáustica. 
 
3.2. Processos físicos e químicos – tratamentos primários e avançados 
 
Geralmente esses processos consistem na remoção de sólidos 
suspensos, sedimentáveis e não sedimentáveis de águas residuárias ou na 
remoção de componentes específicos que não foram removidos após o 
sistema biológico. Há um número grande de operações e processo aplicáveis 
atualmente, conforme pode mostrado na tabela anterior, dos quais os sistemas 
mais comuns serão abordados a seguir. 
 
Os processos físico-químicos são utilizados para a remoção de: 
 
- Poluentes inorgânicos; 
- Metais pesados; 
- Óleos e graxas; 
- Cor; 
- Sólidos sedimentáveis; 
- Sólidos em suspensão por coagulação/floculação; 
- Material orgânico não biodegradável; 
- Sólidos dissolvidos por precipitação química; 
- Compostos orgânicos através de oxidação química. 
 
Na escolha do tipo de tratamento, dois parâmetros são de grande 
importância para se avaliar qual é o mais próprio: a DBO e a DQO. 
 
 
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25
No caso em que a DQO seja menor que o dobro da DBO é bem razoável 
dizer que grande parte da matéria orgânica seja biodegradável em um 
tratamento biológico convencional. 
 
Se a DQO for muito maior do que o dobro da DBO (3 vezes , 4 vezes, ...), 
é possível que grande parte da matéria orgânica não seja biodegradável nos 
processos biológicos convencionais e seja necessário processos químicos e ou 
físico-químicos. 
 
Princípios básicos de Coagulação Floculação 
 
Nos efluentes em geral, parte dos sólidos em suspensão podem 
sedimentar naturalmente em função do tamanho e da densidade. No entanto, 
grandes partes dos sólidos, principalmente de componentes orgânicos, estão 
presentes em na forma distribuição coloidal. A tarefa da coagulação/floculação 
é simplesmente juntar as partículas de materiais dispersos colidais e aumentar 
o tamanho, de modo que possam ser separados por processos de 
sedimentação ou flotação. Mesmo em partículas que poderiam sedimentar 
naturalmente pode-se reduzir o tempo necessário para a sedimentação em 
função da floculação. 
 
Coagulação é um fenômeno bastante distinto da floculação, consistindo 
essencialmente na neutralização de cargas eletronegativas dos colóides 
presentes na água, ou então a chamada desestabilização dos colóides. 
Enquanto que a floculação trata-se da aglomeração dos colóides 
desestabilizados, resultantes de sucessivas colisões causadas por um 
processo externo de mistura. 
 
A ausência de coagulação/floculação significa maior carga orgânica 
imposta ao tratamento biológico e, deve-se avaliar os custos dos produtos 
químicos e das instalações necessárias e comparar os custos agregados ao 
tratamento biológico em função dessa carga. 
 
Coagulação 
 
A coagulação consiste basicamente na introdução de produtos capazes 
de neutralizar as cargas eletronegativas dos colóides presentes na água. O 
processo de coagulação, conforme praticado no tratamento de efluentes, 
envolve a desestabilização da suspensão de colóides seguida de floculação 
para gerar partículas grandes que possam subseqüentemente ser removidos 
por flotação. 
 
Para ocorrer a coagulação é necessário a desestabilização dos colóides, 
que pode ser realizada por: 
 
1. Abaixamento do Zeta Potencial pela adição de um eletrólito 
catiônico forte como o Al2(SO4)3. A dosagem do eletrólito catiônico é 
independente da concentração de colóide. 
 
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26
2. A adição de um eletrólito catiônico e um álcali resultando na 
formação de hidróxido metálico carregado, Mex(OH)yz+. As partículas são 
adsorvidas sobre o colóide. 
3. Aglomeração pela adição de polieletrólito suficiente para baixar o 
Zeta Potencial para zero. 
4. Coagulação mutua de polieletrólitos aniônico e catiônico em um 
sistema. 
5. Aglomeração de um colóide negativo com polieletrólito aniônico 
ou não-iônico. 
6. O pH deve estar próximo ou no ponto isoelétrico para atingir uma 
ótima formação de flóculo, o qual para o sulfato de alumínio é de 5 a 7. 
 
Uma desestabilização mais efetiva será conseguida do contato das 
partículas de colóide com microflóculos de hidróxidos metálicos carregados 
positivamente. O hidróxido metálico é gerado em menos de 0,1 segundo. 
 
Flóculos de alumínio e ferro tendem ser frágeis e facilmente dispersos 
pela agitação. É adicionado sílica ativada numa dosagem de 2 a 5 mg/l para 
aumentar a resistência do flóculo. 
 
A presença de sais tais como NaCl tenderá a diminuiro Zeta Potencial e 
aumentar a dosagem do coagulante. 
 
Surfactantes aniônicos também tendem a aumentar a estabilização do 
colóide e a dosagem do coagulante. 
 
A desestabilização também pode ser conseguida pela adição de um 
polímero catiônico, o qual pode levar o meio para o ponto isoelétrico sem a 
correção de pH. Embora polímeros catiônicos sejam 10 a 15 vezes mais 
efetivo como coagulante do que o alumínio, eles são considerados mais caros. 
 
Para a coagulação são utilizados misturadores mecânicos, tanque de 
mistura rápida (TRH = 0,5 – 1,5 min), ou misturadores hidráulicos como a 
Calha Parshal e a própria tubulações. 
 
Teoria da dupla camada elétrica 
 
A maior parte das substâncias adquire uma carga elétrica superficial 
quando postas em contato com um meio polar (exemplo meio aquoso); os 
possíveis mecanismos de criação dessa carga, pode ser a inonização, 
adsorção ou dissolução de íons. Ions de cargas opostas (conta-íons) são 
atraídos pela superfície e íons de mesmo sinal (co-íons) são repelidos pela 
superfície. Esse fato, mais a tendência de mistura pela agitação térmica, leva a 
formação de uma dupla camada elétrica (3), constituída por duas partes, uma 
superfície carregada e um meio polar em que se distribuem, de maneira difusa 
contra-íons (estes em excesso para manter a neutralidade) e co-íons. 
 
Zeta Potencial 
 
 
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27
 Grutsch e Mallatt descreveram que a estabilidade dos sistemas coloidais 
deve-se ao fato das partículas possuírem cargas elétricas iguais, o que causa 
repulsão entre as mesmas mantendo-as em suspensão. Esta carga superficial 
total é denominada de Potencial Zeta. 
 
A carga da maior parte das substâncias é negativa. O Zeta Potencial (Z) 
se deve ao fato de que os cátions têm uma maior tendência para serem 
hidratados, enquanto que os ânions, que são menores, menos hidratados e 
mais polarizados, tem maior tendência a serem adsorvidos. 
 
O tratamento químico, adição de polieletrólito ou ajuste de pH, tem por 
objetivo neutralizar ou reduzir a carga elétrica para diminuir a repulsão entre 
elas e permitir que se aproximem os suficientes para que as forças de Wan der 
Waals sejam mais efetivas. As forças de atração de Van der Waals causam a 
agregação das partículas formando aglomerados que podem ser separados por 
decantação flotação ou mesmo por filtração. 
 
A mistura do coagulante e o efluente provocam a hidrolização, que é a 
reação do eletrólito metálico com a alcalinidade, formando hidróxidos 
denominados de gel, produzindo na solução íons positivos. Estes 
desestabilizarão as cargas negativas dos colóides, reduzindo o Potencial Zeta 
para próximo de zero, denominado também de ponto isoelétrico, permitindo a 
aglomeração das partículas e, consequentemente, a formação de flocos. A 
reação do coagulante com a alcalinidade ocorre em curtíssimo espaço de 
tempo, aproximadamente 1 segundo. 
 
É importante salientar que para a desestabilização dos colóides utiliza-se 
compostos químicos (sais de Al, polieletrólitos, etc.), mas que uma superdose 
de reagentes pode produzir efeitos negativos na neutralização das cargas 
superficiais. 
 
Floculação 
 
 A floculação é a aglomeração dos colóides desestabilizados, resultantes 
de sucessivas colisões causadas por um processo externo de mistura. 
O mecanismo da floculação é totalmente diferente da coagulação, o 
agente floculante está presente principalmente em uma forma coloidal 
“unidimensional” e liga as partículas coloidais dos componentes do efluente 
através da formação de pontos umas com as outras. No estado 
desestabilizado, as partículas têm em torno de si macromoléculas, sem, no 
entanto, já estarem conectadas com as partículas vizinhas. O Potencial Zeta 
não tem nenhuma importância neste caso e em geral está próximo de zero. Os 
flocos formados por este mecanismo químico são volumosos e muitos bem 
flotáveis. 
 
A floculação é obtida principalmente através de floculantes inorgânicos ou 
polímeros orgânicos e também sob determinadas condições podem intensificar 
os efeitos conseguidos com sais metálicos. A agitação promove a colisão 
necessária entre os flocos, no entanto, é importante encontrar uma velocidade 
 
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28
relativa dos flocos uns com relação aos outros, de modo que seja alcançado o 
máximo de impurezas restantes, sem que, atinja uma velocidade de colisão tão 
alta que os flóculos sejam novamente destruídos. 
 
Basicamente o processo de floculação de partículas sólidas suspensas 
pode ser descrito através dos grupos de parâmetros: 
 
- parâmetros físico-químicos: 
- tipo e tamanho da partícula; 
- pH; 
- concentração e capacidade de troca iônica; 
- assim como o tipo e a quantidade de floculantes. 
- e os parâmetros físicos: 
- cinética de coagulação; 
- temperatura; 
- Influência da movimentação na formação de flocos 
- e Esforço de cisalhamento dos flocos. 
 
A determinação das condições de operação para uma boa coagulação e 
floculação, são avaliadas em testes de bancada chamada “Jar Test”. 
 
Flotação 
 
Princípios básicos do processo de flotação 
 
Entende-se por flotação o movimento ascendente de materiais sólidos 
e/ou líquidos insolúveis para a superfície de uma suspensão, a partir da qual o 
material flotado pode ser separado através de dispositivos de remoção 
adequados. 
 
A flotação pode ocorrer de forma natural quando existe um diferencial de 
densidade significativo entre o sólido (geralmente substâncias orgânicas pouco 
densas) relativo ao líquido do efluente que se deseja separar. No entanto, para 
a maior parte das aplicações indústrias para se ter eficiência na remoção de 
partículas sólidas é necessário o uso de técnicas como injeção de bolhas de ar 
e auxiliares químicos de floculação, também chamada de flotação forçada. 
O fenômeno da flotação de um sólido ou aglomerado de sólidos obedece 
aos princípios ilustrados na figura abaixo(Navier Stokes): 
VL VL
E
P
Fay
VF VL
E
P
Fay
V
F
V
L
F
ax
 
Figura 2 – Esquema mostrando os princípios envolvidos no processo de 
flotação. 
 
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29
Condição de flotabilidade: 
 
Onde: 
 
P = peso do sólido ou da gota particulada; 
E = empuxo; 
Fa = força de arraste ou de atrito entre a partícula e o meio líquido 
escoante; 
VL = velocidade do meio líquido; 
VF = velocidade terminal de flotação vertical; 
Quanto aos materiais flotáveis de um efluente podemos classificá-los em: 
 
a) Fortemente flotáveis (E>>P+Fay): 
 
Partículas ou aglomerado de partículas consistentes que conferem a 
força empuxo a predominância de arraste. São sistemas que possuem 
significativo diferencial de densidade e não precisam necessariamente de 
coadjuvantes de flotação. 
 
b) Fracamente flotáveis (E≅P+Fay): 
 
Em função do baixo diferencial de densidade, o tempo de residência para 
uma boa eficiência de flotação é muito alto, o que resulta em dimensões 
relativamente grandes para o flotador. Neste caso é necessário o uso de 
flotação forçada. 
 
 Flotação com ar dissolvido (FAD) 
 
Os diferentes processos de flotação diferenciam-se basicamente através 
do modo de obtenção de bolhas de ar. Enquanto que inicialmente a flotação 
de efluentes líquidos se tentava produzir a chamada água com bolhas, através 
da introdução de ar comprimido, hoje é preferido o emprego de água saturada 
com ar, que produz uma distribuição de bolhas de ar extremamente mais finas 
e homogêneas. 
 
Neste processo, inicialmente é dissolvido o ar no efluente sob pressão e 
expandido antes da entrada no tanque de flotação através de uma redução 
repentina de pressão, na qual o ar excedente é novamente liberado na forma 
de uma dispersão fina. Como a dissolução de ar necessita de tempo, o 
efluente bruto ou retorno de efluente clarificado é enriquecido com ar através 
de um vaso de pressão por um determinado tempo de retenção, a partirdo 
qual chega no tanque de flotação onde ocorre a expansão. Um esquema geral 
da flotação por ar dissolvido pode ser visto na Figura 3.2. 
 
A flotação forçada por injeção de ar dissolvido (FAD) é mais efetiva 
quando temos microbolhas de ar, as quais aderem com maior facilidade na 
superfície de matérias orgânicas, em função de tensões superficiais e também 
E>P+Fay 
 
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30
em matérias inorgânicas porosas. Resultando num acréscimo da força de 
empuxo que age sobre o sólido e aumentando a eficiência. 
 
Quanto menor o diâmetro das microbolhas, menor sua velocidade 
ascensional, consequentemente, a possibilidade das bolhas menores aderirem 
na superfície do sólido é maior. 
 
Para o caso do FAD, quanto maior a pressão na injeção de ar, menor os 
diâmetros das microbolhas, enquanto que, para o sistema de flotação por 
injeção de ar o tamanho das bolhas é função, basicamente, do diâmetro dos 
discos dispersores ou das características das palhetas e rotação das bombas 
aeradoras. 
 
Logo, a distância da superfície do líquido até os dispositivos de 
lançamento das bolhas ou microbolhas, bem como as localizações estratégicas 
dos mesmos, são fatores importantes de projeto. 
Figura 3 – Esquema geral do flotador com Ar Dissolvido (FAD). 
 
É indispensável a realização de testes laboratoriais com o efluente em 
estudo para determinação dos parâmetros de flotabilidade afim de se escolher 
o processo de flotação e projetá-lo. 
 
A flotação por ar dissolvido (FAD) tem sido largamente utilizada para a 
clarificação dos efluentes de processos antes de enviá-los ao tratamento 
biológico. Esta técnica tem sido considerada a mais eficiente. Um resultado 
desta clarificação é a redução da carga orgânica, através da remoção de óleos 
e graxas, sólidos suspensos totais, refletindo diretamente no processo de 
tratamento de efluentes. Também possibilita a recuperação do material flotado. 
 
A maioria dos equipamentos de flotação dos sistemas de tratamento de 
efluentes das indústrias de alimentos é precedida de uma etapa de 
condicionamento do efluente através do uso de coagulante e floculante para 
aumentar a eficiência do processo. O volume de flotado gerado do processo 
 
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31
FAD é usualmente de 1% a 5% do volume de efluente tratado e com teor de 
5% a 6 % de sólidos. 
 
Produtos químicos típicos utilizados na flotação: 
 
Coagulantes típicos – Sultato de alumínio, Cloreto férrico (dosagem 100 – 
1000 mg/L). 
 
Polímero – aniônico ou catiônicos (0,05 a 10 mg –princípio ativo/L). 
 
Produtos para correção de pH quando necessário 
 
Vantagens da flotação se comparado com a decantação: 
 
- Lodo mais concentrado; 
- Remoção de sólidos de difícil decantação; 
- Ocupa área e volume menores; 
- Tempo de Retenção Hidráulico de 10 a 15 min. 
 
Eficiências Médias de Remoção: 
 
- Sólidos suspensos: 65 a 90 % 
- Gorduras (óleos &graxas) 65 – 98 % 
- DBO5: 25 a 98 % 
 
Decantadores ou sedimentadores 
 
 São equipamentos utilizados para promover a separação de uma 
suspensão de partículas sólidas, ou flocos, diluídos em um meio líquido, pela 
força da gravidade. A fase sedimentada (lodo ou torta) terá um destino nobre 
ou não, porém o efluente de topo, que é a fase de interesse, poderá estar 
totalmente limpo ou contendo, ainda, sólidos e/ou líquidos imiscíveis flutuantes, 
dependendo do tipo de efluente, o qual será tratado posteriormente. 
 
Os princípios básicos da sedimentação são semelhantes aos da flotação. 
 
Os sedimentadores ou decantadores podem ser classificados: 
 
§ Quanto a sua finalidade: 
 
 - clarificadores - quando a fase que interessa é o líquido límpido; 
 - espessadores - quando a fase que interessa é a lama. 
 
§ Quanto ao processo: 
 
 - sedimentadores ou decantadores em batelada; 
 - sedimentadores ou decantadores contínuos. 
 
§ Quanto a concentração da suspensão: 
 
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32
 - sedimentação livre - para baixas concentrações de sólidos; 
 - sedimentação retardada ou obstada - para altas concentrações de 
sólidos; 
 
§ Quanto ao uso de coadjuvantes: 
 
 - sedimentação natural - quando não se faz uso de substâncias 
floculantes; 
- sedimentação forçada - quando se faz uso de floculantes para 
aumentar a velocidade de sedimentação. Os floculantes podem ser eletrólitos, 
coagulantes, tensoativos ou polieletrólitos. 
 
Os sedimentadores industriais são geralmente projetados para trabalhar 
continuamente, como mostra o esquema abaixo: 
al iment aç ão
saí da do 
lí quido 
lí mpi do
zona de
transição
zona de
espessamento
zona de 
c onc entração 
v ariável
lí quido 
lí mp ido
zona de concentração
uniforme
saída da
lama espessada
 
Figura 4 – Zonas de sedimentação num sedimentador contínuo. 
 
Existem inúmeros modelos de decantadores contínuos, cada qual 
projetado em função de fatores otimizantes ou especificação do próprio 
processo. 
 
Nas figuras abaixo temos alguns modelos típicos de decantadores 
verticais e horizontais, classificados de acordo com o sentido de escoamento 
do efluente. 
 
Verticais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Modelo típico decantador vertical com tração central. 
 
 
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33
Figura 6 – Modelo típico decantador vertical com compartimentação. 
 
 Horizontais 
 
Figura 7 – Modelo típico de decantador horizontal com esgotamento total. 
 
Os principais fatores que controlam a velocidade de sedimentação são as 
densidades dos sólidos e do líquido, forma e diâmetro das partículas, e a 
viscosidade do meio, que é influenciada pela temperatura. 
 
O projeto de decantadores e espessadores é feito como base em testes 
de decantação em provetas, onde se obtém as velocidades de sedimentação e 
espessamento do lodo em função das características dos flocos formados. 
 
Atualmente, utilizam-se decantadores com alta taxa cujo emprego de 
módulos ou placas, diminuem a turbulência. Nestes casos aplicam-se taxas de 
60 a 75 m3/m2 dia e TRH = 1,5 a 3 h. 
 
Manuseio e destino do lodo 
 
Os processo de tratamento biológico implicam na correspondente 
produção de biomassa, essencial para a renovação de células e com isto 
favorecer a distribuição de idade das mesmas no meio a tratar. 
 
Os sólidos suspensos no efluente final do tratamento, portanto, são 
compostos na sua maioria pelos diversos microorganismos participantes do 
processo biológico, além, é claro daqueles originários do processo decantação 
primária quando for necessário. A remoção dos sólidos é feita por decantação 
 
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34
e em alguns casos seguida de adensamento para aumentar a concentração. A 
partir desta etapa o lodo, já separado da corrente de efluente, ainda precisa ser 
tratado e dado uma destinação final o que será discutido a seguir. 
 
Os métodos mais utilizados para o tratamento e eliminação de sólidos 
suspensos (biomassa+sólidos suspensos no efluente) são: 
 
 - digestão anaeróbica; 
 - desidratação; 
 - secagem; 
 - incineração; 
 - compostagem. 
 
Desidratação do lodo: 
 
É a operação física empregada para reduzir o teor de umidade do lodo, 
por uma ou mais das seguintes razões: redução do custo de transporte para o 
local de disposição final; facilidade de manipulação; operação necessária antes 
da secagem ou posterior disposição em solo ou aterro industrial, dependendo 
de suas características. 
 
Alguns dos processos e equipamentos mais utilizados para esta operação 
serão apresentados abaixo: 
 
Filtro rotativo de correia (belt press): 
 
O filtro rotativo é continuamente alimentado com o lodo e o 
desaguamento envolve a aplicação de condicionantes químicos (polímeros), 
drenagem por gravidade e pressão mecânica. 
 
Na maioria dos tipos de filtro rotativo de correia, o lodo inicialmente passa 
por uma seção de drenagem por gravidade ondea maior parte da água livre é 
removida. Em algumas unidades, esta seção é auxiliada com vácuo. A seguir, 
aplica-se a pressão, onde o lodo é prensado entre cilindros com auxílio de telas 
de filtração. 
 
Este sistema de filtração normalmente consiste de bomba de alimentação 
de lodo, equipamento para a alimentação de polímero, tanque condicionador 
(floculador), um filtro "belt press" e sistema de suporte. 
 
A eficiência deste tipo de filtro depende da pressão aplicada ao lodo, 
tempo de retenção, tamanho das partículas formadas com auxílio de 
polieletrólitos, etc. A concentração final de sólidos é de 20 a 25%. 
 
 Filtro prensa: 
 
Em um filtro prensa, a remoção de água é feita forçando-se a água do 
lodo sob alta pressão. As vantagens para o filtro prensa são: alta concentração 
da torta de sólidos (30 a 40%); boa clarificação do filtrado. As desvantagens 
 
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35
são complexidade mecânica; alto custo com produtos químicos; operação e 
limitação na duração do tecido de filtração.Os filtros prensas são 
compreendidos de uma série de pratos metálicos, entre 50-100 pratos, 
suspendidos por barras laterais. O lodo é bombeado para dentro da câmara 
sob pressão para canais de alimentação e cada prato. 
 
Neste processo o ciclo operacional normalmente varia de 3-5 horas e os 
fatores mais relevantes para a velocidade de filtração são: escolha dos tecidos 
de filtro, pressão de bombeamento, filtrabilidade do teor de sólidos secos do 
lodo e condições do tecido filtrante. Este processo é principalmente usado para 
o lodo bruto, mas pode ser utilizado igualmente para o digerido, misturado e 
termicamente condicionado. Dependendo das características do lodo 
necessita de produtos condicionantes como cal e cloreto férrico ou polímero. 
 
Leito de secagem: 
 
Leitos de secagem de lodo são tanques rasos com um sistema de 
drenagem com camadas de meios filtrantes graduados, normalmente 100 mm 
de cascalho coberto com uma camada de areia de 25mm. É um dos métodos 
mais utilizados na redução da umidade do lodo. As principais vantagens dos 
leitos de secagem são o baixo custo e o alto teor de sólidos no produto secado. 
Estes são principalmente restritos a pequenas plantas de tratamento devido ao 
espaço requerido e problemas com odor e moscas. 
 
 
lodo
drenos
areia
cascalho
 
 
Figura 8 – Um leito de secagem de lodo. 
 
A base dos leitos tem leve inclinação para fora do meio filtrante, e o lodo é 
bombeado sobre o leito até uma altura de 150-300 mm. A retirada de água 
ocorre principalmente pela drenagem que é rápida nos primeiros dois dias e 
depois decresce progressivamente até que os sólido se tornem tão 
compactados sobre a superfície do meio filtrante que a drenagem cesse. O 
líquido drenado é retornado a planta de tratamento e então a evaporação se 
torna o maior responsável pelo processo de desidratação do lodo. A 
evaporação é afetada pelas condições ambientas, em particular o vento, 
umidade e radiação solar. 
 
O desempenho dos leitos de secagem depende do tipo de lodo, teor de 
sólidos iniciais, período de secagem, porosidade do meio e condições 
 
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36
ambientais. É possível obter teores de sólidos de 35 a 40%, em climas 
quentes, de 6-7 dias, mas em condições menos favorecidas, poderão ser 
necessários de 30 a 40 dias. 
 
Digestão anaeróbia: 
 
Os digestores anaeróbios de lodo são reatores utilizados para estabilizar 
os lodos concentrados produzidos durante o tratamento de esgotos, bem como 
de alguns efluentes industriais. Os digestores de lodo foram desenvolvidos 
após a constatação de que a digestão do lodo aquecido em tanque separado 
apresentava boa eficiência na estabilização. A partir de então muitos tipos de 
digestores foram desenvolvidos, com e sem aquecimento, de baixa e alta carga 
com e sem aquecimento. A massa global de sólidos suspensos, tanto aquela 
separada em processos primários como secundários, pode sofrer uma digestão 
anaeróbica, que é um processo biológico realizado em ausência total de 
oxigênio e visa principalmente a produção de biogás (mistura de metano e gás 
carbônico). 
 
Durante o processo de digestão ocorre a ação de diferentes tipos de 
microorganismo, cada qual com uma função específica, dependendo das 
condições de operação e composição do efluente. Inicialmente se dá a ação 
das bactérias hidrolíticas que transformam alguns hidrocarbonetos em 
açúcares e substâncias orgânicas simples, estas substâncias serão 
transformadas em "ácidos graxos voláteis" e acetatos pelas bactérias 
acidogênicas e acetogênicas, respectivamente; tanto os acetatos como os 
ácidos graxos voláteis são precursores da produção do biogás que poderá 
posteriormente ser aproveitado como combustível. 
 
 
Figura 9 – Desenho esquemático de um digestor de lodo 
 
A eficiência destes processos na remoção de sólidos voláteis é de 45 a 
50%. 
 
Características dos digestores. 
 
 
 
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37
DIGESTOR BAIXA TAXA ALTA TAXA 
Taxa de aplicação (kg SSV/m3.d) <1,2 1,2 a 6,0 
Tempo de detenção no reator (dias) 
- Não homogeneizado 
- Reator homogeneizado 
 
45 
30 
 
- 
> 15 
 
Secagem e incineração: 
 
 Pode-se reduzir grandes volumes de lodo a um pequeno volume de 
cinzas, que estão livres de matéria orgânica e, portanto, facilmente eliminável, 
por uma combinação de secagem aparente e incineração. Na secagem, as 
partículas de lodo em suspensão se encontram com uma corrente de gases 
quentes o que assegura, praticamente, uma eliminação instantânea da 
umidade. Depois de seco, o gás que contém as partículas de lodo, 
normalmente, passa por ciclones de separação, onde as partículas de lodo 
seco se separam dos gases úmidos. O teor de umidade do lodo final é de 
menos de 10%. 
 
 Dependendo das características do lodo (classificação de resíduos 
sólidos) será feita a sua disposição final, podendo ser desde a disposição em 
aterro industrial controlado ou até o uso com acondicionador. Poderá também 
ser queimado em câmara de combustão de fornos. Para eliminar os odores, 
depois da combustão, reutiliza-se os gases na câmara de combustão. Para 
eliminar as cinzas, o gás resfriado após a combustão passa por um sistema 
seletor de cinza. 
 
O valor do lodo como combustível varia bastante, dependendo do tipo e 
teor de sólidos voláteis. O calor liberado para vários tipos de lodo está abaixo: 
 
Tipo de lodo Calor combustão, BTU/lb sólido seco. 
Faixa típico 
Lodo tratamento primário 10.000 - 12.500 11.000 
Lodo ativado 7.000 - 10.000 9.000 
Lodo digerido 
anaerobiamente 
4.000 - 6.000 5.000 
Lodo trat. Primário 
precipitado quimicamente 
6.000 - 8.000 7.000 
Filtro biológico 7.000 - 10.000 8.500 
 
Compostagem: 
 
Compostagem é um processo no qual o material orgânico sofre 
degradação biológica para um produto final estável. Aproximadamente 20 a 
30% dos sólidos voláteis são convertidos a dióxido de carbono e água. Quando 
o material orgânico do lodo decompõe, o processo de compostagem eleva a 
temperatura para uma faixa de 50-70ºC, e os microorganismos patogênicos 
são destruídos. Após a compostagem o lodo pode ser usado como 
condicionador do solo, aplicado na agricultura ou horticultura ou para 
disposição final, dependendo é claro da sua classificação. 
 
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38
Fatores que afetam o tipo de sistema de compostagem são a natureza do 
lodo produzido, estabilização do lodo antes da compostagem, se houve alguma 
e o tipo de equipamento de desidratação e produtos químicos utilizados. 
 
A maioria das operações de compostagem consistem nas seguintes 
etapas básicas: mistura do lodo desidratado com um agente de correção e/ou 
um agente desagregador; aeração da pilha de compostagem por adição de ar 
ou, por turbina mecânica; recuperação do agente desagregador, se for usado; 
posteriorcura, estocagem e disposição final. Um agente de correção é um 
material orgânico adicionado, primariamente, para diminuir a densidade da 
pilha e aumentar os espaços vazios para aeração apropriada. Agentes de 
correção podem também ser usados para aumentar a quantidade de orgânicos 
degradáveis na mistura. Normalmente utiliza-se com essa finalidade serragens, 
palha de arroz, etc. Os agentes desagregadores mais utilizados, que 
aumentam ainda mais os espaços vazios são os cavacos de madeira. A 
aeração é requerida não somente para fornecimento de oxigênio, mas para 
controlar a temperatura da compostagem e remover o excesso de umidade. 
 
 Os três tipos de sistema de compostagem utilizados são: 
 
• Pilha estática: consiste de uma grade de aeração ou tubos 
de exaustão sobre a qual a mistura de lodo e o agente de suporte 
são colocados; 
• Canais de Ventilação (WINDROW); 
• Sistemas em vasos: neste caso a compostagem ocorre 
dentro de um container fechado. 
 
4 – TRATAMENTO BIOLÓGICO DE EFLUENTES 
 
 
A utilização de microorganismos nos processos de tratamento de águas 
residuária é realizada há mais de um século. Esta área vem se desenvolvendo 
de forma exponencial á medida que a microbiologia vem desvendando os 
mistérios do comportamento dos microorganismos na natureza. A biotecnologia 
aplicada ao tratamento de efluentes vem sendo utilizada principalmente para 
remoção da matéria orgânica, no entanto, os outros poluentes também podem 
ser removidos pela ação direta ou indireta dos microorganismos. Incluem-se 
entre os processos mais conhecidos a remoção de nitrogênio, fósforo, sulfato, 
além da remoção de metais pesados pelos processos de biolixiviação e 
biosorção. Contaminantes orgânicos tóxicos, antes considerados recalcitrantes 
ou até mesmo não biodegradáveis, vem mostrando-se passíveis de serem 
transformados biologicamente, principalmente devido à evolução e otimização 
dos diferentes compostos vem no sentido de extrair dos mesmos, fontes 
nutricionais e energéticas necessárias para o crescimento e funções 
metabólicas dos mesmos. 
 
O tratamento biológico de resíduos emprega a ação conjunta de espécies 
diferentes de microorganismos, em biorreatores, que operados sob 
determinadas condições resulta na estabilização dos mesmos. Em geral, os 
 
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39
diferentes tipos microbianos nos processos biológicos de tratamento atuam 
conjuntamente, formando uma verdadeira cadeia alimentar com interações 
nutricionais facultativas e obrigatórias. 
 
4.1. Introdução à microbiologia aplicada ao tratamento de efluentes 
 
A grande maioria dos processos biológicos de tratamento estão 
associados ao crescimento dos microorganismos envolvidos. Ou seja, à 
medida que o substrato (matéria orgânica e nutriente) vai sendo consumido 
(degradado), os microorganismos crescem proporcionalmente em massa. 
 
Degradação do substrato = crescimento microbiano proporcional. 
 
No entanto, a biotransformação de alguns compostos não tem sido 
associada a nenhum benefício para a célula, seja nutricional ou energético. 
Estes são casos muitos particulares, os quais não serão objetos deste curso. 
 
Nutrição e Nutrientes 
 
A composição química do meio é de importância fundamental nestes 
processos biológicos, sendo um fator determinante da predominância das 
populações de microorganismos que irão participar do mesmo. 
 
• Compostos doadores de elétrons (ou de hidrogênio): são compostos 
passíveis de oxidação, perdendo elétrons em reações REDOX. Ex. matéria 
orgânica. 
 
• Compostos receptores de elétrons (ou de hidrogênio): são compostos 
passíveis de redução, recebendo os elétrons dos doadores, em reações 
REDOX. Ex. matéria orgânica, O2, CO2, SO22- e NO3-. 
 
 
• Fontes de energia: compostos que ao serem metabolizados geram 
energia. Ex. compostos orgânicos, compostos inorgânicos e luz. 
 
• Fontes de carbono: compostos que ao serem metabolizados são 
transformados em matéria celular. Ex. compostos orgânicos e CO2. 
 
• Fontes de nitrogênio: NH3, NO3 e NO2 
 
• Nutrientes minerais: compostos essenciais para o crescimento. 
Macronutrientes (P, S, Na, Fe, Mg e Ca) e micronutrientes (Ni, Co, Zn, Bo, 
Mo, Se, etc.). 
 
• Fatores de crescimento: compostos essenciais para o crescimento que 
alguns microorganismos não sintetizam. Ex. vitaminas, aminoácidos, etc. 
 
A grande maioria das águas residuárias possui, além do seu conteúdo 
orgânico, uma composição bastante diversificada, contendo a maioria dos 
 
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40
compostos necessários para o crescimento dos microorganismos em geral. No 
entanto, aqueles nutrientes que são necessários em maiores quantidades 
devem estar atentos para verificar se os mesmos estão em quantidades 
suficientes. O nitrogênio e o fósforo são os de maior interesse. Portanto, é 
necessário que se verifique as concentrações proporcionais destes nutrientes 
em função da quantidade de matéria orgânica que se deseja degradar. 
 
Considerando que as moléculas de carbono devem combinar-se com as 
de nutrientes para gerar as moléculas da composição celular, um bom ponto de 
partida para avaliar as necessidades nutricionais é a análise elementar da 
composição celular. 
 
• Fórmula química média de microorganismos; 
 
Bactéria aeróbia: C5H7O2N 
 Anaeróbia: C5H9O3N 
 Leveduras: C5H12O3N 
 
Portanto, é de se imaginar que uma relação C:N 5:1, no caso de bactérias 
seria o ideal para atender estas necessidades. No entanto, deve-se considerar 
alguns fatos nesta análise: nem todo o carbono será utilizado para a 
composição celular, sob a forma disponível para os microorganismos; nem toda 
a matéria orgânica é biodegradável. Por isso, uma série de relações C:N 
podem ser encontradas na literatura, indicando como sendo a ideal para 
sustentar o crescimento dos microorganismos sem limitações nutricionais. Na 
realidade, estas relações são obtidas na prática, referindo-se para aqueles 
casos em particular. Deve-se ter cuidado na extrapolação destas quando se 
estuda um caso específico. 
 
• Relação carbono: nitrogênio (C:N) – 2:1 – 30:1 
 
• Relação DQO:N:P:S – 500:7:1:1 
 
Outra questão muito importante é com relação do que venha a ser 
considerado para substância tóxica. Na realidade, qualquer substância pode 
ser tóxica ou nutritiva para um microorganismo, dependendo da sua 
concentração no meio. Normalmente, considere-se tóxica aquela substância 
que em baixas concentrações provoca um efeito inibitório aos 
microorganismos, e contrariamente, uma substância nutritiva aquela que é 
necessária em altas concentrações para promover em franco desenvolvimento 
do mesmo. Além disso, quando duas ou mais substâncias estão em solução, 
elas podem ter um efeito sinérgico ou antagônico com relação à toxicidade. 
 
Algumas definições importantes: 
 
Metabolismo: são reações que ocorrem na célula para produzirem energia 
e para a síntese de composto necessário à vida e ao crescimento. 
 
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41
Catabolismo: são as reações metabólicas que ao final de uma seqüência 
irão gerar energia para as várias funções dos microorganismos. Geralmente 
estas reações estão associadas à degradação dos compostos orgânicos. 
 
Anabolismo: são as reações metabólicas que ao final de uma seqüência 
irão gerar um produto para as várias funções dos microorganismos. 
Geralmente estas reações estão associadas à síntese dos compostos 
orgânicos necessários ao crescimento. Nas reações de síntese energia é 
requerida. As reações anabólicas poderão ocorrer se energia suficiente nas 
reações catabólicas. 
 
Organismos Autotróficos: são aqueles que derivam seu carbono celular 
de dióxido de carbono. A energia pode ser suprida pelo sol (fotossíntese) ou 
por reação inorgânica de oxidação. 
 
Organismos Heterotróficos: derivam seu carbono celular a partir de 
compostos orgânicos. A energia necessária para a síntese