Aula-05-e-06-Controle-de-Poluição-das-Águas-Tratamento-Efluentes-T3

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Fundamentos do 
Controle de Poluição 
das Águas
24/11/2018
Exercícios
3. Supondo que um efluente de indústria
têxtil, após equalização, acerto de pH e
adição de nutrientes, seja submetido a um
tratamento biológico através de um sistema
de lodos ativados e encaminhado a um rio
Classe 2, verifique o atendimento aos
Padrões de Emissão (PE) e de Qualidade do
Corpo Receptor (PQ) em relação a matéria
orgânica.
Caso o Padrão de Qualidade não seja
atendido, qual será a eficiência mínima, em
termos de DBO, e a vazão de Q7,10 do corpo
receptor para o atendimento?
• DBO efluente industrial bruto: 800,00 mg/L
• DBO efluente industrial tratado: 80,00 mg/L
• DBO do rio a montante do lançamento: 2,00
mg/L
• Q7,10 do rio: 12.000 m3/d
• Vazão média do efluente bruto: 600 m3/d
• Padrão de Emissão: eficiência mínima de
remoção de carga orgânica = 80%
• Padrão de Qualidade: DBO ≤ 5,00 mg/L O2
1. Atendimento a PE
COPOT = Q (m3/d) x DBOB (kg/m3) 
COPOT = 600 x 0,80 = 480 kg DBO/d
COREM = Q (m3/d) x DBOT (kg/m3) 
COREM = 600 x 0,08 = 48 kg DBO/d
E = COPOT - COREM x 100 = 480 – 48 x 100 = 90%
COPOT 480 
E = 90% > 80% Atende PE
2. Atendimento a PQ
DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (mg/L) + Q (m3/d) x DBOT (mg/L)
Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)
DBOM = 12.000 x 2,00 + 600 x 80 = 24.000 + 48.000
12.000 + 600 12.600
DBOM = 5,70 mg/L > 5,00 mg/L
Não atende PQ
3A. Atendimento a PQ (DBO máx. de lançamento)
DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (mg/L) + Q (m3/d) x DBOT (mg/L)
Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)
5,00 = 12.000 x 2,00 + 600 x DBOT (mg/L)
12.000 + 600
5,00 x 12.600 = 24.000 + 600 DBOT
DBOT = 63.000 – 24.000 = 65,00 mg/L 
600
E = DBOB – DBOT x 100 = 800 – 65 x 100
DBOB 800
E = 91,875%
3B. Atendimento a PQ (Vazão Q7,10 corpo receptor)
DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (mg/L) + Q (m3/d) x DBOT (mg/L)
Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)
5,00 = Q7,10 x 2,00 + 600 x 80 
Q7,10 + 600
5,00 x (Q7,10 + 600) = Q7,10 x 2,00 + 48.000
5,00 x Q7,10 + 3.000 = 2 x Q7,10 + 48.000
3,00 x Q7,10 = 45.000
Q7,10 = 15.000 m3/d
Portanto, para atendimento ao PQ, necessário melhorar 
eficiência do sistema de tratamento (E ≥ 91,875%) ou 
lançar o efluente em ponto onde Q7,10 ≥ 15.000 m3/d
4. Verifique apresentando os devidos
cálculos se ocorre ou não o atendimento
aos padrões de emissão (PE) e aos
padrões de qualidade (PQ) em relação a
matéria orgânica, indicando a eficiência
mínima do sistema de tratamento, dados:
Indústria Alimentícia
PE – Remoção mínima de 80% CO
PQ – DBO < 5,00 mg/L
Vazão efluente bruto = 100 m3/d
DBOB = 1.000 mg/L
DBOT = 100 mg/L
Vazão Q7,10 corpo receptor = 10.000 m3/d
DBORio = 3,00 mg/L
1. Atendimento a PE
E = DBOB – DBOT x 100 = 1.000 – 100 x 100 = 90% 
DBOB 1.000
COPOT = Q (m3/d) x DBOB (kg/m3) 
COPOT = 100 x 1,00 = 100 kg DBO/d
COREM = Q (m3/d) x DBOT (kg/m3) 
COREM = 100 x 0,10 = 10 kg DBO/d
E = COPOT - COREM x 100 = 100 – 10 x 100 = 90%
COPOT 100 
E = 90% > 80% Atende PE
2. Atendimento a PQ
DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (mg/L) + Q (m3/d) x DBOT (mg/L)
Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)
DBOM = 10.000 x 3,00 + 100 x 100 = 30.000 + 10.000
10.000 + 100 10.100
DBOM = 3,96 mg/L < 5,00 mg/L
Atende PQ
3. Atendimento a PQ (DBO máxima de lançamento)
DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (mg/L) + Q (m3/d) x DBOT (mg/L)
Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)
5,00 = 10.000 x 3,00 + 100 x DBOT (mg/L)
10.000 + 100
5,00 x 10.100 = 30.000 + 100 DBOT
DBOT = 50.500 – 30.000 = 205,00 mg/L 
100
E = DBOB – DBOT x 100 = 1.000 – 205 x 100 = 79,50% (*)
DBOB 1.000
(*) Para atender PE sistema de tratamento deverá ter 
eficiência mínima de 80%.
Estação de Tratamento 
Convencional
Tratamento de 
Lodo
Tratamento 
Preliminar
Tratamento 
Primário
Tratamento 
Secundário
Disposição 
Lodo
Efluente
Final
LodoEfluente 
Bruto
Lodo
Tratamento 
Terciário
Reuso
Tratamento 
Preliminar
Gradeamento
(Remoção de Sólidos Grosseiros)
• Finalidade: proteção de tubulações,
peças e equipamentos do sistema
de tratamento de esgotos.
• Dispositivos: barras de ferro ou aço
paralelas, verticais ou inclinadas,
com espaçamento adequado para
retenção de material sem produzir
grandes perdas de carga.
• Classificação das Grades:
• Inclinação: Limpeza Manual: 45º a 60º. 
Limpeza Mecânica: 70º a 90º.
Tipo de Grade Espaçamento 
(mm)
Seção Transversal 
Típica (pol.)
Grade 
Grosseira
40 a 100 3/8 x 2
3/8 x 2 ½
1/2 x 1 ½
1/2 x 2
Grade Média 20 a 40 5/26 x 2
3/8 x 1 ½
3/8 x 2
Grade Fina 10 a 20 1/4 x 1 ½
5/16 x 1 ½
3/8 x 1 ½
Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª Ed. 2005
Grade Manual
Grade Mecanizada
Grade Mecanizada – Esteira 
transportadora de resíduos
 Grade Grossa Grade Média
Gradeamento
(Remoção de Sólidos Grosseiros)
Peneiras
(Remoção de Sólidos Finos ou Fibrosos)
• Peneiras Estáticas:
- Retenção de material através do efeito 
do fluxo líquido durante o peneiramento;
- Não requer energia e não possui peças 
móveis;
- Ocupam maiores áreas;
- Abertura da malha da peneira: de 0,25 a 
2,5 mm.
Peneiras
(Remoção de Sólidos Finos ou Fibrosos)
Peneira Estática com 
parafuso transportador
Peneira Estática
Peneiras
(Remoção de Sólidos Finos ou Fibrosos)
• Peneiras Móveis:
- Principais tipos constituídos de cilindros 
giratórios formados por barras de aço 
inoxidável;
- Abertura da malha da peneira: 0,25 a 
2,50 mm;
- Classificação: de fluxo tangencial, axial 
e frontal;
Peneira Móvel de Fluxo Axial.
Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª Ed. 2005
Peneira Móvel de Fluxo Tangencial.
Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos 
Domésticos. 4ª Ed. 2005
Peneiras 
Rotativas
• Finalidade: proteção das instalações a
jusante e aos corpos receptores,
principalmente devido ao assoreamento.
• Remoção de partículas de 0,20 a 0,40 
mm
• Velocidade de escoamento de 0,30 m/s e 
de sedimentação de 0,02 m/s
Caixa de Areia
(Remoção de Areia)
• Dispositivos: caixa para retenção
através de sedimentação, sem a
deposição de matéria orgânica.
• O dispositivo de limpeza pode ser
manual ou mecânico com bandejas de
aço removidas por talha e carretilha,
raspadores, sistemas “air lift”, etc.
Caixa de Areia
(Remoção de Areia)
• Classificação das caixas de areia:
- Tipo canal com velocidade constante 
controlada por Calha Parshall;
- Seção quadrada em planta, com 
remoção mecanizada;
- Caixa de areia aerada;
- Caixa de areia tipo “Vortex”.
Caixa de Areia
(Remoção de Areia)
Caixa de Areia com 
velocidade 
controlada por Calha 
Parshall.
Caixa de Areia
(Remoção de Areia)
Caixa de Areia Mecanizada – ETE 
Piçarrão
Calha Parshall
Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª Ed. 2005
Q=K.hn
onde 
Q - vazão em m3/s 
K e n - coeficientes 
em função da 
largura de garganta 
h - lâmina d'água 
Expoente n e Coeficiente K
Garganta "W" W (m) n K
3" 0,076 1,547 0,176
6" 0,152 1,580 0,381
9" 0,229 1,530 0,535
1' 0,305 1,522 0,690
2' 0,610 1,550 1,426
3' 0,915 1,566 2,182
4' 1,220 1,578 2,935
6' 1,830 1,595 4,515
8' 2,440 1,606 6,101
Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª Ed. 2005
Calha Parshall
z – desnível entre o fundo da caixa de areia e o fundo da 
Calha Parshall (m)
z = Qmáx . hmín – Qmín . hmáx
Qmáx - Qmín
 45° 45°
1,50m
 11,50m
PLANTA
 0,25m Z = 10cm
 DEPÓSITO DE AREIA PARSHALL
 W = 9"
 11,50m
CORTE LONGITUDINAL
PARSHALL W = 9"
 YMAX. = 0,460M
• Finalidade:
- Evitar obstrução de tubulações;
- Evitar aderência e perturbações no 
funcionamento de equipamentos;
- Evitar a formação de odores e aspectos 
desagradáveis nas unidades posteriores.
Caixa de Gordura
(Remoção de Gorduras e Sólidos Flutuáveis)
• Classificação:
- Caixa de Gordura Domiciliar;
- Caixa de Gordura Coletiva;
- Dispositivo de Remoção de Gorduras em 
Decantadores;
- Tanques Aerados por Ar Comprimido;
- Separadores de Óleo;
- Tanques de Flotação por Ar Dissolvido.
Caixa de Gordura
(Remoçãode Gorduras e Sólidos Flutuáveis)
• Finalidade: Tornar constante o fluxo (vazão) e a 
carga orgânica / inorgânica do efluente na 
entrada do tratamento.
• Vantagens:
- Minimizar cargas de choque no tratamento 
biológico;
- Manter carga de sólidos constante, 
aumentando a eficiência dos tratamentos 
primário e secundário;
- Maior controle na dosagem e adição de 
reagentes;
- Funcionar como pulmão dando maior 
flexibilidade operacional.
Tanque de Equalização
Processos de 
Separação de 
Sólidos
• Finalidade: reter parte dos sólidos
sedimentáveis, bem como o material que
tende a flotar. Reduz a carga orgânica,
minimizando os custos de implantação e
operação no tratamento biológico.
• Classificação:
– Quanto a geometria;
– Dispositivo remoção de lodo;
– Fundo;
– Sentido do Fluxo.
Decantação 
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis)
• Eficiência de Remoção:
DBO: 25 a 35% / SS: 40 a 60%
Decantação 
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis)
Decantador Circular.
Fonte: Von Sperling, M. Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias. Volume 4 – Lodos Ativados. 2ªed. 2002
Decantador Retangular. 
Dispositivo de Remoção de 
Lodo Mecanizado.
Decantador Retangular. 
Decantação 
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis)
Decantador Retangular. 
Vertedor Triangular.
Decantação 
(Remoção de Sólidos Sedimentáveis)
Decantador Circular. Detalhe do coletor de escuma.
Decantador Circular. Detalhe 
do coletor de escuma.
Decantador Circular. 
Dispositivo de Remoção de 
Lodo Mecanizado.
Decantador 
Lamelar
Flotador
• Finalidade: remoção de óleos e graxas e
sólidos em suspensão.
• Dispositivo: separação dos sólidos com
aplicação de ar.
• Eficiência:
– DBO: 40 a 50%
– SS: 50 a 70%
Flotador
Flotador 
Circular
Filtração
• Finalidade: remoção de sólidos em
suspensão, cor e até mesmo DBO.
• Dispositivo: passagem do efluente por
camada de meio filtrante, que pode ser
simples ou dupla (gravidade).
Filtros de Areia – partículas > 20 µµµµm
Pressurizado com elemento filtrante
pré-fabricado – partículas < 5 µµµµm
• Necessidade de retrolavagem
Filtro de Areia 
Filtro Cartucho
Filtração com Membranas
• Finalidade: remoção de sólidos em
suspensão com tamanho superior a
0,001 µm (bactérias, vírus, moléculas
orgânicas e íons)
• Dispositivo: passagem do efluente por
membranas, resultando no permeado e
concentrado.
Filtração com Membranas
a D: Dalton – medida de peso molecular, corresponde ao peso de um átomo de H; b µm = 10-6 m; c RO – Osmose Reversa; 
NF – Nanofiltração; UF – Ultrafiltração; MF - Microfiltração
Fonte: Schäfer, 1999 apud Schneider; Tsutiya, 2001.
Membrana Porosidade 
(µµµµm)
Pressão de 
operação 
(kPa)
Taxa de 
fluxo 
(L/m2.d)
Contaminantes 
removidos
Microfiltração 
(MF)
0,1 – 10 6,89 - 206,70 405 a 
1600
Bactérias, vírus, 
sólidos suspensos, 
emulsões oleosas, 
cryptosporidium.
Ultrafiltração 
(UF)
0,01 – 0,1 20,67 –
551,20
405 a 815 Proteínas, amidos, 
antibióticos, vírus, 
sílica coloidal, 
orgânicos, 
bactérias, óleo 
solúvel, biomassa 
de lodo ativado.
Fonte: Adaptado de WEF, 2006; Cavalcanti, 2009; Nuvolari; Costa, 2010.
Classificação das Membranas
Filtração com Membranas
Membrana Porosidade 
(µµµµm)
Pressão de 
operação 
(kPa)
Taxa de 
fluxo 
(L/m2.d)
Contaminantes 
removidos
Nanofiltração 
(NF)
0,001 –
0,01
482,30 –
1.515,80
200 a 815 Amidos, açúcares, 
pesticidas, 
herbicidas, 
pirógenos, íons 
divalentes, 
orgânicos, metais 
pesados, 
detergentes.
Osmose 
Reversa (OR)
< 0,001 5.512 – 8.268 320 a 490 Íons monovalentes, 
açúcares, sais 
aquosos, corantes 
sintéticos.
Fonte: Adaptado de WEF, 2006; Cavalcanti, 2009; Nuvolari; Costa, 2010.
Classificação das Membranas
Filtração com Membranas
Módulo de placas planas.
Fonte: Catálogo Kubota, 2005
Módulo de membrana espiral.
Fonte: Catálogo GE Power Water, 2011.
Módulos tubulares. 
Fonte: Boldman; Latz apud Schneider; Tsutiya, 2001
(a) 
Módulo com fibras
ocas.
Fonte: (a) Catálogo Norit, 2008; (b)
Catálogo GE Power Water, 2011.
(b) 
(b) 
(a) Módulo completo. (b) Detalhe de montagem do disco de membrana.
Módulo com discos rotatórios. 
Fonte: Schneider; Tsutiya, 2001.
• Finalidade: Remoção de substâncias
inorgânicas dissolvidas, em especial
sais dissolvidos.
Osmose Reversa
(b)
Osmose
Água 
dessalinizada
Solução 
Salina
Membrana 
semi-permeável
∆∆∆∆p=pressão 
osmótica
Osmose 
Reversa
∆∆∆∆p
(a) (c)
(a) duas soluções, uma salina e outra sem sal, separadas por uma membrana 
semipermeável; (b) equilíbrio hidrostático em um vaso comunicante com dois 
compartimentos separados por uma membrana semi-permeável, que retém íons e 
deixa a água passar; (c) reversão da pressão osmótica por aplicação de pressão.
Tratamento Físico-
Químico
• Desestabilização das partículas coloidais 
em um sistema aquoso com adição de 
produtos químicos. 
• Gradiente de velocidade: 700 a 1500 s-1
• Tempo de detenção: < 30 s
• Dosagem dos coagulantes: Calha Parshall, 
Tanques com misturadores, em linha com 
dosador estático
Coagulação
• Coagulantes:
– Sulfato de alumínio (sólido ou líquido)
– Cloreto férrico (líquido)
– Sulfato férrico (líquido)
– Cloreto de polialumínio (sólido ou líquido)
– Sulfato ferroso (sólido ou líquido)
– Coagulantes orgânicos catiônicos (sólido ou 
líquido).
Coagulação
• As partículas coloidais são colocadas
em contato umas com as outras de
modo a permitir o aumento do seu
tamanho físico, alterando, desta forma,
a sua distribuição.
• Gradiente de velocidade: 20 a 1000 s-1
• Tempo de detenção: 10 a 30 min
• Dosagem dos coagulantes: Tanques com 
misturadores ou com chicanas
Floculação
• Floculantes:
– Eletrólitos
– Coagulantes
– Agentes Tensoativos
– Polieletrólitos.
Floculação
Tanque de Mistura Rápida Tanque de Mistura Lenta
MisturadoresFlocos formados em Floculador
• Finalidade: É o processo de adição de 
reagentes no efluente visando, acelerar 
a sedimentação (coagulação e 
floculação) e a transformação de 
substâncias solúveis em compostos 
insolúveis de fácil decantação. 
Precipitação Química
• Depende da concentração do metal e do 
pH da água.
• Cada metal possui faixa de pH ótimo 
para precipitação
– Ferro e Cobre: 7,00 < pH < 9,00
– Níquel e Cadmio: 10,00 < pH < 11,00
– Zinco: 9,00 < pH < 9,50
Precipitação Química
Adsorção
• Finalidade: Remoção de compostos 
orgânicos naturais ou sintéticos 
dissolvidos, incluindo COV’s, pesticidas, 
PCB’s e metais pesados.
• Dispositivo: Filtro de Carvão Ativado 
Granular ou Adição de Carvão Ativado 
em pó, onde os contaminantes são 
adsorvidos, isto é, o contaminante é 
transferido para micro-poros da 
superfície das partículas de carvão 
ativado.
Adsorção
• Outros materiais: Argila Organofílica 
Granular, Zeólitas Naturais e Sintéticas, 
Resinas de Troca Iônica
• Eficiência:
– DBO – entre 2 e 7 mg/L
– DQO – 10 e 20 mg/L
Carvão Granular e em 
Pó. Disponível 
em:<http://www.naturaltec.com.br/Filtro-
Agua-Carvao-Ativado.html>
Troca Iônica
• Finalidade: Remoção de íons como 
fosfatos, nitratos, sais minerais 
dissolvidos (cloretos), cobre Cu2+, Zinco 
Zn2+. Utilizada para abrandamento de 
água industrial, desmineralização da 
água.
• Dispositivo: Passagem dos efluentes por 
resinas de troca iônica, que sequestram 
os sais dissolvidos, que ficam 
acumulados no seu interior
Troca Iônica
• Resina de troca iônica são pequenas 
esferas poliméricas carregadas com 
hidrogênio (H+) (catiônicas) ou hidroxilas 
(OH-)(aniônicas).
• Resina catiônica: trocam H+ por cátions 
como cálcio, magnésio, potássio, sódio.
• Resina aniônica: trocam OH- por ânions 
como fluoreto, cloreto, sulfato.
• Regeneração: ácido clorídrico ou 
sulfúrico (catiônica) e soda cáustica 
(aniônica)
Tratamento Biológico
Processo Aeróbio
• Remoção de matéria orgânica e 
eventualmente nutrientes 
(nitrogênio e fósforo).
• Reprodução do processo natural 
de autodepuração em condições 
controladas de pH, temperatura, 
tempo de detenção e oxigênio 
disponível.
Filtros BiológicosAeróbios
• Dispositivo: reator de leito fixo 
(meio suporte) onde é formada 
película biológica ou biofilme que 
em contato com o efluente 
provocará oxidação da matéria 
orgânica. 
• Devem ser precedidos de remoção 
de sólidos e de materiais 
sedimentáveis. 
• Meio Suporte:
– Pedregulhos, Cascalhos, Pedras 
Britadas (com diâmetro de 5 a 10 cm); 
– Escórias de fornos de fundição;
– Material Plástico (Bloco Colméia semi-
corrugado ou corrugado de fluxo 
vertical, Bloco Colméia de fluxo 
cruzado, Tubo Colméia e Randômico)
Filtros Biológicos Aeróbios
Filtros Biológicos Aeróbios
• Filtros Biológicos Percoladores de 
Baixa Carga
– Aplicação do efluente pela parte 
superior em gotas ou jatos.
– O2 é fornecido pelo ar que circula 
entre os componentes do meio 
suporte.
– Profundidades até 3,00 m.
Filtros Biológicos Aeróbios
• Filtros Biológicos Percoladores de 
Baixa Carga
– Menores taxas de aplicação por 
área superficial → maior 
eficiência na remoção de DBO (85 
a 93%) e de Nitrogênio (65 a 
85%).
– Lodo estabilizado se precedido 
por Fossa Séptica.
Grade
Caixa 
de 
areia
Decantador 
Primário ou 
Fossa 
Séptica
Filtro 
Biológico 
Baixa 
Carga
Decantador 
Secundário
Adensamento
Secagem Lodo 
“Seco”
Rio
Filtros Biológicos Aeróbios
Filtros Biológicos Aeróbios
• Filtros Biológicos Percoladores de 
Alta Carga
– Aplicação do efluente pela parte 
superior em gotas ou jatos.
– O2 é fornecido pelo ar que circula 
entre os componentes do meio 
suporte.
– Profundidades de 0,90 a 2,00 m.
Filtros Biológicos Aeróbios
• Filtros Biológicos Percoladores de 
Alta Carga
– Maiores taxas de aplicação por 
área superficial → menor 
eficiência na remoção de DBO (80 
a 90%).
– Recirculação do efluente.
– Lodo não estabilizado.
Filtros Biológicos Aeróbios
Grade
Caixa 
de 
areia
Decantador 
Primário ou 
Fossa 
Séptica
Filtro 
Biológico 
Alta 
Carga
Decantador 
Secundário
Adensamento
Digestão
Secagem Lodo 
“Seco”
Rio
Filtros Biológicos Aeróbios
Filtros Biológicos Aeróbios
Meio Suporte de Filtro 
Biológico.
Detalhe de Meio Suporte 
modelo Randômico.
Filtros Biológicos Aeróbios
Filtros Biológicos Aeróbios
• Biofiltro Aerado Submerso
– Tanque preenchido com material 
poroso, normalmente totalmente 
imerso.
– Fluxo de ar ascendente 
(sopradores + bolha grossa).
– Enchimento granular (diâmetro 
de 2 a 6 mm) também remove 
sólidos em suspensão.
Filtros Biológicos Aeróbios
• Biofiltro Aerado Submerso
– Necessidade de contralavagem 
para remoção do excesso de lodo 
(não estabilizado).
– Enchimento também pode ser 
com elementos estruturais e 
nesse caso não há retenção de 
sólidos em suspensão sendo 
necessário unidade de 
decantação.
Filtros Biológicos Aeróbios
• Biofiltro Aerado Submerso
Eficiência: 
– DBO 88 a 95%
– SS 87 a 93%
– Nitrogênio > 80%
Filtros Biológicos Aeróbios
• Biodisco ou Reatores Biológicos de 
Contato
– Série de discos espaçados em um 
eixo horizontal que giram 
lentamente, ficando metade 
imerso no efluente e metade 
exposta permitindo absorção de 
O2.
Filtros Biológicos Aeróbios
• Biodisco ou Reatores Biológicos de 
Contato
– Lodo estabilizado caso seja 
precedido por Fossa Séptica.
– Eficiência:
–DBO 88 a 95%
–SS 87 a 93%
–Nitrogênio 65 a 85%
Grade
Caixa 
de 
areia
Decantador 
Primário ou 
Fossa 
Séptica
Biodisco Decantador Secundário
Adensamento
Secagem Lodo 
“Seco”
Rio
Filtros Biológicos Aeróbios
Filtros Biológicos Aeróbios
Disponível em: <http://tebrafilter.com/plantas-depuradoras/>
• Efluentes são misturados, agitados e 
aerados ao lodo ativado no tanque de 
aeração para depois serem separados 
por sedimentação no decantador.
• Lodo Ativado: floco produzido pelo 
crescimento de bactérias zoogléias ou 
outros organismos na presença de 
oxigênio dissolvido e acumulado em 
concentração suficiente devido ao 
retorno de outros flocos previamente 
formados (recirculação do decantador)
Lodos Ativados
• Necessidade de retirada do lodo 
biológico excedente devido ao 
crescimento da biomassa para não 
sobrecarregar o decantador.
• Maior eficiência e flexibilidade 
operacional.
• Possibilidade de remoção de N e P.
Lodos Ativados
• Menores áreas em relação aos Filtros 
Biológicos e Lagoas de Estabilização.
• Maior custo de implantação e operação 
mais delicada.
• Necessidade de aeração constante para 
manter os sólidos em suspensão e 
fornecer O2 para degradação da matéria 
orgânica e nitrogênio.
Lodos Ativados
• Sistemas de Aeração - Difusores 
– O ar é fornecido por um compressor / 
soprador
– O ar é introduzido em microbolhas
Lodos Ativados
Difusores
• Sistemas de Aeração – Aeradores 
Superficiais
– O oxigênio é introduzido graças à exposição à 
atmosfera e o levantamento / agitação do 
líquido.
– Podem ser fixos ou montados sobre flutuadores
Lodos Ativados
Sistema Lodo Ativado Convencional
Grade Caixa de areia
Decantador 
Primário
Tanque de
Aeração
Decantador 
Secundário
Adensamento
Digestão
Secagem Lodo 
“Seco”
Rio
Lodos Ativados
• Vantagens e Desvantagens - Convencional
Lodos Ativados
Vantagens Desvantagens
• Eficiência na remoção de 
DBO 85 a 93%.
• Nitrificação usualmente 
obtida.
• Possibilidade de remoção 
biológica de N e P (remoção 
N > 80%).
• Baixos requisitos de área.
• Processo confiável, desde 
que supervisionado.
• Reduzidas possibilidades de 
maus odores, insetos e 
vermes.
• Flexibilidade operacional.
• Baixa eficiência na 
remoção de coliformes.
• Elevados custos de 
implantação e operação.
• Elevado consumo de 
energia.
• Necessidade de operação 
sofisticada.
• Elevado índice de 
mecanização.
• Relativamente sensível a 
descargas tóxicas.
• Possíveis problemas 
ambientais com ruídos e 
aerossóis.
Aeração Prolongada (Mistura Completa)
Grade Caixa de areia Tanque deAeração
Decantador 
Secundário
Adensamento
Secagem Lodo 
“Seco”
Rio
Lodos Ativados
• Vantagens e Desvantagens – Aeração Prolongada
Lodos Ativados
Vantagens Desvantagens
• Idem Lodos Ativados 
Convencionais.
• Eficiência na remoção da DBO 
90 a 97%.
• Nitrificação consistente 
(remoção N>80%).
• Operação mais simples.
• Menor geração de lodo que 
lodos ativados convencional.
• Estabilização do lodo no 
próprio reator.
• Elevada resistência a 
variações de carga e a carga 
tóxicas.
• Satisfatória independência 
das condições climáticas.
• Baixa eficiência na 
remoção de coliformes.
• Elevados custos de 
implantação e operação.
• Sistema com maior 
consumo de energia
• Elevado índice de 
mecanização.
Lodos Ativados por Batelada
Grade Caixa de areia
Tanque de Aeração
Decantador 
Secundário
Adensamento
Secagem Lodo 
“Seco”
Rio
Lodos Ativados
• Vantagens e Desvantagens – Batelada
Lodos Ativados
Vantagens Desvantagens
• Eficiência na remoção de 
DBO 90 a 97%.
• Satisfatória remoção de N e 
possivelmente P (remoção 
N>80%).
• Baixos requisitos de área.
• Operação mais simples que 
os demais sistemas de lodos 
ativados.
• Flexibilidade operacional.
• Não há necessidade de 
Decantador secundário e 
elevatória de recirculação.
• Baixa eficiência na 
remoção de coliformes.
• Elevados custos de 
implantação e operação.
• Maior potência instalada 
que os demais sistemas de 
lodos ativados.
• Mais competitivo 
economicamente para 
populações pequenas e 
médias. 
Reator Batelada - Aeração
Lodos Ativados
Reator Batelada - Decantação
Pós-Tratamento de Reatores Anaeróbios
Grade Caixa de 
areia
Tanque de
Aeração
Decantador 
Secundário
Lodo Aeróbio
Secagem Lodo 
“Seco”
RioReator Anaeróbio
Lodo de Retorno
Lo
do
 B
io
ló
gi
co
 (
já
 
es
ta
bi
liz
ad
o)
Lodos Ativados
• Vantagens – de Lodos Ativados como Pós 
tratamento UASB
– Menor produção de lodo.
– Menor consumo de energia.
– Menor consumo de produtos químicos 
na desidratação.
– Menor necessidade de equipamentos. 
– Maior simplicidade.
Lodos Ativados
Decantadores Secundários
• Finalidade:
- Separação dos sólidos em 
suspensão, permitindoclarificação 
do efluente;
- Adensamento dos sólidos em 
suspensão no fundo do decantador, 
resultando em lodo recirculado 
com concentração mais elevada;
Decantador Secundário 
Circular.
Decantador Secundário 
Circular. Detalhe do Vertedor.
Decantadores Secundários
Lagoas de Estabilização
• Finalidade: Estabilização da matéria
orgânica através da oxidação
bacteriológica (oxidação aeróbia ou
fermentação anaeróbia) e/ou redução
fotossintética das algas.
• Dispositivos: Lagoas naturais ou
artificiais onde prevalecem
condições físicas, químicas e
biológicas que caracterizam a
autodepuração.
Lagoas de Estabilização
• Vantagens
– Projeto simples
– Baixo custo de implantação
– Operação simples e terreno 
reaproveitável
Lagoas de Estabilização
• Desvantagens
– Necessidade de grandes áreas.
– Excesso de algas no efluente 
final.
– Emanação de odores em lagoas 
anaeróbias.
Lagoas de Estabilização
• Lagoas Facultativas
– Tempo de detenção elevado > 20 
dias, podendo chegar a 45 dias
– Necessidade de grandes áreas
– O2 pela fotossíntese das algas
– Profundidade entre 1,50 e 2,00 m
– Eficiência: DBO 70 a 85% e SS 70 
a 80%.
Lagoas de Estabilização
• Lagoas Anaeróbias
– Tempo de detenção de 2 a 5 dias
– Emanação de odores
– Profundidade entre 3,00 e 5,00 m
– Eficiência: DBO 75 a 85% e SS 70 
a 80%.
Lagoas de Estabilização
• Lagoas Aeradas Facultativas
– Tempo de detenção de 5 a 10 
dias
– Necessidade de menores áreas
– O2 por sistema de aeração
– Profundidade entre 2,50 e 4,00 m
– Eficiência: DBO 75 a 85% e SS 70 
a 80%.
Lagoas de Estabilização
• Lagoas Aeradas de Mistura Completa
– Tempo de detenção de 2 a 4 dias
– Necessidade de menores áreas
– O2 por sistema de aeração
– Necessidade de Lagoa de 
Decantação com tempo de detenção 
de ~2 dias e profundidade entre 3,00 
e 4,00 m
– Eficiência: DBO 75 a 85% e SS 70 a 
80%.
Lagoas de Estabilização
• Lagoas Maturação
– Remoção de organismos patógenos
– Tempo de detenção de 3 a 5 dias 
(lagoas em série) e 10 a 20 dias 
(lagoa com chicana) 
– Profundidade entre 0,60 e 1,50 m
Lagoas de Estabilização
• Lagoas Polimento
– Pós tratamento de efluentes de 
tratamento secundário, em especial 
reatores anaeróbios.
– Remoção de organismos patógenos 
e matéria orgânica.
Lagoas de Estabilização
Sistema australiano
Grade Caixa de 
areia
Lagoa 
anaeróbia
Lagoa 
facultativa Rio
Lodo Lodo
Lagoa de 
maturação
Grade Caixa de 
areia
Lagoa 
facultativa Rio
LodoLodo
Lagoa de 
maturação
Lagoa Facultativa Primária
Lagoas de Estabilização
Grade Caixa de Areia
Lagoas Aeradas 
Facultativas Rio
Sistema de Lagoas Aeradas
Grade Caixa de Areia Lagoas Aeradas de Mistura Completa 
Lagoas de
decantação Rio
Lodo
Lagoas de Estabilização
Lagoas de Estabilização - ETE 
Lins.
Lagoas de Estabilização
ETE São João (São João 
da Boa Vista). Lagoa 
Aerada seguida de Lagoa 
de Decantação e Lagoa 
de Secagem.
Lagoa Aerada de Jarinu.
Lagoas de Estabilização
Lagoa Aerada para 
ampliação
Lagoas de Estabilização
ETE Camanducaia. Lagoa Aerada seguida de Decantador
Lagoa Anaeróbia com 
sistema de captação de 
gases
Lagoas de Estabilização
Processo Anaeróbio
• Remoção de matéria orgânica na 
ausência de O2.
• Conversão da matéria orgânica a 
metano, dióxido de carbono e 
água.
• Baixa produção de lodo
• Unidades com menores volumes
Processo Anaeróbio
• Menor custo de implantação e 
operação
• Maior tolerância a altas cargas 
orgânicas
• Eficiência DBO 45 a 75%.
Processo Anaeróbio
• Geração de odor
• Baixa capacidade de absorver cargas 
tóxicas
• Necessidade de pós tratamento para 
atender PE e remoção de nutrientes e 
organismos patogênicos.
Processos Anaeróbios
• Fossa Séptica
– Primeiro sistema de tratamento 
utilizado pelo homem.
– Tempo de detenção de 12 a 24 horas.
– Sedimentação de 60 a 70% de sólidos 
que serão degradados por bactérias 
anaeróbias.
– Formação de escuma formada por 
óleos, graxas e gorduras e gases.
Processos Anaeróbios
– Eficiência DBO < 30%
• NBR 7.229 - Projeto, construção e operação 
de sistemas de tanques sépticos, de Set/93. 
Fonte: Chernicharo, C.A. de L. Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias. Volume 5 – Reatores Anaeróbios. 
2ªed. 2007
Processos Anaeróbios
• Filtro Anaeróbio
– Pós tratamento de Fossa Séptica, 
formando sistema “Fossa-Filtro”.
– Unidade preenchida com meio suporte 
por onde o efluente percola em fluxo 
ascendente e entra em contato com 
biofilme aderido ao meio suporte.
– Eficiência DBO 80 a 85%
Processos Anaeróbios
• NBR 13.969 - Tanques sépticos - Unidades de 
tratamento complementar e disposição final 
dos efluentes líquidos - Projeto, construção e 
operação, Jan/97.
Fonte: Chernicharo, C.A. de L. Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias. Volume 5 – Reatores Anaeróbios. 
2ªed. 2007
Processos Anaeróbios
• Reator de Manta de Lodo (UASB –
Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
– RAFA (Reator Anaeróbio de Fluxo 
Ascendente); DAFA (Digestor 
Anaeróbio de Fluxo Ascendente).
– Biomassa cresce dispersa no reator e 
concentração de sólidos é bastante 
elevada.
Processos Anaeróbios
• Reator de Manta de Lodo (UASB –
Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
– Fluxo do efluente ascendente.
– Degradação de matéria orgânica no 
leito e manta de lodo.
– Formação de gases que são separados 
na estrutura “separador trifásico” na 
parte superior. 
Processos Anaeróbios
• Reator de Manta de Lodo (UASB –
Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
– Tempo de detenção de 6 a 10 horas.
– Eficiência DBO 60 a 75%
– Necessita tratamento complementar 
para atendimento de PE.
Processos Anaeróbios
Processos Anaeróbios
Representação esquemática de reator UASB circular
Processos Anaeróbios
Sistema de distribuição efluentes
Processos Anaeróbios
Processos Anaeróbios
Processos Anaeróbios
• Controle de Odores
– Oxidação Térmica
• Pós-Tratamento de Efluentes de UASB
Processos Anaeróbios
• Pós-Tratamento de Efluentes de UASB
Processos Anaeróbios
Tecnologias Recentes
WETLANDS
• Wetlands Construídas, Terras 
Úmidas Construídas, Filtros 
Plantados com Macrófitas
• Tanques, lagoas ou canais rasos 
preenchidos por material poroso e 
inerte (areia, cascalho, pedra, 
etc.) cultivados com macrófitas 
aquáticas, possibilitando a 
formação de biofilme
WETLANDS
• Lagoas ou canais normalmente 
possuem camada impermeável de 
argila ou membrana sintética.
• Remoção de matéria orgânica e 
nutrientes por: 
– Sedimentação
– Filtração no meio poroso
– Degradação biológica no biofilme
– Absorção pelas plantas
WETLANDS
WETLANDS
• Menores custos de implantação, 
operação e manutenção
• Tecnologia de tratamento natural, 
suscetível as condições ambientais
• Favorável em regiões com clima tropical 
e subtropical 
• Pode ser utilizada para atendimento de 
comunidades isoladas ou polimento de 
efluentes de tanque séptico, lagoas de 
estabilização e sistemas convencionais
Fluxo sub-superficialFluxo superficial
Fluxo Horizontal
5 a 10 m2/hab
Fluxo Vertical
1 a 2 m2/hab
WETLANDS
• Sistema Híbrido (Fluxo Vertical e 
Horizontal) possibilita maior remoção 
de nutrientes, patógenos, matéria 
orgânica e redução da área superficial 
do leito filtrante
• Macrófitas: crescem em ambientes 
aquáticos, solos alagados ou saturados 
por água
– Emergentes ou enraizadas
– Flutuantes ou submersas
WETLANDS
• Eficiências de remoção verificadas 
em pesquisas:
– DBO > 70%
– Nitrogênio > 60%
– Fósforo > 40%
WETLANDS
• Elevados tempos de detenção
• Necessidade de disponibilidae de 
áreas
• Remoção periódica das 
macrófitas em excesso
• Possibilidade da ocorrência de 
obstruções
• Influência da temperatura
Macrófitas Utilizadas
Eichhornis sp
Pistia stratiotes
Salvini molestia Spirodela sp
Gladiolus sp Iris sp
Hidrocotyle 
umbelatta
Collocasia eculenta
Hedychium coronarium
Heliconia sp
Typha sp 
Typha sp . = popularmente conhecida como Taboa
• Remoção da matériaorgânica e 
nutrientes utilizando biofilme formado 
em elementos de suporte em suspensão 
no reator.
• Elementos de suporte: peças em 
polietileno com elevada área superficial 
específica (de 300 a 500 m2/m3)
Reator com Biofilme em Leito 
Móvel 
(MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor)
MBBR
• Fornecimento de O2 com sistema de 
aeração por ar difuso
• Unidades com volume reduzido 
comparando com lodos ativados
• Maior estabilidade devido a grande 
variedade de microrganismos
• Excesso de biofilme com boa 
sedimentação
Reator com Biofilme em Leito 
Móvel 
(MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor)
• Oxidação da amônia ocorre com baixas 
idades de lodo
• Pode ser utilizado para aumentar 
capacidade de sistemas de lodos 
ativados convencionais ou melhorar 
remoção de nutrientes
Reator com Biofilme em Leito 
Móvel 
(MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor)
• Associação do sistema biológico 
convencional com tratamento físico com 
filtração por membranas
• Possibilita a retenção total da biomassa, 
aumentando a eficiência, especialmente 
para microrganismos patogênicos
• Idades de lodo elevadas, absorvendo 
melhor picos de carga orgânica devido a 
maior concentração de biomassa
MBR (Membrane Biological Reactor) 
SISTEMA MBR
Grade Caixa de 
areia
Decantador 
Primário 
(opcional)
Tanque de
Aeração
Reator com 
Membranas
Tratamento do 
lodo
Disposição Final
Efluente 
Final
MBR (Membrane Biological Reactor) 
SISTEMA MBR
Tipos de sistemas com membranas. (a) Membrana Externa. (b) 
Membrana Interna.
Fonte: Schneider; Tsutiya, 2001.
MBR (Membrane Biological Reactor) 
SISTEMA MBR
Efluente do
Tratamento
Secundário Efluente
Tratado e
Desinfectado
Ar
Descarte
de lodo
Entrada
Saída
A Crap Commitment
SISTEMA MBR
MBR (Membrane Biological Reactor) 
• Membranas submersas: módulos de 
fibras ocas e de placas pois operam com 
baixas pressões e assimilam melhor 
variedade de sólidos.
• Membranas externas: membranas 
cerâmicas, normalmente para efluentes 
industriais
• Eficiência: DBO, SS e vírus >99%; 
Coliformes 100% e P >98%
MBR (Membrane Biological Reactor) 
SISTEMA MBR
• Etapas de operação:
• Produção (aeração)
• Retrolavagem
• Relaxamento (apenas aeração)
• Limpeza
•Capacidade de tratamento limitada a 
capacidade dos módulos de 
membranas
•Alto custo de implantação e operação
MBR (Membrane Biological Reactor) 
SISTEMA MBR
Obrigada!
Sandra Ruri Fugita
Setor de Avaliação de Efluentes – IPEE
Email: sfugita@sp.gov.br
Tel.: 11-3133-3128