Tratamento Avancado de Efluentes_IFSUL

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TRATAMENTO AVANÇADO DE EFLUENTES
Michel David Gerber
INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE
UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL
Programa de Fomento ao Uso das
TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO E INFORMAÇÃO NOS CURSOS DE GRADUAÇÃO - TICS
Ministério da
Educação
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Instituto Federal Sul-rio-grandense
Produzido pela Equipe de Produção de Material Didático da 
Universidade Aberta do Brasil do Instituto Federal Sul-rio-grandense
TODOS OS DIREITOS RESERVADOS
Apostila de Tratamento Avançado de Efluentes
GERBER, M.
2012/1
INSTITUTO FEDERAL SUL-RIO-GRANDENSE
UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL
Programa de Fomento ao Uso das
TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO E INFORMAÇÃO NOS CURSOS DE GRADUAÇÃO - TICS
PRESIDÊNCIA DA REPÚBLICA
Dilma Rousseff
PRESIDENTE DA REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
Fernando Haddad
MINISTRO DO ESTADO DA EDUCAÇÃO
Luiz Cláudio Costa 
SECRETÁRIO DE EDUCAÇÃO SUPERIOR - SESU
Eliezer Moreira Pacheco
SECRETÁRIO DA EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
Luís Fernando Massonetto 
SECRETÁRIO DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA – SEED
Jorge Almeida Guimarães
PRESIDENTE DA COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE 
NÍVEL SUPERIOR - CAPES 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E 
TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE [IFSUL]
Antônio Carlos Barum Brod
REITOR
Daniel Espírito Santo Garcia
PRÓ-REITOR DE ADMINISTRAÇÃO E DE PLANEJAMENTO
Janete Otte
PRÓ-REITORA DE DESENVOLVIMENTO INSTITUCIONAL
Odeli Zanchet
PRÓ-REITOR DE ENSINO
Lúcio Almeida Hecktheuer
PRÓ-REITOR DE PESQUISA, INOVAÇÃO E PÓS-GRADUAÇÃO
Renato Louzada Meireles
PRÓ-REITOR DE EXTENSÃO
IF SUL-RIO-GRANDENSE
CAMPUS PELOTAS
José Carlos Pereira Nogueira
DIRETOR-GERAL DO CAMPUS PELOTAS
Clóris Maria Freire Dorow 
DIRETORA DE ENSINO
João Róger de Souza Sastre 
DIRETOR DE ADMINISTRAÇÃO E PLANEJAMENTO
Rafael Blank Leitzke 
DIRETOR DE PESQUISA E EXTENSÃO
Roger Luiz Albernaz de Araújo 
CHEFE DO DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR
IF SUL-RIO-GRANDENSE
DEPARTAMENTO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Luis Otoni Meireles Ribeiro
CHEFE DO DEPARTAMENTO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Beatriz Helena Zanotta Nunes
COORDENADORA DA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL – UAB/IFSUL
Marla Cristina da Silva Sopeña
COORDENADORA ADJUNTA DA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL – UAB/
IFSUL
Cinara Ourique do Nascimento
COORDENADORA DA ESCOLA TÉCNICA ABERTA DO BRASIL – E-TEC/IFSUL
Ricardo Lemos Sainz
COORDENADOR ADJUNTO DA ESCOLA TÉCNICA ABERTA DO BRASIL – E-TEC/
IFSUL
IF SUL-RIO-GRANDENSE
UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL
Beatriz Helena Zanotta Nunes
COORDENADORA DA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL – UAB/IFSUL
Marla Cristina da Silva Sopeña
COORDENADORA ADJUNTA DA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL – UAB/ 
IFSUL
Mauro Hallal dos Anjos
GESTOR DE PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO
PROGRAMA DE FOMENTO AO USO DAS TECNOLOGIAS 
DE COMUNICAÇÃO E INFORMAÇÃO NOS CURSOS DE 
GRADUAÇÃO –TICs 
Raquel Paiva Godinho
GESTORA DO EDITAL DE TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO – 
TICS/IFSUL
Ana M. Lucena Cardoso
DESIGNER INSTRUCIONAL DO EDITAL TICS
Lúcia Helena Gadret Rizzolo
REVISORA DO EDITAL TICS
EQUIPE DE PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO – UAB/IFSUL
Lisiane Corrêa Gomes Silveira
GESTORA DA EQUIPE DE DESIGN
Denise Zarnottz Knabach
Felipe Rommel
Helena Guimarães de Faria
Lucas Quaresma Lopes
Tabata Afonso da Costa
EQUIPE DE DESIGN
Catiúcia Klug Schneider
GESTORA DE PRODUÇÃO DE VÍDEO
Gladimir Pinto da Silva 
PRODUTOR DE ÁUDIO E VÍDEO
Marcus Freitas Neves
EDITOR DE VÍDEO
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GESTOR DO AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAGEM
Giovani Portelinha Maia
GESTOR DE MANUTENÇÃO E SISTEMA DA INFORMAÇÃO
Anderson Hubner da Costa Fonseca
Carlo Camani Schneider
Efrain Becker Bartz
Jeferson de Oliveira Oliveira
Mishell Ferreira Weber
EQUIPE DE PROGRAMAÇÃO PARA WEB
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Tratamento Avançado de Efluentes
SUMÁRIO S
CONTENTS
GUIA DIDÁTICO ____________________________________________________________________________________________________9
UNIDADE A - REVISÃO DE CONTEÚDO ________________________________________________________________________ 13
Introdução ______________________________________________________________________________________________________________ 15
Requisitos legais aplicados ___________________________________________________________________________________________ 15
Formas de avaliação ___________________________________________________________________________________________________ 18
Características dos efluentes _________________________________________________________________________________________ 19
UNIDADE B - TRATAMENTO TERCIÁRIO ______________________________________________________________________ 23
Objetivos _________________________________________________________________________________________________________________ 25
Remoção de fósforo ____________________________________________________________________________________________________ 26
Remoção de nitrogênio ________________________________________________________________________________________________ 29
Exercícios I ______________________________________________________________________________________________________________ 35
Remoção de nitrogênio e fósforo em sistemas naturais de tratamento _______________________________________ 36
Exercícios II _____________________________________________________________________________________________________________ 42
Exercícios III ____________________________________________________________________________________________________________ 50
Remoção de sólidos suspensos e dissolvidos remanescentes ___________________________________________________ 50
Desinfecção de efluentes ______________________________________________________________________________________________ 57
UNIDADE C - TRATAMENTO DE LODO ________________________________________________________________________ 63
Objetivos _________________________________________________________________________________________________________________ 65
Geração de lodos em ETEs ____________________________________________________________________________________________ 66
Exercícios IV ____________________________________________________________________________________________________________ 69
Adensamento de lodo _________________________________________________________________________________________________ 69
Exercícios V _____________________________________________________________________________________________________________ 71
Desaguamento de lodo ________________________________________________________________________________________________ 72
Exercícios VI ____________________________________________________________________________________________________________ 79
Tramamento e destinação do lodo de ETE _________________________________________________________________________ 80
Exercícios VII ___________________________________________________________________________________________________________ 83
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Guia Didático
Prezado(a) aluno (a),
o objetivo da disciplina de Tratamento Avançado é fornecer subsídios para a compreensão dos principais 
sistemas de tratamento terciário de efluentes e dos sistemas de tratamento de lodo de estações de 
tratamento de efluentes.
A disciplina é composta por 3 unidades:
a) Introdução, onde faremos uma breve revisão do conteúdo da disciplina de Controle de Efluentes, assim 
como dos requisitos legais pertinentes ao assunto em questão; 
b) Tratamento terciário, onde veremos os principais tipos de equipamentos e sistemas de tratamento, com 
ênfase para a remoção de nitrogênio e fósforo; 
c) Gerenciamento de lodo de ETE, onde serão apresentados os principais sistemas utilizados para 
adensamento e desaguamento do lodo.
Salienta-se ainda que nas Unidades B e C será apresentado aindao roteiro para dimensionamento básico 
de alguns equipamentos ou sistemas de tratamento utilizados.
Em relação aos critérios de avaliação, ao longo da disciplina serão solicitadas tarefas, como questionários, 
desafios ou exercícios, além da avaliação final que seria a elaboração do projeto de uma ETE dimensionada 
para a remoção de N e P e o projeto do sistema de gerenciamento do lodo gerado nessa estação.
Objetivo Geral
Fornecer subsídios para a compreensão dos principais sistemas de tratamento terciário de efluentes e 
dos sistemas de tratamento de lodo de estações de tratamento de efluentes.
Habilidades
• Conhecer os principais sistemas de tratamento de efluentes em nível terciário;
• Reconhecer os requisitos legais pertinentes ao tema;
• Conhecer os principais sistemas de remoção de nitrogênio e fósforo;
• Realizar o dimensionamento básico sobre a remoção de nitrogênio e fósforo;
• Conhecer os principais sistemas de remoção de sólidos;
• Conhecer os aspectos sobre a desinfecção de efluentes;
• Conhecer os principais sistemas de desaguamento de lodo gerado em estações de tratamento de efluentes - ETEs;
• Realizar o dimensionamento básico sobre adensamento e desaguamento de lodo;
• Conhecer as principais formas de destinação de lodo de ETEs.
Avaliação
Avaliação dos alunos
O rendimento dos alunos será avaliado através das atividades propostas no curso e do instrumento de 
avaliação que ocorrerá em encontro presencial.
Avaliação da disciplina
Formativa: ao longo de seu desenvolvimento, o programa e os materiais da disciplina serão analisados 
APRESENTAÇÃO
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Tratamento Avançado de Efluentes
pelos alunos e equipe de professores.
Somativa: os alunos avaliarão a validade da disciplina para sua formação através de instrumento 
específico.
Programação
Primeira Semana
As atividades a serem desenvolvidas na primeira semana são: 
1. Apresentação em vídeo do professor, da disciplina e das formas de avaliação;
2. Apresentação de texto e fotografias sobre o conteúdo a ser desenvolvido – revisão de tratamento de efluente e 
requisitos legais aplicados;
3. Navegação em site de interesse. 
Segunda Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na segunda semana são: 
4. Apresentação de texto e fotografias sobre o conteúdo a ser desenvolvido: Objetivos do tratamento terciário, 
Principais equipamentos e sistemas de tratamento e remoção de fósforo;
Terceira Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na terceira semana são: 
5. Apresentação de texto e fotografias sobre remoção de nitrogênio: métodos químicos e biológicos;
6. Demonstração do cálculo do requisito de oxigênio e do requisito energético.
Quarta Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na quarta semana são: 
7. Apresentação de texto e fotografias sobre remoção biológica conjunta de N e P, ênfase para sistemas naturais de 
tratamento.
Quinta Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na quinta semana são: 
8. Apresentação de texto sobre o conteúdo a ser desenvolvido;
9. Apresentação dos principais critérios de dimensionamento de sistemas naturais de tratamento. 
Sexta Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na sexta semana são: 
10. Realização de exercícios sobre dimensionamento básico de sistemas naturais de tratamento.
Sétima Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na sétima semana são: 
11. Apresentação de texto e de fotografias sobre o conteúdo a ser desenvolvido: Remoção de metais, Remoção de 
sólidos suspensos, remoção de sólidos dissolvidos e Desinfecção de efluentes
Oitava Semana
As atividades a serem desenvolvidas na oitava semana são: 
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Guia Didático
12. Encontro presencial
13. Realização da 1ª. Avaliação
Nona Semana
As atividades a serem desenvolvidas na nona semana são: 
14. Apresentação de texto e de fotografias sobre gerenciamento de lodo em ETEs;
15. Demonstração de cálculo sobre geração de lodo em ETEs.
Décima Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na décima semana são: 
16. Apresentação de texto e de e de fotografias sobre adensamento e desaguamento de lodo;
17. Demonstração de cálculos para dimensionamento de Leitos de Secagem
Décima Primeira Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na décima primeira semana são: 
18. Apresentação de texto e fotografias sobre desaguamento de lodo em Filtro-prensa, Centrifuga, Prensa desaguadora;
19. Realização de exercícios sobre dimensionamento básico de um filtro-prensa;
20. Apresentação de vídeos sobre centrífugas e filtros-prensas.
Décima Segunda Semana
As atividades a serem desenvolvidas na décima segunda semana são: 
21. Apresentação de texto e fotografias sobre destinação final de lodo gerado em ETEs.
Décima Terceira Semana
As atividades a serem desenvolvidas na décima terceira semana são: 
22. Encontro presencial
23. Apresentação de trabalhos
Décima Quarta Semana 
As atividades a serem desenvolvidas na décima quarta semana são: 
24. Encontro presencial
25. Realização da 2ª. Avaliação
Referências:
METCALF & EDDY. Wastewater Engineering Treatment and Reuse. 4a ed. Boston: McGraw Hill, 2003.
NUNES, José Alves. Tratamento Físico-Químico de Águas Residuárias Industriais. 4ª Edição. Gráfica Editora J. Andrade 
Ltda. 2004
SPERLING, Marcos Von. Lodos Ativados. 2 Ed. Belo Horizonte : DESA : UFMG, 2002.
SPERLING, Marcos von, Princípios básicos do tratamento de esgotos. Belo Horizonte: DESA; UFMG, 1996.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Complementar:
SPERLING, marcos von. Lodos de esgotos: Tratamento e Disposição Final. Belo horizonte: DESA - UFMG, 2001.
PHILIPPI,L.& SEZERINO, P. Aplicação de Sistemas tipo Wetlands no tratamento de águas resíduárias: utilização de 
filtros plantados com macrófitas. Florianópolis: Ed. do Autor, 2004.
Currículo Professor-Autor
Michel David Gerber
Técnico em Química formado em 1985 pela ETFPEL, atualmente Instituto Federal Sul-rio-grandense. 
Engenheiro Agrônomo pela Universidade Federal de Pelotas, em 1992 e Especialista em Projeto de 
Tratamento de Efluentes, Resíduos e Emissões, pela Pontifícia Universidade Católica do Rio grande do 
Sul, em 1997. Mestre em Ciência e Tecnologia Agroindustrial, pela Universidade Federal de Pelotas, 
em 2002. Desde 2005, é professor no ensino técnico e superior do IF Sul-rio-grandense das disciplinas 
relacionadas ao tratamento de água e de efluentes.
< http://lattes.cnpq.br/6666598600875774 > 
 
Unidade A
Tratamento Avançado de EfluentesA Revisão de conteúdo
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Unidade A
Introdução
Relembrando o conteúdo da disciplina de Controles de Efluentes ...
A remoção dos contaminantes, visando o atendimento dos padrões de lançamento estabelecidos, 
constitui o objetivo do tratamento de efluentes.
Portanto, é fundamental o entendimento do que são os CONTAMINANTES e os PADRÕES DE LANÇAMENTO. 
CONTAMINANTES são os parâmetros de monitoramento, como DQO, DBO, NTK, etc., que são obtidos 
após a caracterização da amostra de efluente. Os PADRÕES DE LANÇAMENTO (ou de emissão) são 
estabelecidos pela legislação ambiental que, para nós do RS, estão listados nas Resoluções CONSEMA n° 
128/2006 e n° 129/2006.
Para atingir o objetivo, ou seja, remoção dos contaminantes, existem vários processos de tratamento, 
baseados em fenômenos ou princípios físicos, químicos e biológicos, ou ainda, em suas combinações. 
Com base nesses princípios, o tratamento de efluentes é usualmente classificado de acordo com os 
seguintes níveis: preliminar; primário; secundário e terciário.
Resumindo... 
O objetivo remoção de cada nível de tratamento é descrito na tabela a seguir.
Nível Remoção
Preliminar Sólidos grosseiros(materiais de maiores dimensões e areia)
Primário Sólidos em suspensão e sólidos sedimentáveis.
DBO em suspensão (matéria orgânica referente a sólidos em suspensão e sedimentáveis.
Secundário DBO em suspensão (matéria orgânica em suspensão, não removida no tratamento primário)
DBO solúvel
Terciário Nutrientes
Patogênicos
Metais
Sólidos suspensos e dissolvidos remanescentes
Cor, Odor, etc.
Requisitos legais aplicados
Os padrões de lançamento dos principais parâmetros de monitoramento podem ver visualizados na 
Resolução CONSEMA 128/2006, disponível para acesso no link Secretaria Estadual de Meio Ambiente 
<http://www.sema.rs.gov.br/>
Dica
Conforme pode ser verificado nessa Resolução, no artigo 10 estão listados TODOS os parâmetros a serem 
atendidos, ou seja, qualquer fonte poluidora deve atender a esses parâmetros e não somente àqueles listados 
na Licença de Operação.
REVISÃO DE CONTEÚDO
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Tratamento Avançado de Efluentes
Após verificarem essa Resolução, prestem atenção ao artigo 20, § I, onde consta a seguinte redação:
...Fica estabelecida a variação dos padrões de emissão para os parâmetros Nitrogênio Total 
Kjeldahl (NTK), Fósforo e Coliformes Termotolerantes ou Escherichia coli, devendo atender aos 
valores de concentração estabelecidos ou operarem com a eficiência mínima fixada em função 
das faixas de vazão abaixo referidas:
Faixa de
Vazão (m3/d)
Nitrogênio Total Kjeldahl Fósforo
Coliformes 
Termotolerantes
Conc.
(mgNTK/L)
Eficiência
NTK (%)
Nitrogênio
Amoniacal 
(mgNam/L)
Conc.
(mgP/L)
Eficiência
(%)
Conc.
(NMP/100 
mL)
Eficiência 
(%)
Q<100 20 75 20 4 75 105 95
100 ≤Q<1000 20 75 20 3 75 104 95
1000≤Q<10000 15 75 20 2 75 104 95
10000 ≤ Q 10 75 20 1 75 103 95
Entretanto, logo a seguir está escrito...
... Para o caso da opção por atendimento à eficiência mínima fixada para remoção de Nitrogênio 
Total Kjeldahl, deve ser atendido, concomitantemente, o limite máximo de 20 mg/L para 
Nitrogênio Amoniacal, para qualquer vazão de lançamento
Vejam também que no § 2, no caso de efluentes domésticos, a tabela de valores é:
Faixa de vazão Fósforo Total Coliformes Termotolerantes
(m3/d)
Concentração
(mg P/L)
Eficiência (%)
Concentração
(NMP/100 mL)
Eficiência (%)
Q < 200 - - - -
200 ≤ Q < 500 - - 106 90
500 ≤ Q < 1000 - - 105 95
1000 ≤ Q < 2000 3 75 105 95
2000 ≤ Q < 10000 2 75 104 95
10000 ≤ Q 1 75 103 99
O que podemos observar? 
... que para pequenas vazões não são cobrados atendimento a NTK, P e Coliformes Termotolerantes.
Mesmo assim, ainda há a questão do N amoniacal ...
Art. 22 Para qualquer vazão de lançamento deve ser atendido o padrão de 20mg/L para 
Nitrogênio Amoniacal.
Mais recentemente, o CONSEMA publicou a Resolução 245/2010, que fixou 
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Unidade A
... procedimentos para o licenciamento de Sistemas de Esgotamento Sanitário, considerando 
etapas de eficiência, a fim de alcançar progressivamente os padrões de emissão e os padrões das 
Classes dos corpos hídricos receptores.
Onde é possível verificar no artigo Art 4º. 
Para fins de obtenção de Licença de Operação dos SES1 novos é necessário o atendimento das 
condicionantes relacionadas abaixo:
I. implantação de ETE com tratamento para atendimento dos padrões de emissão referentes aos 
parâmetros DBO5 20°C, DQO e SS, determinados pela legislação em vigor;
II. ...
Art 5º. Os SES existentes poderão ser enquadrados nesta Resolução desde que apresentem o 
cronograma de atendimento às metas progressivas, visando ao atendimento dos padrões da 
legislação vigente e de acordo com o Plano de Saneamento.
Pensem o que na prática isso significa...
Também não podemos esquecer os requisitos legais em nível federal, disposto nas Resoluções CONAMA 
357/2005 e 430/2001, afinal, os padrões estaduais foram estabelecidos com bases nessas resoluções.
<http://www.mma.gov.br/port/conama/legiano.cfm?codlegitipo=3>
Vejam a seguir parte da CONAMA 430/2011 sobre padrões de emissão para efluentes domésticos.
Art. 21. Para o lançamento direto de efluentes oriundos de sistemas de tratamento de esgotos 
sanitários deverão ser obedecidas as seguintes condições e padrões específicos:
I - Condições de lançamento de efluentes:
...
d) Demanda Bioquímica de Oxigênio- DBO 5 dias, 20°C: máximo de 120 mg/L, sendo que este 
limite somente poderá ser ultrapassado no caso de efluente de sistema de tratamento com 
eficiência de remoção mínima de 60% de DBO, ou mediante estudo de autodepuração do corpo 
hídrico que comprove atendimento às metas do enquadramento do corpo receptor.
e) substâncias solúveis em hexano (óleos e graxas) até 100 mg/L;
Continuando, façam a leitura do Art. 21. 
§ 1º As condições e padrões de lançamento relacionados na Seção II, art. 16, incisos I e II desta 
Resolução poderão ser aplicáveis aos sistemas de tratamento de esgotos sanitários, a critério do 
órgão ambiental competente, em função das características locais, não sendo exigível o padrão de 
nitrogênio amoniacal total.
...
§ 3º Para a determinação da eficiência de remoção de carga poluidora em termos de DBO5 para 
sistemas de tratamento com lagoas de estabilização, a amostra do efluente deverá ser filtrada. 
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Tratamento Avançado de Efluentes
1. SES – sistema de esgotamento sanitário: conjunto de equipamentos que propiciam a coleta, o afastamento, o 
tratamento e a destinação final dos esgotos sanitários gerados na sua área de abrangência.
Compreenderam?
Em relação à toxicidade de efluentes, recomendo a leitura da Resolução n° 129/2006, disponível também 
no mesmo site da SEMA RS. Mais adiante, voltaremos a conversar sobre TOXICIDADE.
Atividade - Desafio
Para encerrar esse primeiro contato, lanço um DESAFIO para vocês:
A legislação estadual e federal privilegia as concessionárias pelo tratamento de efluentes 
domésticos em comparação com as indústrias?
Aguardo as respostas para a próxima aula.
Formas de Avaliação
Conforme já mencionado na aula inaugural, a avaliação da disciplina de TAE prevê a realização de desafio, 
questionários, soluções de problemas referente a dimensionamento, finalizando a apresentação de um 
projeto de uma Estação de Tratamento de Efluentes - ETE – dimensionada para a remoção de N e P e do 
projeto de gerenciamento de lodo dessa ETE.
Atividade - Revisão
Questões para serem respondidas em 1 (uma) semana:
a) Quais são os objetivos do tratamento terciário?
b) Quais são os principais nutrientes a serem removidos no tratamento terciário?
c) O que significa toxicidade em efluentes? 
Atividade - Projeto da ETE (avaliação final)
O trabalho prático previsto para ser apresentado ao final desta Disciplina pode ser entendido como uma 
continuidade do PROJETO da ETE, realizado na Disciplina de Controle de Efluentes. Nesse novo trabalho, 
a ênfase é para a remoção de Nitrogênio e de Fósforo, onde os alunos poderão optar em otimizar a ETE 
existente ou propor novos equipamentos ou sistemas de tratamento. Além disso, deverá ser também 
apresentado a gestão de lodo gerado na ETE, com dimensionamento dos sistemas de adensamento/
desaguamento e a indicação da provável destinação desse lodo.
A seguir será apresentada a descrição do trabalho prático:
• Deverão ser formados grupos onde cada um será responsável pelo dimensionamento de uma estação de 
tratamento de efluentes (individual ou no máximo de 4 alunos por grupo).
• Cada grupo pode escolher um tipo de efluente, porém, preferencialmente os grupos deverão seguir com o projeto 
iniciado na disciplina de Controle de Efluentes. NÃO serão admitidos mais de 2 grupos com o mesmo efluente. Caso 
não haja acordo entre os alunos, os temas serão sorteados.
• Cada grupo deverá apresentar o projeto emmeio digital (em Word) contendo no mínimo: Objetivo, descrição 
resumida do processo produtivo, pontos de geração de efluentes, justificativa da seleção de equipamentos e 
sistemas de tratamento, memorial de cálculo e bibliografia.
• Cada grupo também deverá apresentar oralmente o resumo do projeto para o tipo de efluente estudado, 
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Unidade A
preferencialmente em Power Point. A apresentação deverá ser de, no máximo 15 minutos.
• Após a apresentação oral, os alunos terão 1 semana para entregar a versão definitiva do PROJETO e da 
APRESENTAÇÃO, em meio digital.
Data da apresentação: na penúltima semana de aula
Características dos efluentes
A proposta é manter o tipo de efluente utilizado na Disciplina de Controle de Efluentes, porém trocas 
poderão ser permitidas desde que devidamente motivadas. A seguir, serão apresentadas as características 
a serem utilizadas nos projetos de remoção de N e P e para o gerenciamento do lodo gerado.
Matadouro de bovinos
Parâmetros Unidade Linha Verde Linha Vermelha
pH 6,0 7,5
DQO mg O2.L-1 3.000 9.000
DBO5 mg O2.L-1 1.500 3.000
Nitrogênio Total mg N. L-1 200 400
Fósforo Total mg P. L-1 40 20
Óleos e graxas mg.L-1 120 400
Sólidos Suspensos mg.L-1 3.000 1.200
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1 80 30
Vazão máxima diária m³.d-1 300 200
Vazão máxima horária m³.h-1 40 50
Suinocultura
Parâmetros Unidade Linha Verde
pH 6,0
DQO mg O2.L-1 10.000
DBO5 mg O2.L-1 4.000
Nitrogênio Total mg N. L-1 600
Fósforo Total mg P. L-1 300
Óleos e graxas mg.L-1 60
Sólidos Suspensos mg.L-1 4.000
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1 280
Vazão máxima diária m³.d-1 100
Vazão máxima horária m³.h-1 25
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Tratamento Avançado de Efluentes
Pescados
Parâmetros Unidade Linha Verde
pH 7,0
DQO mg O2.L-1 4.000
DBO5 mg O2.L-1 2.200
Nitrogênio Total mg N. L-1 220
Fósforo Total mg P. L-1 15
Óleos e graxas mg.L-1 260
Sólidos Suspensos mg.L-1 1.800
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1 60
Vazão máxima diária m³.d-1 200
Vazão máxima horária m³.h-1 30
Arroz parboilizado
Parâmetros Unidade Linha Verde
pH 5,0
DQO mg O2.L-1 2.600
DBO5 mg O2.L-1 1.300
Nitrogênio Total mg N. L-1 120
Fósforo Total mg P. L-1 85
Óleos e graxas mg.L-1 15
Sólidos Suspensos mg.L-1 800
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1 25
Vazão máxima diária m³.d-1 300
Vazão máxima horária m³.h-1 50
Pêssego em calda
Parâmetros Unidade Linha Verde
pH 11,0
DQO mg O2.L-1 8.000
DBO5 mg O2.L-1 5.000
Nitrogênio Total mg N. L-1 100
Fósforo Total mg P. L-1 20
Óleos e graxas mg.L-1 10
Sólidos Suspensos mg.L-1 4.000
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1 60
Vazão máxima diária m³.d-1 250
Vazão máxima horária m³.h-1 30
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Unidade A
Leite
Parâmetros Unidade Linha Verde
pH 10,0
DQO mg O2.L-1 4.000
DBO5 mg O2.L-1 2.000
Nitrogênio Total mg N. L-1 60
Fósforo Total mg P. L-1 20
Óleos e graxas mg.L-1 50
Sólidos Suspensos mg.L-1 1.800
Sólidos Sedimentáveis mL.L-1 6,0
Vazão máxima diária m³.d-1 350
Vazão máxima horária m³.h-1 40
B Tratamento terciárioUnidade BTratamento Avançado de Efluentes
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Unidade B
Objetivos do tratamento terciário
Prezados alunos,
continuando o assunto sobre tratamento terciário, vamos evidenciar quais são os objetivos principais 
desse nível de tratamento:
•	 Atender	às	exigências	da	legislação	nacional,	estadual	ou	exigências	específicas	(incluindo	toxicidade);
•	 Favorecer	o	reuso	do	efluente	tratado;
•	 Atender	às	normas	internas	e	corporativas	das	empresas.
Para atender a esses objetivos, podemos considerar que os principais equipamentos ou sistemas de 
tratamento em nível terciário visam à: 
•	 remoção	química	ou	biológica	de	fósforo;
•	 remoção	biológica	de	nitrogênio;
•	 remoção	de	nitrogênio	por	métodos	físicos	ou	químicos;
•	 remoção	combinada	de	N	e	P	por	métodos	biológicos;
•	 remoção	de	metais;
•	 remoção	de	sólidos	dissolvidos	ou	matéria	orgânica	dissolvida:	uso	de	carvão	ativado;	precipitação	química,	
troca	iônica,	filtração,	microfiltração,	ultrafiltração,	nanofiltração,	osmose	reversa;
•	 resinfecção.
A seleção de uma operação ou processo ou uma combinação de ambos depende:
•	 do	destino	do	efluente	tratado;
•	 da	natureza	deste	efluente;
•	 da	compatibilidade	das	operações	e	processos;
•	 dos	meios	disponíveis	para	a	destinação	final	do	efluente	tratado;
•	 do	destino	final	dos	resíduos	gerados	no	tratamento;
•	 da	viabilidade		econômica	destas	combinações.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
UNIDADE B
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Tratamento Avançado de Efluentes
Remoção de fósforo
Remoção físico-química de fósforo
A coagulação química e posteriormente a precipitação do fósforo é um método eficaz para a remoção 
desse nutriente dos esgotos sanitários ou efluentes industriais. Os metais comumente utilizados para este 
fim são o cálcio (Ca2+), o ferro (Fe3+) ou alumínio (Al3+). Os produtos normalmente empregados são a cal 
[Ca(OH)2], o sulfato de alumínio [Al2(SO4)3.18H2O], o cloreto férrico (FeCl3), o sulfato férrico [Fe2(SO4)3], e 
o hidroxicloreto de alumínio, vulgarmente denominado policloreto de alumínio [Aln(OH)mCl3n-m]. 
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Unidade B
Polímeros também podem ser eficientemente aplicados, funcionando como auxiliares de floculação.
A reação entre estes íons está apresentada a seguir:
Fe+3 + PO4
-3 = FePO4 insolúvel
Al+3 + PO4
-3 = AlPO4 insolúvel
Ca(OH)2 + PO4
-3 = (Ca5(OH)4(PO4)2)
A remoção de fósforo pode ser obtida por sedimentação ou flotação, tanto no nível primário como no 
nível terciário de tratamento. Em ambos os casos, recomenda-se a realização de teste de bancada (jar 
test) para determinação da concentração adequada de coagulante, com base no teor residual desejado 
de fósforo.
Dependendo do sistema de tratamento utilizado (decantação ou flotação) e do floculante utilizado, 
podem-se alcançar índices de remoção entre 30 e 75% nessa etapa da ETE.
Remoção biológica de fósforo
A remoção de fósforo em sistemas biológicos está limitada a sua incorporação no lodo bacteriano ou na 
forma de algas, dependendo do tipo de tratamento utilizado. Em lagoas de estabilização a remoção de P 
pode ser obtida pela:
•	 retirada	do	fósforo	contido	nas	algas	e	bactérias;
•	 sedimentação	do	fósforo	contidos	nos	sólidos;
•	 precipitação	de	fosfatos	em	condições	de	elevado	pH.
Entretanto, se o sistema de lagoas não possuir um dispositivo de remoção efetiva de algas, a remoção 
de P pode não ser efetiva. Outro problema observado em lagoas de estabilização é possibilidade de 
ressolubilização de fósforo que estava retido no lodo ao efluente.
Nesse tipo de sistema, como por exemplo em lagoas facultativas e aeradas, a eficiência de remoção 
usualmente é inferior a 35%.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Em reatores biológicos tipo lodo ativado é possível aumentar essa remoção com a introdução de 
condições anaeróbias antes das condições aeróbias, utilizando reatores tipo UASB por exemplo. Em um 
ambiente de ausência de oxigênio dissolvido e de nitrato, bactérias específicas (Acinetobacter) para 
assimilar a matéria orgânica passam a quebrar as reservas energéticas ATP – ADP, liberando o P da 
massa bacteriana para o meio líquido. 
Nas zonas anóxicas e aeróbias subsequentes, há uma incorporação maior de fosfato pelo lodo ativo, que 
é removido através da descarga de lodo de excesso. Nesses casos,a remoção de fósforo pode chegar a 
60-75%, bem superior a observada em sistemas aeróbios típicos.
A figura a seguir apresenta o modelo esquemático sugerido pelos autores de referência:
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Unidade B
Remoção de nitrogênio
Remoção físico- química de nitrogênio
A remoção de amônia por arraste de ar, também conhecida por stripping, pode ser resumida da seguinte 
forma: 
•	 ajuste	do	pH	do	efluente,	para	facilitar	o	arraste	de	N	–	NH3;
•	 agitação	com	introdução	de	ar	
Em função do pH do efluente , o nitrogênio amoniacal pode ocorrer na água como íon amônio (NH4+) 
ou gás amônia (NH3-).
NH3 + H2O = NH4+ + OH
-
A Figura a seguir apresenta graficamente a distribuição do nitrogênio amoniacal em função do pH. 
A eficiência de remoção do nitrogênio amoniacal por arraste de ar é extremamente dependente do pH 
do efluente, o qual determina a parcela que pode ser removida por volatilização para a atmosfera. Isto 
significa que o nitrogênio amoniacal deve, inicialmente, ser convertido ao gás amônia (pelo ajuste do pH 
para valores próximo a 11) para posterior transferência para a atmosfera por um determinado fluxo de 
ar.
A reação também é dependente da temperatura, ou seja, quanto menor for a temperatura, maior será a 
solubilidade da amônia, portanto, mais difícil de ser removida. Alguns autores justificam a manutenção 
da temperatura entre 24 e 30°C, entretanto, pode ser também verificado em artigos ou site de fabricantes 
a indicação de temperaturas maiores, chegando a 60 - 80° C. Valores muito elevados de temperaturas são 
difíceis de serem mantidos em condições reais de operação, além de representarem custos adicionais.
O ajuste do pH é normalmente realizado com a utilização de cal ou soda cáustica. Como as características 
dos efluentes são muito variadas, não existe uma solução que se aplique a todos os casos, então, o mais 
recomendado é realizar testes de bancada antes de definir qual a dosagem mais adequada para o efluente 
em questão.
 A separação do gás amônia é realizada em torres de aeração ou de gotejamento (também denominadas 
torres de stripping) que são similares a torres de resfriamento.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Remoção biológica de Nitrogênio
As formas predominantes são o nitrogênio orgânico e a amônia. Estes dois, conjuntamente, são 
determinados em laboratório pelo método Kjedahl, constituindo o assim denominado Nitrogênio 
Kjedahl Total (NKT). 
As demais formas de nitrogênio, como nitrito e nitrato, são usualmente de menor importância nos 
efluentes e de difícil detecção analítica.
Em resumo, tem-se:
NTK = nitrogênio amoniacal + nitrogênio orgânico
NT (nitrogênio total)= N-NH3+ N – org. + NO2 + NO3 
Os métodos clássicos de remoção de nitrogênio envolvem dois processos:
•	 Nitrificação:	conversão	do	nitrogênio	amoniacal	a	nitrato;
•	 Denitrificação:	conversão	do	nitrato	a	nitrogênio	gasoso.
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Unidade B
A nitrificação é um processo biológico que ocorre naturalmente em sistemas onde existam condições 
aeróbias e a presença de nitrogênio amoniacal. A nitrificação pode ser realizada por microorganismos 
em leito fixo ou em cultivo suspenso. 
O nitrogênio na forma de amônia converte-se em nitrato em duas fases, mediante as bactérias nitrificantes 
autotróficas, segundo as reações:
1a Reação: NH4+ + 3/2 O2 ⟶NO2- + 2H
+ + H2O (Nitrossomonas)
2a Reação: NO2- + ½ O2 ⟶NO3- (Nitrobacter)
Reação Total: NH4+ + 2 O2 ⟶ NO3- + 2H
+ + H2O
Parâmetros importantes na cinética da nitrificação:
•	 temperatura:	10-	35°	(	abaixo	de	8°	não	ocorre)
•	 pH:	entre	7,5	a	8,5	(	ótimo:	8,4)
•	 Oxigênio	dissolvido:	>	1,0	mg/L
•	 Alcalinidade	requerida:	7,1	mgCaCO3/mg	N	amoniacal	rem.
•	 Oxigênio	requerido:	4,6	mgO2/mg	N	amoniacal	rem.
•	 Produção	de	biomassa:	0,1	g	SSV/g	N	amoniacal	rem.
A denitrificação biológica envolve a redução do nitrato a nitrito e do nitrito a nitrogênio gasoso. O 
nitrito e o nitrato fornecem oxigênio para respiração microbiana da própria reação de denitrificação. 
Assim sendo, a condição adequada para a denitrificação - oxigênio ausente, mas com nitrato presente, 
chamada de anóxica.
As reações de obtenção de energia podem representar-se por:
1a reação: 6NO3- + 2CH3OH ⟶ 6NO2- + 2CO2 + 4H2O
2a reação: 6NO2- + 3CH3OH ⟶ 3N2 + 3CO2 + 3H2O + 6OH
-
Reação Total: 6NO3- + 5CH3OH ⟶ 5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH
-
Sistemas biológicos de remoção de Nitrogênio
Os principais sistemas para a remoção biológica de nitrogênio (nitrificação/denitrificação) podem ser 
resumidos da seguinte forma:
•	 Pré-denitrificação	(remoção	de	nitrogênio	com	carbono	do	esgoto	bruto).
•	 Pós-denitrificação	(remoção	de	nitrogênio	com	carbono	da	respiração	endógena).
•	 Processo	Bardenpho	de	quatro	estágios.
•	 Reatores	de	operação	intermitente	(batelada).
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Tratamento Avançado de Efluentes
Pré-denitrificação (remoção de nitrogênio com carbono do esgoto afluente): 
O reator possui uma zona anóxica seguida pela zona aeróbia. A nitrificação ocorre na zona aeróbia, 
conduzindo à formação de nitratos. Os nitratos são direcionados à zona anóxica, por meio de recirculação 
interna. Na zona anóxica, os nitratos são convertidos a nitrogênio gasoso, escapando para a atmosfera.
As vantagens desse sistema são:
•	 menor	tempo	de	detenção	na	zona	anóxica,	comparado	ao	arranjo	de	pós-denitrificação;
•	 redução	do	consumo	de	oxigênio,	face	à	estabilização	da	matéria	orgânica	utilizando	o	nitrato	como	receptor	
de	elétrons	na	zona	anóxica;
•	 possibilidade	da	redução	do	volume	da	zona	aeróbia,	em	decorrência	da	estabilização	de	parte	da	DBO	na	
zona	anóxica;
•	 não	há	necessidade	de	um	tanque	de	reaeração	separado,	como	no	arranjo	de	pós	denitrificação.
A principal desvantagem é a necessidade da vazão de recirculação interna bastante elevada, o que pode 
ser economicamente inviável.
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Unidade B
Pós nitrificação (Remoção de nitrogênio com carbono da respiração endógena): 
O reator compreende uma zona aeróbia seguida por uma zona anóxica e, opcionalmente, uma zona 
aeróbia final. A remoção de carbono e a produção de nitratos ocorrem na zona aeróbia. Os nitratos 
formados entram na zona anóxica, onde são reduzidos a nitrogênio gasoso. Dessa forma, não há 
necessidade de recirculações internas, como no sistema de pré-denitrificação. 
A desvantagem é que a denitrificação ocorre em condições endógenas, já que a maior parte do carbono 
orgânico a ser utilizado pelas bactérias denitrificantes já foi removida na zona aeróbia. Consequentemente, 
a taxa de denitrificação é menor, o que implica a necessidade de maiores tempos de detenção na zona 
anóxica, comparado com a alternativa de pré-desnitrificação.
Processo Bardenpho de quatro estágios
O processo Bardenpho corresponde a uma combinação dos dois arranjos anteriores, compreendendo 
uma pré-denitrificação e uma pós-denitrificação, além da zona de reaeração final. A eficiência de remoção 
de nitrogênio é bastante elevada, já que os nitratos não removidos na primeira zona anóxica têm uma 
segunda oportunidade de serem removidos, na segunda zona anóxica. 
A desvantagem é a necessidade de reatores com um volume total maior.
Reatores de operação intermitente (batelada)
Os sistemas por batelada são operados com etapas cíclicas. Cada ciclo é composto por uma sequência de 
etapas de enchimento, reação, sedimentação, esvaziamento e, eventualmente, repouso. 
Durante o período de enchimento, pode ocorrer alguma remoção de formas oxidadas de nitrogênio 
(principalmentenitratos), remanescentes do ciclo anterior. Tem-se, portanto, uma pré-desnitrificação 
com carbono orgânico do esgoto afluente.
Após a etapa de reação aeróbia, tem-se uma etapa anóxica, na qual ocorre a pós-desnitrificação, em 
condições endógenas.
A vantagem do sistema é a sua simplicidade conceitual, dispensando decantadores e recirculações 
separadas. 
A desvantagem é que o equipamento de aeração só funciona parte do tempo. Portanto, nos períodos de 
aeração a transferência de oxigênio terá que ser maior. Por essa razão, a quantidade de aeradores num 
sistema de bateladas necessita ser maior (maior potência instalada) que num sistema de fluxo contínuo 
sob as mesmas condições operacionais.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Dimensionamento básico 
Os sistemas biológicos descritos na aula passada estão basicamente dependentes das condições 
ambientais anteriormente citadas. Porém, talvez a mais importante seja o fornecimento da quantidade 
de oxigênio necessária a nitrificação: 4,6 mgO2/mg N amoniacal rem.
No dimensionamento básico é necessário calcular a necessidade de fornecimento de oxigênio (RO: 
requisito de oxigênio) para depois calcular o tamanho do aerador (ou outro sistema de fornecimento de 
oxigênio), denominado nesse estudo como RE (requisito energético).
Exemplos:
Quantos kg de oxigênio são necessários para nitrificar 100 kg de N – amoniacal?
100 kg NH3x 4,6 kg O2/Kg NH3 = 460 kg de O2
Considerando um efluente industrial com vazão de 100 m³.d-1 e com N amoniacal de 100 mg.L-1, qual o 
RO para atender ao padrão de emissão de 20 mg,L-1?
- Q x (Ne – Ns) x 4,6 = 100 m3.d-1 x (100 mg.L-1 - 20 mg.L-1) x 4,6 = 36.800 g.d-1 ou 36,8 kg O2.d
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Unidade B
E o RE para esse caso, qual seria?
•	 Primeiro	selecione	a	aerador	com	base	nas	informações	do	fabricante:	1,8	kg	O2/kW/h	
•	 Depois	aplique	o	coeficiente	de	segurança,	para	operação	em	escala	real:	50%
•	 Então,	na	verdade	o	aerador	fornece	0,9	kgO2/kW/h	(1,8	kgO2/kW/h	x	50%)	ou	21,6	kgO2/kW/d
Sendo assim, podemos calcular da seguinte forma:
21,6 kg O2/d - 1 kW
36,8 kg O2/d - X
Resposta: 1,7 kW ou 2,3 cv 
Está	claro?
Então, por fim, imagine a seguinte situação: Uma empresa já possui um sistema de tratamento aeróbio, 
dimensionado para a remoção de matéria-orgânica. A intenção do projetista é remover N de forma 
eficiente nesse mesmo reator, portanto, é necessário, pelo menos, aumentar o fornecimento de Oxigênio 
através do uso de aeradores. Sendo assim, determine o RO e o RE com base nas informações abaixo:
Q = 10 m³.h-1, DBOe = 1.000 g.m-3, DBOs = 200 g.m-3, NTKe 120 g.m-3 . NTKs = 20 g.m-3
•	 determine	a	carga	de	MO	a	ser	removida:	Q	x	(DBOe	–	DBOs)	=	192	kg	O2.d
-1
•	 determine	a	carga	de	N	a	ser	removida:	Q	x	(Ne	–	Ns)	x	4,6	=	110,4	kg	O2.d
-1
•	 o	RO	é	a	soma	de	192	kg	O2.d
-1	e		110,4	kg	O2.d
-1	=	302,4	kg	O2.d
-1
•	 selecione	a	aerador	com	base	nas	informações	do	fabricante:	1,2	kg	O2/kW/h
•	 depois	aplique	o	coeficiente	de	segurança,	para	operação	em	escala	real:	50%
•	 então,	na	verdade	o	aerador	fornece	0,6	kgO2/kW/h	(1,2	kgO2/kW/h	x	50%)	ou	14,4	kgO2/kW/d
•	 agora,	é	só	calcular	o	RE:
14,4 kg O2/d - 1 kW
302,4 kg O2/d - X
Resposta: 21 kW ou aprox. 28 cv
Atividade
RO e RE
Questões para serem respondidas em 1 (uma) semana:
1.	 Considerando	um	efluente	industrial	com	vazão	de	50	m³.d-1	e		N-NH3	de	100	mg.L
-1,	qual	o	RO	para	atender	
ao	padrão	de	emissão	de	20	mg.L-1?
2.	 Determine	o	RO	e	o	RE	com	base	nas	informações	a	seguir:	Q	=	150	m³.d-1,	DBOe	=	2.000g.m-3,	DBOs	=	240	
g.m-3,	NTKe	150	g.m-3	.	NTKs	=	20	g.m-3	;	EO	1,2	kg	O2/kW.h
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Tratamento Avançado de Efluentes
Remoção de nitrogênio e fósforo em sistemas 
naturais de tratamento
A remoção de nutrientes em sistemas naturais prevê a utilização de lagoas de estabilização, banhados 
construídos ou wetlands ou aplicação ao solo. A discussão de sistemas de lagoas já foi realizada 
anteriormente, portanto, a seguir serão apresentados apenas os fundamentos da remoção de N e P em 
sistemas do tipo Wetlands. 
Wetlands é o termo mais utilizado para estes sistemas de tratamento. São sistemas de transição entre 
sistemas aquáticos e sistemas terrestres, onde o nível d’água comumente está próximo ou na superfície 
da terra.
Existem dois tipos de sistemas de tratamento de efluentes com utilização de plantas aquáticas:
•	 Lagoas	com	macrófitas	aquáticas	flutuantes;
•	 Lagoas	com	macrófitas	emergentes.
A tecnologia utilizada nos Wetlands é totalmente diferente dos sistemas que preconizam a utilização dos 
aguapés (Eichornia spp.), em lagoas de tratamento. A utilização de aguapés nunca alcançou os resultados 
desejados e a formação de biomassa em excesso sempre foi o ponto negativo deste tratamento.
Os sistemas de tratamento que utilizam macrófitas aquáticas emergentes apresentam um grande 
potencial para serem utilizados no tratamento de efluentes industriais, domésticos e de atividades 
agrícolas, visando à remoção de cor, sólidos suspensos, nitrogênio, fósforo, material orgânico, metais, 
patogênicos entre outros parâmetros. 
Existem diversas denominações para esse sistema de tratamento;
•	 Constructed	Wetlands.
•	 Root	Zone.
•	 Humedales	construídos.
•	 PKA	(Pflanzen	Kläranlage).
•	 Banhados	construídos	/	artificiais.
•	 Zona	de	raízes.
•	 PAE	(Plantas	aquáticas	emergentes).
•	 Terras	úmidas.
Tipos de sistemas
Existem dois grandes sistemas tratamento que utilizam plantas aquáticas emergentes:
Sistemas de Superfície de Água Livre (SAL): 
O efluente circula somente sobre a superfície do solo, como nos Wetlands naturais. Os sistemas SAL 
podem ser naturais (com utilização de solo natural), ou construídos, onde, geralmente, é utilizada uma 
geomembrana ou materiais argilosos para impermeabilização do terreno.
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Unidade B
Sistema de Fluxo Sub-superficial (FSS): 
Nesses sistemas, não há formação de lâmina de água, o efluente circula através de uma matriz porosa de 
areia grossa ou brita, na qual estão presentes as raízes das macrófitas.
No Brasil, a preferência é pelo uso de sistemas de Fluxo Sub-Superficial (FSS), que podem ser divididos 
em dois tipos:
•	 Sistema	de	Fluxo	Horizontal	(SFH);
•	 Sistema	de	Fluxo	Vertical	(SFV):	ascendente	ou	descendente.
Existe ainda o chamado Sistema Combinado ou Híbrido, que consiste na utilização conjunta dos Sistemas 
de Fluxo Horizontal e de Fluxo Vertical, porém, construídos em células diferentes do mesmo sistema de 
tratamento.
Sistema de Fluxo Horizontal (SFH): 
Este sistema é chamado de fluxo horizontal porque o efluente percorre vagarosamente todas as camadas 
do solo artificial e desloca-se no sentido horizontal, desde a entrada até a saída do sistema. Durante este 
percurso, o efluente passa por zonas aeróbias, anaeróbias e anóxicas.
Na rizosfera, ao redor das raízes e dos rizomas das plantas, é formada uma zona aeróbia. Nesta zona, 
existe uma intensa vida microbiológica, favorecida pela capacidade de transporte do oxigênio atmosférico 
pelas plantas emergentes, por suas folhas, caules e hastes, até a zona de raízes. É nesta zona que ocorre 
a oxidação da matéria orgânica pelas bactérias heterotróficas, a oxidação do nitrogênio amoniacal a 
nitrito e a nitrato pelas bactérias autotróficas e a volatilização da amônia.
Na zona anóxica, ocorre a transformação do nitrato a nitrogênio gasoso, pelas bactérias heterotróficas e 
a oxidação da matéria orgânica, utilizando o nitrato como receptor de elétrons.
A zona anaeróbia, os índices de remoção de DBO são alcançados devido à alta capacidade de decomposição38
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Tratamento Avançado de Efluentes
das bactérias anaeróbias.
Sistema de Fluxo Vertical (SFV):
O efluente a ser tratado é distribuído de forma intermitente sobre a superfície da camada suporte, 
inundando-a uniformemente. Após, o efluente é drenado gradualmente, atravessando todas as camadas 
do leito construído no sentido vertical. A vazão deve ser controlada de modo a garantir que o efluente 
percorra todas as camadas antes de uma nova distribuição, permitindo que os espaços vazios sejam 
novamente preenchidos pelo ar. 
Este procedimento de inundação intermitente conduz a uma boa transferência de oxigênio. As bactérias 
responsáveis pela remoção de DBO e pela nitrificação estão presentes em todas as camadas do leito. 
Como nos SFH, as macrófitas também transferem oxigênio para a rizosfera, mas esta transferência é 
pequena quando comparada à transferência obtida no sistema SFV.
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Unidade B
Fatores de influência
Os principais fatores de influência em sistemas de tratamento tipo wetlands são:
•	 Regime	Hidrológico.
•	 Camada	suporte.
•	 Vegetação.
A interação desses fatores é que determina a eficiência de remoção de poluentes específicos. A seguir 
serão comentados alguns detalhes importantes de cada um desses fatores de influência.
Regime hidrológico:
Um estudo hidrológico compreende a avaliação do fluxo interno de água superficial, precipitação, 
fluxo interno da água no solo, evapotranspiração, fluxo externo de água superficial e infiltrações. O 
hidroperíodo, além de influenciar as propriedades das macrófitas, é considerado também como fator 
selecionador de espécies, afetando diretamente a sua distribuição espacial e temporal.
O Regime Hidrológico é influenciado por
•	 Porosidade	da	camada	suporte.	
•	 Volume	útil.
•	 Superfície	livre.
•	 Formato	dos	tanques.	
•	 Duração	de	Inundações.	
•	 Evapotranspiração	(clima).
Camada suporte
A constituição da camada suporte é fundamental para a construção do sistema com macrófitas 
emergentes. O tipo e a textura das camadas afetam física, química e biologicamente os mecanismos 
de remoção dos constituintes do efluente. Em Sistema de Fluxo Sub-superficial (FSS), comumente são 
utilizados seixos, brita e areia como camada suporte. 
As propriedades desejadas dos constituintes da camada suporte são:
•	 Permeabilidade:	permitir	o	livre	escoamento	do	efluente	entre	os	materiais	que	compõem	a	camada	suporte.
•	 Sustentação	das	plantas	adultas:	deve	permitir	a	sustentação	necessária	para	o	desenvolvimento	das	plantas	
até	a	idade	adulta.
•	 Favorecimento	ao	desenvolvimento	das	raízes:	para	que	as	raízes	das	plantas	selecionadas	possam	atingir	o	
grau	de	tratabilidade	proposto	pelo	projeto.
•	 Neutralidade:	cada	material	selecionado	não	deve	influenciar,	negativamente,	nas	características	do	efluente	
utilizado.
•	 Capacidade	de	filtração:	a	distribuição	das	camadas	dos	substratos	está	diretamente	ligada	à	capacidade	de	
remoção,	principalmente,	dos	nutrientes	do	sistema.
•	 Facilidade	de	aquisição	e	manejo:	a	fácil	aquisição	dos	materiais	utilizados	é	decisiva	para	sua	aplicabilidade	
no	projeto.	Os	materiais	utilizados	devem	ser	de	 fácil	manejo,	não	apresentando	características	nocivas	aos	
operários,	na	construção	e	operação	do	sistema.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Vegetação
A vegetação, denominada de macrófitas emergentes, possui papel determinante na remoção dos 
constituintes do efluente. A sua principal característica é captar oxigênio da atmosfera, através de suas 
folhas e hastes, e o transportar para a zona de raízes.
Macrófitas aquáticas emergentes são plantas que projetam suas raízes no interior do solo e mantêm 
suas principais superfícies fotossintéticas projetadas acima do nível d’água, permanentemente ou na 
maior parte do tempo. Possuem um tecido de sustentação muito mais resistente do que as macrófitas 
flutuantes, por isso, possuem uma maior capacidade de remoção e retenção de nutrientes.
As macrófitas aquáticas emergentes mais utilizadas em sistemas de tratamento na Europa e Estados 
Unidos incluem os gêneros Typha, Phragmites e Scirpus. No Brasil, a preferência por juncos (Scirpus sp) 
e taboas (Typha sp), entretanto, existem muitas espécies de plantas com potencial para utilização nesses 
sistemas.
No RS, a riqueza de espécies é grande, mas poucas são aquelas que têm eficiência de remoção comprovada. 
A Figura 22 apresenta a relação de macrófitas de maior ocorrência na planície costeira do Estado.
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Unidade B
Família Nome	Científico Nome	vulgar
Alismataceae Sagitaria lancifolia Sagitária
Echinodorus grandiflorus Chapéu de Couro
Cannaceae Canna glauca Caeté
Chenopodiaceal Atriplex montevidensis Atriplex
Cyperaceae Scirpus californicus Junco
Eleocharis Interstincta Tiririca
Cypereus giganteus Tiriricão
Conmbinaceae Floscopa glabrata Trapociraba
Euphorbiaceae Sebastiania schottiana Sarandi Vermelho
Phyllanthus sellowianus Sarandi Branco
Typhaceae Typha subulata Taboa
Typha domingensis Taboa
Typha latifolia Taboa
Poaceae Zizaniopsis bonariensis Espadana
Palha
Tabela 1: Macrófitas da planície costeira do Rio Grande do Sul
Fonte: Adaptado de Macrófitas Aquáticas da Planície Costeira do RS. Irgang & Gastal, 1996
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Tratamento Avançado de Efluentes
Mecanismo de remoção
Considerando as características das macrófitas emergentes e a profundidade da lagoa, poderão ser 
observadas 3 zonas distintas:
•	 Zona	Aeróbia	(Oxidada):	Oxidação	dos	sulfetos,	da	matéria	orgânica,	nitrificação	do	nitrogênio	amoniacal	e	
volatilização	da	amônia.	
•	 Zona	Anóxica:	Ocorre	a	denitificação.
•	 Zona	Anaeróbia	(Reduzida):	Ocorre	a	decomposição	da	matéria	orgânica	de	forma	anaeróbia.
Nos sistemas que utilizam macrófitas emergentes podem ser observados vários mecanismos de 
remoção envolvidos, dependendo do tipo de contaminante a ser removido. A tabela a seguir apresenta, 
resumidamente, os mecanismos de remoção dos principais parâmetros de monitoramento.
Parâmetro Mecanismo	de	Remoção
Sólidos Suspensos Totais Sedimentação/Filtração
DBO Degradação microbiológica (anaeróbia e aeróbia)
Sedimentação
Nitrogênio Nitrificação/Denitrificação
Volatilização da amônia
Absorção pelas raízes
Fósforo Imobilização (reações de adsorção – precipitação com alumínio, ferro, cálcio, 
outros minerais do solo.
Absorção pelas raízes
Patogênicos Sedimentação/Filtração
Radiação UV
Excreção de antibióticos pela planta e outras bactérias.
Tabela 2: Principais mecanismos de remoção
Fonte: WEF, 1994
A seguir faça a atividade de mecanismos de remoção.
Atividade - Mecanismos de remoção
Questões para serem respondidas em 1 (uma) semana:
1.	 Quais	os	principais	fatores	de	influência	em	sistemas	de	tratamento	tipo	wetlands?	Explique	resumidamente	
cada	um	deles.
2.	 Explique	como	ocorre	a	remoção	de	Fósforo	em	wetlands.
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Unidade B
Aspectos construtivos
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Tratamento Avançado de Efluentes
Plantio de mudas
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Unidade B
Dimensionamento básico
Existem vários critérios para o dimensionamento de sistemas de tratamento com plantas emergentes, 
mas os principais autores a nível mundial são:
•	 Reed
•	 Cooper
•	 Platzer
Atabela a seguir apresenta o resumo do preconizado por REED, aplicados a efluente doméstico.
Critério	de	dimensionamento Fluxo	superficial Fluxo	sub-superficial
Tempo de detenção Hidráulica (dia) 5 a 14 2 a 7
Taxa Máxima de Carregamento (KgDBO/ha.dia) 80 75
Profundidade do Substrato (cm) 10 a 50 10 a 100
Taxa de Carregamento Hidráulico (mm/dia) 7 a 60 2 a 30
Relação Comprimento: Largura 2:1 a 10:1 0,25:1 a 5:1
Tabela	3:	Resumo	REED
Fonte:	REED	(1992),	adaptado	pelo	Autor.
O dimensionamento preconizado por REED está baseado no coeficiente de remoção de matéria orgânica 
(K20).
DBOs = DBOe 
 (1 + K20 . td)
Onde:
•	 td	=	tempo	de	detenção	(d)
•	 DBOe	=	DBO	na	entrada	(mg	O2.L
-1)
•	 DBOs	=	DBO	na	saída	(mg	O2.L
-1)
•	 K20	=	coeficiente	de	remoção	de	matéria	orgânica	a	20°C
Ou, isolando o tempo de detenção, teremos:
td = _[(DBOe ÷ DBOs) – 1]_
 K20
Segundo esse autor, o coeficiente de remoção de matéria orgânica (K20) pode variar entre 0,86 e 1,84, 
com base na porosidade da camada suporte.
Vejam o exemplo a seguir:
Dimensione um sistema com plantas emergentes considerando um efluente com vazão (Q) de 10 m³.d-1 
e DBO de 2.000 mg.L-1.
•	 Selecione	o	K20	=	1,0
•	 Determine	qual	a	DBO	na	saída	do	tratamento	=	200	mg/L-1	
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Tratamento Avançado de Efluentes
Dica
Para	estimar	a	concentração	de	DBO	na	saída	do	tratamento,	normalmente	se	adota	o	padrão	de	lançamento	
ou	um	valor	20%	menor	que	o	padrão,	como	critério	de	segurança.
•	 Determine	o	tempo	de	detenção:
td = [(2.000 mg.L-1 ÷ 200 mg.L-1) – 1] = 10,5 dias
 0,86
•	 Calcule	o	volume	útil	necessário:
V = Q x td = 10 m³.d-1 x 10,5 dias = 105 m³
•	 Calcule	a	área	útil
A = V ÷ h = 105 m³ ÷ 0,8 m = 132 m²
Onde h é a profundidade útil da camada suporte
Fácil?		Eu	também	acho...
Outro método bastante utilizado é o preconizado por COOPER:
Ah = Q x (ln DBOe – lnDBOs)
 KDBO
Onde:
•	 Ah	=	área	superficial	necessária	(m²)
•	 Q	=	vazão	de	efluente	(m³.d-1)
•	 DBOe	=	DBO	na	entrada	(mg	O2.L
-1)
•	 DBOs	=	DBO	na	saída	(mg	O2.L
-1)
•	 KDBO	=	coeficiente	de	reação	(m.d-1),	normalmente	são	utilizados	valores	de	0,06	para	tratamento	secundário	
e	0,31	para	tratamento	terciário
Seguindo o mesmo exemplo (Q = 10 m³.d-1 e DBOe = 2.000 mg.L-1) o dimensionamento seria o seguinte:
Ah = 10 m³.d
-1 x (ln 2.000 – ln 200) = 383 m²
 0,06 m.d-1
Observaram a diferença de área entre os métodos? É normal isso acontecer, pois o KDBO está baseado no 
preconizado no Reino Unido...
Mas como dimensionar quando o efluente tem nitrogênio e fósforo no efluente???
Melhor é seguir o preconizado por COOPER ou PLATZER. Vejam agora o dimensionamento com base nos 
estudos de COOPER:
RO = Q x {(DBOe – DBOs) + [( NH3e - NH3s) x 4,6]} 
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Onde:
•	 RO=	requisito	de	oxigênio	(kg	O2.d
-1)
•	 Q	=	vazão	(m³.d-1)
•	 DBOe	=	DBO	na	entrada	(mg	O2.L
-1)
•	 DBOs	=	DBO	na	saída	(mg	O2.L
-1)
•	 NH3e	=	nitrogênio	amoniacal	na	entrada	(mg	N.L-1)
•	 NH3s	=	nitrogênio	amoniacal	na	saída	(mg	N.L-1)
•	 4,6	=	consumo	de	oxigênio	na	nitrificação	(g	O2	/	g	NH3	removido)
No	que	está	baseado	esse	método	de	dimensionamento?
Na capacidade do sistema de plantas emergentes em fornecer OXIGÊNIO para a oxidação da matéria 
orgânica e para a nitrificação do N.
As taxas de transferência de oxigênio citadas por diferentes autores podem ser resumidas da seguinte 
forma:
•	 Em	sistemas	de	fluxo	horizontal:	15	a	40	g	O2/m².	d	
•	 Em	sistemas	de	fluxo	vertical:	30	a	64	g	O2/m².	d
A área superficial mínima necessária seria calculada pela fórmula:
A = RO 
 Tx 
Então, utilizando o mesmo enunciado do exemplo utilizado:
Dimensione um sistema com plantas emergentes considerando um efluente com vazão (Q) de 10 m³.d-1 
e DBO de 2.000 mg.L-1.
Mas acrescentando o valor de N-amoniacal de 100 mg.L-1, teríamos a seguinte situação:
RO = 10 m³.d-1 x {( 2.000 g.m-3– 200 g.m-3) + [(100 g.m-3 – 20g.m-3) x 4,6]}
 RO = 21.680 g O2.d
-1
Esse RO equivaleria a uma área de:
A = RO = 21.680 g O2.d
-1
 Tx 40 g O2.m-².d
-1
A = 542 m²
Compreenderam?	
Por esse cálculo pudemos comprovar que para remover N + MO a necessidade de área é superior quando 
somente desejamos remover MO (matéria orgânica)
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Tratamento Avançado de Efluentes
Método empírico de remoção de fósforo 
Vimos assim os principais métodos de remoção de N em sistemas do tipo wetlands. Antes de fazer alguns 
exercícios, veremos a seguir um método empírico para a remoção de P nesse tipo de tratamento.
Diferente da DBO e do N que o sistema pode perder na forma de gases, o P fica retido no sistema na 
forma de massa verde (ou seca) ou na camada suporte.
Conforme apresentado anteriormente, o fósforo pode ser removido do efluente pela imobilização na 
camada suporte (reações de adsorção ou precipitação com alumínio, ferro, cálcio, etc.) ou pela absorção 
pelas raízes das macrófitas.
Sendo assim, podemos estimar a área de um sistema de wetlands através da capacidade de retenção de 
P do sistema. Estudos realizados no Brasil indicam que a remoção de fósforo varia entre 2 a 4 g.m-².d-1 
nesse tipo de tratamento.
Vamos	fazer	uma	simulação?
Considerando que um determinado efluente tem as seguintes características: vazão 25 m³.d-1 e fósforo 
de 20 mg.L-1, qual a área necessária para atender ao padrão de emissão de 4 mg.L-1?
•	 Primeiro	determine	a	carga	de	fósforo	a	ser	removida:
Carga P = 25 m³.d-1 x (20 mg.L-1 – 4 mg.L-1) = 400 g.d-1
•	 Agora	selecione	a	capacidade	remoção	de	P	por	área:
Adotado: 2 g.m-².d-1
•	 Por	fim,	determine	a	área	mínima	necessária:
Área: 400 g.d-1 ÷ 2 g.m-².d-1= 200 m²
Fácil	não?
Agora prestem a atenção no seguinte: quando estamos pensando em utilizar esse sistema de tratamento 
para remover N e P e ainda DBO remanescente temos que fazer pelo menos 2 simulações: área mínima 
para atender o padrão de Nitrogênio e área mínima para atender o padrão de fósforo! 
Imaginem o exemplo citado anteriormente, mas com a seguinte redação: 
Considerando que um determinado efluente tem as seguintes características: vazão 25 m³.d-1, 
fósforo de 20 mg.L-1 e N-amoniacal de 40 mg.L-1 , qual a área necessária para atender ao padrão 
de emissão de P= 4 mg.L-1 e N–NH3 = 20 mg.L
-1?
Para definir a área mínima de fósforo, vocês acabaram de fazer, mas recapitular:
•	 Primeiro	determine	a	carga	de	fósforo	a	ser	removida:	400	g.d-1
•	 Agora	selecione	a	capacidade	remoção	de	P	por	área:	2	g.m-².d-1
•	 Por	fim,	determine	a	área	mínima	necessária:	200	m²
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Unidade B
Mas qual a área mínima para atender a N–NH3? Exatamente como vocês fizeram na aula passada. 
Revisando ...
•	 Determine	o	RO	para	a	carga	de	nitrogênio	a	ser	removida:
RO: 25 m³.d-1x(40 mg.L-1–20 mg.L-1) x 4,6= 2.300 g O2.d
-1
•	 Selecione	a	taxa	de	transferência	de	Oxigênio=	30	g	O2.m
-2.d-1
•	 Calcule	a	área	mínima	necessária:
A = RO = 2.300 g O2.d
-1
 Tx 30 g O2.m
-².d-1
A = 76,7 m²
E	agora,	qual	área	adotar?	Sempre a maior área
No caso do exemplo a área necessária para atender o padrão de P é maior que a área para N, então a 
resposta para o problema seria 200 m² de área.
Faremos mais algumas simulações para depois deixar vocês fazerem os exercícios.
Considerando que um determinado efluente tem as seguintes características: vazão 10 m³.h-1, 
fósforo de 20 mg.L-1, NTK de 100, N-amoniacal de 80 mg.L-1, qual a área necessária para atender 
aos padrões de emissão estabelecidos?•	 Primeiro	determine	a	vazão	diária:	
Q = 10m³.h-1x 24 h = 240 m³.d-1
•	 Calcule	a	carga	de	N	a	ser	removida:	
Mas qual parâmetro utilizar, NTK ou N-NH3? Quando ocorre esse tipo de situação, podemos calcular o RO 
com os dois parâmetros e selecionamos aquele que apresentar maior valor.1
RONTK: 240 m³.d
-1x(100 mg.L-1–20 mg.L-1 22) x 4,6= 88,32 KgO2.d
-1
RONH3: 240 m³.d
-1x(80 mg.L-1–20 mg.L-1) x 4,6= 66,24 KgO2.d
-1
Qual é o maior? Aquele determinado pelo NTK, ou seja, 88,32 KgO2.d
-1
•	 Selecione	a	taxa	de	transferência	de	Oxigênio=	30	g	O2.m-2.d-1
•	 Calcule	a	área	mínima	necessária:
A = RO = 88.320 g O2.d
-1= 2.941 m²
 Tx 30 g O2.m
-².d-1 
•	 Agora	determinem	a	carga	de	fósforo	a	ser	removida:
Carga P = 240 m³.d-1 x (20 mg.L-1 – 3 mg.L-1) = 4,08 Kg P.d-1
•	 Agora	selecione	a	capacidade	remoção	de	P	por	área:
Adotado: 3 g.m-².d-1
1	 NTK	é	constituído	por	N-orgânico	e	N	–amoniacal.	Dependendo	da	forma	que	esse	N-orgânico	ocorre	no	efluente,	a	sua	
degradação	pode	gerar	N-amoniacal,	fenômeno	conhecido	por	amonificação.	Dessa	forma,	pode	ocorrer	um	incremento	de	
N-amoniacal	no	sistema,	demandando	maior	necessidade	de	Oxigênio.	No	caso	do	exemplo,	se	vocês	tivessem	adotado	o	
N-amoniacal	como	base	para	o	dimensionamento,	certamente	faltaria	oxigênio	no	sistema	para	promover	a	nitrificação.	
2	 De	onde	saiu	o	valor	do	padrão	de	emissão	de	NTK?	Da	Resolução	CONSEMA	128/06.	
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Tratamento Avançado de Efluentes
•	 Por	fim,	determine	a	área	mínima	necessária:
Área: 4.080 g.d-1 ÷ 3 g.m-².d-1= 1.360 m²
Nesse exemplo, área necessária para atender o padrão de Fósforo é menor que a área para Nitrogênio, 
então a área mínima ser adotada seria 2.941 m².
A seguir faça a série de exercícios da atividade
Atividade - Dimensionamento básico
A seguir, listo uma série de exercícios para fixar os critérios de dimensionamento básico para remoção 
de Nitrogênio e Fósforo. Para solução desses, vocês devem verificar as aulas anteriores.
1.	 Considerando	um	efluente	industrial	com	vazão	de	500	m³.d-1	e	com	N	amoniacal	de	200	mg.L-1,	qual	o	RO	
para	atender	ao	padrão	de	emissão	de	20	mg,L-1?
2.	 Um	determinado	efluente	apresenta	as	seguintes	características:	Q	=	15	m³.h-1,	NTK	150	mg.L-1,	DBO	1.100	
mg.L-1.	Com	base	nessas	informações,	determine	a	área	útil	de	um	sistema	de	tratamento	tipo	wetlands	para	
atender	aos	padrões	vigentes.
3.	 Uma	ETE	que	2.000	m³.d-1	de	efluente	sanitário	apresenta	valores	de	DBO	em	500	mg.L-1,	P	de	20	mg.L-1,	
N-NH3	de	35	mg.L
-1	e	de	NTK	em	50	mg.L-1	após	tratamento	em	reator	UASB.	Pergunta-se:
a.	 o	efluente	atende	aos	padrões	vigentes	com	base	na	Resolução	CONSEMA	128/06?	
b.	 se	não,	determine	a	área	em	um	sistema	com	plantas	emergentes	para	atender	aos	padrões	de	emissão.
4.	 Dimensione	um	sistema	com	plantas	emergentes	considerando	um	efluente	com	vazão	(Q)	de	20	m³.h-1	e	
DBO	de	600	mg.L-1.	Utilize	o	K20	=	0,86.
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Remoção de sólidos suspensos e dissolvidos 
remanescentes
Prezados alunos,
depois de analisarmos detalhadamente a remoção de Nitrogênio e Fósforo, damos continuidade ao 
conteúdo da disciplina ao entrarmos em REMOÇÃO de sólidos remanescentes.
Dentro desse assunto, veremos:
1.	 uso	de	carvão	ativado;
2.	 filtração,	microfiltração,	ultrafiltração;
3.	 osmose	reversa;
4.	 precipitação	química	para	remoção	de	metais;
5.	 troca	iônica;
1. Carvão ativado
Existem substâncias que agem como adsorventes, fixando em sua superfície os contaminantes de 
interesse. Dentre essas substâncias podemos citar o carvão ativado, turfa, cinza, casca de extração do 
tanino, zeolitas, entre outros.
O carvão ativado é um dos mais utilizados em efluentes industriais para remoção de cor, odor e também 
de contaminantes metálicos. São na maioria de origem vegetal, obtidos a partir de fontes renováveis, 
inclusive de resíduos agroindustriais. 
Os carvões ativados estão disponíveis na forma granulada e em pó. As aplicações em fase líquida podem 
requerer os tipos pulverizados (pó) ou granulados de carvão ativado, dependendo do objetivo de uso. 
Dentre as condicionantes que interferem no processo de tratamento, o tempo de contato é fundamental 
para a remoção dos contaminantes de interesse.
No caso de metais, na bibliografia podem ser encontrados tempos de detenção entre 15 e 60 min., mas 
não é incomum a indicação de tempos de até 2 horas por distribuidores desse produto.
Para a determinação da quantidade necessária, nada melhor que a realização de teste de bancada.
Vale salientar ainda que, atualmente, pode ser adquirida no mercado a suspensão de carvão ativado, ou 
seja, o carvão em pó previamente diluído em água. Para quem já trabalhou com carvão ativado em pó, 
sabe bem quanto é difícil seu manuseio.
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Tratamento Avançado de Efluentes
2. Filtração, microfiltração, ultrafiltração
O efluente após tratamento em sistemas biológicos pode conter ainda uma concentração elevada de 
sólidos em suspensão. Isto pode ocasionar uma diminuição na eficiência do sistema em remover DBO e 
Sólidos suspensos, tornando necessária a implantação de um sistema terciário para a remoção desses 
sólidos.
Dependendo do tamanho da partícula a ser removida, poderá ser implantado um sistema de filtração, 
microfiltração, nanofiltração ou osmose reversa. Quanto menor o tamanho da partícula, maior deverá 
ser o investimento no sistema de tratamento.
Observem as figuras a seguir:
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Filtração
Os sólidos suspensos podem ser removidos por filtração empregando filtros de areia similares ao 
do tratamento de águas. Entretanto, deve-se considerar a maior quantidade de sólidos suspensos no 
efluente, o que pode significar maior área de filtração e sistema de bombeamento compatível com a 
situação.
Os filtros podem ser por gravidade ou sobre pressão, dependendo da carga hidráulica. Após a colmatação 
do filtro é necessária a sua retrolavagem que pode ser feita com água e ou uma mistura de ar e água 
pressurizados. 
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Tratamento Avançado de Efluentes
Microfiltração
Ultrafiltração
O processo de ultrafiltração é comumente usado no tratamento de água potável em conformidade 
com as normas restritas. Entretanto, também vem sendo utilizado no tratamento de efluentes devido à 
elevada eficiência de remoção de partículas bastante pequenas.
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Unidade B
3. Osmose reversa
É um processo no qual a água se separa dos sais dissolvidos através da filtração em membrana 
semipermeável a uma pressão superior à pressão osmótica causada pelos sais dissolvidos nesta água. O 
princípio da osmose reversa ou inversa consiste em aplicar uma força bem superior à pressão osmótica 
no compartimento da solução concentrada. Ocorre a inversão de fluxo devido à pressão exercida no 
compartimento que contém solução concentrada, forçando a passagem de solvente e retendo o soluto.
A osmose reversa é utilizada na dessalinização e desmineralização de águas. Sua aplicação a efluentes é 
restrita, mas está em fase de ascensão.
Na maioria dos casos, são efluentes que contêm grande concentração de sais dissolvidos (cloretos, por 
exemplo) como salgadeiras de couro, de extração de petróleo, fertilizantes, tratamento de superfícies 
metálicas, etc.
O pré-tratamento previne a obstrução da membrana. Geralmente, é utilizada a precipitação química, 
carvão ativado, filtração, micro ou ultrafiltração.O rejeito é conduzido a um tanque de acumulação e 
evaporação.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Remoção de metais
É bem verdade que a remoção desses contaminantes pode ser realizada já no nível primário de 
tratamento, então quando nos referimos ao tratamento terciário, estamos considerando uma remoção 
complementar.
Além	do	atendimento	à	legislação,	o	que	podemos	considerar	importante	na	remoção	de	metais?
Metais são potencialmente tóxicos a diversos níveis tróficos33, portanto, mesmo que em pequenas 
concentrações podem conferir toxicidade no efluente tratado bem como causar alterações indesejáveis 
no corpo receptor.
As formas em que os metais encontram-se em solução determinam o tipo de tratamento a ser utilizado. 
A remoção de metais pode ser realizada por:
•	 precipitação	química;
3	 Nível	 Trófico:	 posição	de	um	organismo	na	 cadeia	 trófica.	 Ex:	A	Resolução	CONSEMA	129/06	preconiza	 a	 realização	de	
ensaios	de	toxicidade	em	3	níveis	tróficos:	peixes,	algas	e	microcrustáceos.
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Unidade B
•	 adsorção	em	carvão	ativado,	zeolitas,	etc;
•	 ultrafiltração;
•	 osmose	reversa;
•	 troca	iônica;
•	 entre	outros.
Precipitação química
Conforme vimos na Disciplina de Controle de Efluente, contaminantes como Cobre, Chumbo, Níquel, 
Cromo etc., podem ser removidos na forma do hidróxido correspondente. Para a remoção de metais de 
efluentes é necessário conhecer a faixa ótima de pH para precipitação para cada metal a ser removido. A 
Tabela a seguir apresenta a curva de solubilidade de metais em função do pH da amostra.
Como cada metal possui uma faixa diferente de precipitação na forma de hidróxido, é comum no 
tratamento de efluentes industriais onde existam mais de 1 tipo de metal a ser removido, ter linhas de 
tratamento setoriais com tratamento diferenciado ou uma sequência de decantadores, onde é realizado 
o ajuste de pH em função do metal a ser removido.
Além da precipitação com hidróxidos, também é possível realizar a precipitação com o uso de sulfeto 
(usando H2S, Na2S, FeS, etc.)
O lodo gerado poderá ser classificado como perigoso ou não perigoso, conforme os metais que serão 
removidos.
Troca iônica
O objetivo do sistema de tratamento com uso de resina de troca iônica é cátions (Zn+2, Cu+2, Ni+2, etc.) 
ou anions como nitratos, fosfatos, entre outros. A técnica consiste basicamente na fixação desses íons em 
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uma resina sintética, que “captura” os contaminantes de interesse e liberam outros íons menos tóxicos 
para o efluente.
Basicamente existem 2 tipos de trocadores:
•	 Trocadores	de	cátions:	são	capazes	de	reter	cátions	da	solução	permutando	por	íons	de	sódio	ou	nitrogênio.
•	 Trocadores	de	ânions:	são	capazes	de	reter	ânion	da	solução	permutando	por	íons	oxidrila.
As resinas depois de certo tempo de uso perdem sua capacidade de troca, mas podem ser regeneradas. 
No caso dos trocadores de cátions, antes se faz a lavagem da coluna em contra corrente para retirar os 
sólidos; após, com uma solução de NaCl, se for utilizado o ciclo do sódio ou com uma solução de ácido 
sulfúrico ou clorídrico, se for utilizado o ciclo do hidrogênio.
Já para trocadores de ânion, antes se faz a lavagem da coluna em contracorrente para retirar os sólidos e 
após se faz a lavagem da coluna com uma solução de hidróxido de sódio ou hidróxido de amônio.
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Desinfecção de efluentes
A grande deficiência de saneamento básico em várias regiões brasileiras expõe um grande número de 
pessoas a riscos inaceitáveis de contaminação por patogênicos. O volume de efluentes sanitários ou 
industriais lançados nos recursos hídricos, em estado bruto ou insuficientemente tratado, constitui uma 
expressiva carga de organismos patogênicos no meio ambiente. Mesmo nos locais onde há estações de 
tratamento, são grandes os riscos de contaminação de pessoas pelo contato direto ou indireto com esses 
efluentes.
A transmissão de organismos patogênicos ao homem pode ocorrer por ingestão direta de água não 
tratada; ingestão direta de água tratada de má qualidade; ingestão de alimentos contaminados; ou pela 
infecção resultante do contato da pele com água ou solo contaminados. Essas rotas de transmissão 
evidenciam a necessidade de controle da qualidade das águas utilizadas para recreação, das fontes de 
abastecimento de água para consumo humano e irrigação, assim como dos alimentos e do solo. 
A desinfecção de efluentes tem por objetivo principal a eliminação de organismos patogênicos, sendo 
sua eficiência de remoção monitorada pelo decaimento bacteriano através das análises de Coliformes 
Termotolerante ou de Escherichia Coli.
Em uma rápida pesquisa nos sites de buscas na internet, vocês encontrarão diversos trabalhos sobre 
métodos de desinfecção, alguns muito bons outros nem tanto. Mas em alguns aspectos há muita 
concordância entre os autores como em relação à classificação dos métodos.
A desinfecção pode ser realizada por meio de processos artificiais ou naturais. Tanto os processos 
artificiais como os naturais utilizam, isoladamente ou de forma combinada, agentes físicos e químicos 
para inativar os microorganismos de interesse. No caso dos processos naturais, ainda há a ação de 
agentes biológicos na inativação de patogênicos.
Dentre os processos naturais de tratamento podemos citas: lagoas de estabilização – facultativas, 
aeróbias ou de maturação; lagoas com plantas emergentes (wetands) e disposição controlada no solo.
Já entre os processos artificiais, podemos classificar os agentes desinfetantes de acordo com a sua ação 
ou mecanismo de destruição:
•	 Agentes	físicos:	aplicação	direta	de	energia	sob	forma	de	calor,	luz	(ex:	UV,	radiação	solar,	etc)
•	 Agentes	químicos:	substâncias	químicas	que	atuam	sobre	os	microrganismos.	Compreendem:	oxidantes	
(cloro,	Ozônio	(O3),	peróxido	de	hidrogênio	(H2O2)
O desempenho de determinado processo de desinfecção depende diretamente da resistência específica 
dos diferentes organismos patogênicos ao agente desinfetante bem como da maneira pela qual ocorre 
o escoamento do líquido em seu interior. Mesmo que determinado produto desinfetante seja fornecido 
em quantidade suficiente à inativação de determinada espécie de organismo, é fundamental que o 
contato entre o desinfetante e os organismos ocorra de forma adequada. Dessa forma, na seleção de um 
processo de desinfecção de efluentes devem ser considerados os seguintes aspectos:
•	 Natureza	do	desinfetante	e	dos	organismos	a	serem	eliminados;
•	 Concentração	do	desinfetante	e	dos	organismos	a	serem	eliminados;
•	 Tempo	de	contato	entre	desinfetante	o	efluente;
•	 Características	físico-químicas	do	efluente,	como	temperatura,	pH,	sólidos	em	suspensão,	etc.
•	 Custos	de	instalação	e	manutenção.
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Tratamento Avançado de Efluentes
Cloração
O cloro é o desinfetante mais utilizado para águas e esgotos. É uma tecnologia mundialmente conhecida, 
normalmente aplicada nas formas de cloro gasoso, hipoclorito de sódio ou cálcio. 
A ação desinfetante do cloro deve-se principalmente ao mecanismo de oxidação do material celular com 
danificação do material genético.
Os compostos de cloro adicionados ao efluente reagem formando ácido hipocloroso (HOCl) que se 
dissocia em OCl– e H+. A quantidade de HOCl e OCl– em solução depende do pH e é chamado de cloro 
residual livre disponível. O cloro também reage com a matéria orgânica presente no efluente, formando 
compostos organoclorados e cloraminas, conhecidos