30366989 tecnicas de tratamento de esgoto

Upload: ligia-bajo

Post on 07-Apr-2018

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    1/252

    SENAI-RJ

    Tratamento

    de esgotos

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    2/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    3/252

    Tratamentode esgotos

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    4/252

    Federao das Indstrias do Estado do Rio de Janeiro

    Eduardo Eugenio Gouva Vieira

    Presidente

    Diretor Geral do Sistema FIRJAN

    Augusto Cesar Franco de Alencar

    Diretor

    Diretor Regional SENAI-RJ

    Roterdam Pinto Salomo

    Diretor

    Diretor Regional SENAI-RJ

    Andra Marinho de Souza Franco

    Diretora

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    5/252

    SENAI-RJRio de Janeiro

    2008

    Tratamentode esgotos

    Benito P iropo Da-Rin

    Jos Nunes Vieira Neto

    Miguel Freitas Cunha

    Reginaldo Ramos

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    6/252

    Tratamento de Esgoto

    2008, 2 ed.

    SENAI Rio de JaneiroDiretoria de Educao

    FICHA TCNICA

    1 edio, 2006

    Gerncia de Educao Profissional Lus Roberto Arruda

    Superintendncia de Recursos Humanos (CEDAE) Dejair Ferreira da Silva

    Gerncia de Produto Bernardo Schlaepfer

    Coordenao Flvia Pinto de Carvalho

    Seleo de Contedos (CEDAE) Benito Piropo Da RinJos Nunes Vieira NetoMiguel F. Cunha

    Reginaldo Ramos Analista de Treinamento (CEDAE) Valdeci Francisco Baracho

    Reviso Pedaggica Alda Lessa Bastos

    Reviso Gramatical Marcia Cristina Carvalho de Brito

    Projeto Grfico Artae Design & Criao

    Diagramao Geferson Gomes Coutinho

    2 edio, 2008

    Gerncia de Educao Profissional Regina Helena Malta do Nascimento

    Gerncia Executiva SESI-SENAI Tijuca Bernardo Schlaepfer

    Coordenao Angela Elisabeth DeneckeVera Regina Costa Abreu

    Atualizao dos Contedos (CEDAE) Benito Piropo Da RinJos Nunes Vieira NetoMiguel Freitas CunhaReginaldo Ramos

    Coordenao de Recrutamento, Seleo, Valdeci Francisco BarachoTreinamento e Desenvolvimento (CEDAE)

    Reviso Pedaggica Gloria MicaeloNina Rosa Aguiar

    Reviso Gramatical e Editorial Rosy Lamas

    Colaborao Mary Cristina da Rocha

    Editorao Daniela de Oliveira

    Edio revista e atualizada do material didtico Tcnicas de Tratamento deEsgoto, publicado pelo SENAI-RJ, em parceria com a CEDAE, em 2006.

    GEP Gerncia de Educao ProfissionalRua Mariz e Barros, 678 Tijuca20270-903 Rio de Janeiro RJTel.:(21) 2587.1323Fax:(21 ) 2254.2884E-mail: [email protected]://www.rj.senai.br

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    7/252

    Sumrio

    1

    2

    Apresentao .................................................................... 11

    Uma palavra inicial ............................................................ 13

    CARACTERSTICAS DOS ESGOTOS SANITRIOS.............. 21

    1.1 Caractersticas fsicas ................................................... 21

    1.2 Caractersticas qumicas ................................................ 25

    1.3 Caractersticas biolgicas .............................................. 30

    AUTODEPURAO DOS CORPOS DE GUA ....................... 37

    2.1 Zonas caractersticas .................................................... 40

    2.2 Autodepurao ............................................................ 42

    PROCESSOS DE TRATAMENTO DE ESGOTOS .................... 51

    3.1 Tratamento preliminar .................................................. 52

    3.2 Tratamento primrio ..................................................... 52

    3.3 Tratamento secundrio ................................................. 53

    3.4 Tratamento tercirio ..................................................... 53

    TRATAMENTO PRELIMINAR E PRIMRI O ........................ 574.1 Tratamento preliminar .................................................. 57

    4.2 Tratamento primrio e sistemas conjugados .................... 64

    NOES DE BIOLOGIA SANITRIA ................................. 73

    5.1 Organismos aerbios e anaerbios ................................. 73

    5.2 Organismos autotrficos e heterotrficos ......................... 74

    5.3 Organismos de interesse para o tratamento de esgotos ..... 75

    5.4 Metabolismo dos seres vivos .......................................... 82

    3

    4

    5

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    8/252

    7

    8

    6FILTROS BIOLGICOS .................................................... 89

    6.1 Composio e funcionamento dos filtros biolgicos ........... 89

    6.2 Reator biolgico rotativo de contato ................................ 100

    LODOS ATIVADOS........................................................... 105

    7.1 Tanques de aerao ...................................................... 105

    7.2 Constituio do lodo ativado .......................................... 106

    7.3 Parmetros de dimensionamento e operao ................... 107

    7.4 Controle do processo .................................................... 117

    7.5 Dimensionamento do sistema de aerao ........................ 126

    7.6 Fornecimento de oxignio.............................................. 130

    LAGOAS DE ESTABILIZAO ........................................... 149

    8.1 Lagoas aeradas ............................................................ 149

    8.2 Lagoas anaerbias ....................................................... 150

    8.3 Lagoas aerbias ........................................................... 151

    8.4 Lagoas de maturao ................................................... 152

    8.5 Lagoas facultativas ....................................................... 152

    8.6 Fatores intervenientes .................................................. 158

    8.7 Dimensionamento ........................................................ 162

    8.8 Lagoas em srie........................................................... 172

    TRATAMENTO DO LODO .................................................. 177

    9.1 Produo e tipos de lodo ............................................... 177

    9.2 Disposio final dos resduos ......................................... 178

    9.3 Fator econmico na seleo das tcnicas ......................... 179

    9.4 Tcnicas de tratamento de lodo...................................... 181

    9.5 Disposio final ............................................................ 195

    NOES DE MANUTENO E OPERAO DE EQUIPAMENTOSPARA TRATAMENTO DE ESGOTOS ................................... 205

    10.1 Instalaes eltricas ................................................... 206

    10.2 Equipamentos ............................................................ 208

    9

    10

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    9/252

    CONTROLE DE QUALIDADE E AMOSTRAGENS EM UMA ETE . 219

    11.1 Parmetros analticos .................................................. 219

    11.2 Possveis pontos de coleta ........................................... 222

    11.3 Amostragem: preparativos, material e tcnicas

    gerais de coleta ................................................................. 223

    DOENAS DE ORIGEM E VEICULAO HDRICA .............. 233

    12.1 Doenas causadas por agentes microbianos e parasitrios 233

    Anexo - siglas utilizadas ..................................................... 247

    Referncias ....................................................................... 249

    11

    12

    LISTA DE FIGURASFigura 1.1 Distribuio tpica de compostos slidos .............................23

    Figura 2.1 Consumo de OD com o tempo, aps olanamento de esgoto......................................................38

    Figura 2.2 Reaerao com o tempo, aps o lanamento de esgoto ........39

    Figura 2.3 Curva de depleo de oxignio ..........................................40

    Figura 2.4 Zonas do curso de gua aps lanamento de esgoto ............42

    Figura 2.5 Depleo total de oxignio ...............................................43

    Figura 2.6 Modelo simplificado do fenmeno de autodepurao ............46

    Figura 6.1 Diagrama esquemtico do filtro biolgico............................91

    Figura 6.2 Esquemas de recirculao ................................................96

    Figura 6.3 Reator biolgico rotativo de contato RBC (acionado a ar) ...101

    Figura 7.1 Variao das massas de substrato .....................................117

    Figura 8.1 Lagoa facultativa.............................................................153

    Figura 8. 2 Grfico de Marais para projetos de lagoas facultativas ..........170

    Figura 11.1 Fase lquida ....................................................................222

    Figura 11.2 Tratamento do lodo .........................................................223

    Figura 11.3 Garrafas coletoras em profundidade ..................................226

    Figura 11.4 Draga de Petersen ...........................................................226

    Figura 11.5 Draga de Eckman ...........................................................226

    Figura 11.6 Disco Secchi ...................................................................227

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    10/252

    LISTA DE TABELAS

    Tabela 8.1 Taxas de aplicao de carga orgnica ............................. 163

    Tabela 9.1 Relao temperatura-tempo de digesto ......................... 184

    Tabela 11.1 Preservao de amostras por parmetro de interesse .......228

    Tabela 12.1 Microorganismos causadores de doenas ........................ 241

    Tabela 12.2 Grupos de doena (AMAE)............................................. 242

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    11/252

    SENAI-RJ 11

    Apresentao

    SENAI-RJ 11

    Tratamento de esgotos - Apresentao

    A dinmica social dos tempos de globalizao exige dos profissionais atualizaes constantes.

    At mesmo as reas tecnolgicas de ponta ficam ultrapassadas em ciclos cada vez mais curtos, o que

    gera desafios renovados a cada dia e obriga a educao a encontrar novas e rpidas respostas.

    Nesse cenrio, impe-se a educao continuada, a qual exige que os profissionais busquem

    atualizao constante e os docentes e participantes dos cursos do Servio Nacional de Apren-

    dizagem Industrial Departamento Regional do Rio de Janeiro, SENAI-RJ, incluem-se nessas

    novas demandas sociais.

    preciso, portanto, promover, tanto para os docentes como para os participantes da edu-

    cao profissional, condies que propiciem o desenvolvimento de novas formas de ensinar e

    aprender, favorecendo o trabalho de equipe, a pesquisa, a iniciativa e a criatividade, entre outros

    aspectos, e ampliando suas possibilidades de atuar com autonomia e de forma competente.

    Como parte desse esforo para atender s necessidades do mercado de trabalho, a Com-

    panhia Estadual de guas e Esgotos CEDAE e o Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

    Departamento Regional do Rio de Janeiro SENAI-RJ organizaram o curso de Tratamento de

    Esgotos em conformidade com as exigncias legais da poltica de treinamento das pessoas que

    atuam nos processos dessa rea industrial. Visa-se, assim, oferecer aos profissionais a oportu-

    nidade de desenvolver as competncias tcnicas fundamentais execuo de suas atividades.

    Este material didtico tem como finalidade principal servir como apoio aprendizagem e o

    seu contedo bsico est estruturado em 12unidades, sendo as nove primeiras responsveis pelosprincipais processos de tratamento de esgoto, na sequncia em que eles se apresentam na estao de

    tratamento (ETE) e as trs ltimas responsveis por informaes complementares sobre manuteno

    de equipamentos, controle de qualidade do produto e sade. Ao final encontra-se um quadro com

    o significado das siglas aqui utilizadas e mais comumente empregadas nesse tipo de operao.

    A CEDAE e o SENAI-RJ esperam que voc, participante, alcance excelente proveito dos con-

    tedos aqui apresentados e que, ao utilizar as novas aprendizagens no seu dia-a-dia, o resultado

    seja uma prtica profissional mais competente e tambm consciente da importncia do trata-

    mento adequado de esgotos para a sade da populao e para a preservao do meio ambiente.

    Compreenda que seu trabalho deve ser realizado sempre com segurana e qualidade.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    12/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    13/252

    SENAI-RJ 13

    Tratamento de esgotos - Uma palavra inicial

    Uma palavra inicial

    SENAI-RJ 13

    Meio ambiente...

    Sade e segurana no trabalho...

    O que que ns temos a ver com isso?

    Sabemos a resposta, mas nunca demais refletir sobre esses dois pontos que merecem

    destaque: a relao entre o processo produtivo e o meio ambiente, alm da questo da sade

    e da segurana no trabalho.

    As indstrias e os negcios so a base da economia moderna. Produzem os bens e servios

    necessrios e do acesso a emprego e renda, mas, para atender a essas necessidades, precisam usar

    recursos e matrias-primas. Os impactos no meio ambiente, muito freqentemente, decorrem

    do tipo de indstria existente no local, do que ela produz e, principalmente, de como produz.

    preciso entender que todas as atividades humanas transformam o ambiente. Estamos sem-

    pre retirando materiais da natureza, transformando-os e depois jogando o que sobra de volta no

    ambiente natural. Ao retirar do meio ambiente os materiais necessrios para produzir bens, altera-se

    o equilbrio dos ecossistemas e arrisca-se chegar ao esgotamento de diversos recursos naturais que

    no so renovveis ou, quando o so, tm sua renovao prejudicada pela velocidade da extrao,

    superior capacidade da natureza de se recompor. necessrio fazer planos de curto e longo prazo

    para diminuir os impactos que o processo produtivo causa na natureza. Alm disso, as indstriasprecisam se preocupar com a recomposio da paisagem e ter em mente a sade dos seus traba-

    lhadores e da populao que vive ao seu redor.

    Com o crescimento da industrializao e sua concentrao em determinadas reas, o problema

    da poluio aumentou. A questo da poluio do ar e da gua bastante complexa, pois as emisses

    poluentes se espalham de um ponto fixo para uma grande regio, dependendo dos ventos, do curso

    da gua e das demais condies ambientais, tornando difcil localizar, com preciso, a origem do

    problema. No entanto, importante repetir que quando as indstrias depositam no solo os res-

    duos, quando lanam efluentes sem tratamento em rios, lagoas e demais corpos hdricos, esto

    causando danos ao meio ambiente.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    14/252

    14 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Uma palavra inicial

    14 SENAI-RJ

    O uso indiscriminado dos recursos naturais e a contnua acumulao de lixo mostram a

    falha bsica de nosso sistema produtivo: ele opera em linha reta. Extraem-se as matrias-primas

    por meio de processos de produo desperdiadores, que produzem subprodutos txicos.

    Fabricam-se produtos de utilidade limitada que, finalmente, viram lixo, o qual se acumula nos

    aterros. Produzir, consumir e descartar bens dessa forma obviamente no sustentvel.

    Enquanto os resduos naturais (que no podem, propriamente, ser chamados de lixo)

    so absorvidos e reaproveitados pela natureza, a maioria dos resduos deixados pelas indstrias

    no tm aproveitamento para qualquer espcie de organismo vivo e, para alguns, pode at ser

    fatal. O meio ambiente pode absorver resduos, redistribu-los e transform-los. Mas, da mes-

    ma forma que a Terra possui uma capacidade limitada de produzir recursos renovveis, sua

    capacidade de receber resduo tambm restrita e a de receber resduo txico praticamente

    inexistente.Ganha fora, atualmente, a idia de que as empresas devem ter procedimentos ticos que

    considerem a preservao do ambiente como uma parte de sua misso. Isto quer dizer que se

    devem adotar prticas que incluam tal preocupao, introduzindo processos que reduzam o

    uso de matrias-primas e energias, diminuam os resduos e impeam a poluio.

    Cada indstria tem suas prprias caractersticas. Mas j sabemos que a conservao de

    recursos importante. Qualquer indstria deve ento ter crescente preocupao com a quali-

    dade, durabilidade, possibilidade de conserto e vida til de seus produtos.

    As empresas precisam no apenas continuar reduzindo a poluio, mas tambm buscar novasformas de economizar energia, melhorar os efluentes, reduzir o lixo e tambm o uso de matrias-

    primas. Reciclar e conservar energia so atitudes essenciais no mundo contemporneo.

    difcil ter uma viso nica que seja til a todas as empresas. Cada uma enfrenta desafios

    diferentes e pode se beneficiar de sua prpria viso de futuro. Ao olhar para o futuro, podemos

    decidir quais alternativas so mais desejveis e trabalhar com elas.

    No entanto, tanto os indivduos quanto as instituies s mudaro suas prticas quando

    acreditarem que seu novo comportamento lhes trar benefcios sejam eles financeiros, para

    sua reputao e imagem ou para sua segurana.

    A mudana de hbitos no algo que possa ser imposto. Deve ser uma escolha de pesso-

    as bem-informadas a favor de bens e servios sustentveis. A tarefa que se impe a de criar

    condies que melhorem a capacidade das pessoas escolherem, usarem e disporem de bens

    e servios de forma sustentvel.

    Alm dos impactos causados na natureza, diversos so os malefcios sade humana

    provocados pela poluio do ar, dos rios e mares, assim como so inerentes aos processos

    produtivos alguns riscos sade e segurana do trabalhador. Atualmente, os acidentes de

    trabalho constituem uma questo que preocupa os empregadores, empregados e governantes,

    uma vez que suas conseqncias afetam a todos.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    15/252

    SENAI-RJ 15

    Tratamento de esgotos - Uma palavra inicial

    SENAI-RJ 15

    De um lado, necessrio que os trabalhadores adotem um comportamento seguro no

    trabalho, usando os equipamentos de proteo individual e coletiva; de outro, cabe aos em-

    pregadores prover a empresa com esses equipamentos, orientar quanto ao seu uso, fiscalizar

    as condies da cadeia produtiva e a adequao dos equipamentos de proteo.

    A reduo do nmero de acidentes s ser possvel medida que cada um empregado,

    empregador e governo assuma, em todas as situaes, atitudes preventivas capazes de res-

    guardar a segurana de todos.

    Devemos considerar tambm que cada indstria possui um sistema produtivo prprio

    e, portanto, necessrio analis-lo em sua especificidade para determinar seu impacto sobre

    o meio ambiente e a sade e os riscos que o sistema oferece segurana dos trabalhadores,

    propondo alternativas que possam levar melhoria das condies de vida de todos.

    Da conscientizao, partimos para a ao: cresce cada vez mais o nmero de pases, empre-sas e indivduos que vm desenvolvendo aes que contribuem para proteger o meio ambiente

    e cuidar da nossa sade. Mas, isso ainda no suficiente... faz-se necessrio ampliar tais aes,

    e a educao um valioso recurso que pode e deve ser usado para atingir esse objetivo. Assim,

    iniciamos nosso curso conversando sobre o meio ambiente, a sade e a segurana no trabalho,

    lembrando que, no exerccio profissional dirio, o operador deve agir de forma harmoniosa

    com o ambiente, zelando tambm pela segurana e sade de todos no trabalho.

    Agora tente responder novamente pergunta que inicia este texto. Meio ambiente, sade

    e segurana no trabalho o que que eu tenho a ver com isso? Depois partir para a ao.Cada um de ns responsvel. Vamos fazer a nossa parte?

    POLTICA INSTITUCIONAL DE MEIO AMBIENTE DA NOVA CEDAE

    I Dos princpios:

    1. Viso sistmica da questo ambiental que permita o planejamento de aes integradas

    em conformidade com o conceito de desenvolvimento sustentvel.

    2. Obedincia legislao ambiental, que deve ser vista como instrumento para que a

    Nova Cedae atinja os seus objetivos.

    3. Planejamento das aes que vise a preservao, conservao e recuperao dos re-

    cursos hdricos de forma sustentvel.

    4. Promoo de capacitao, treinamento e participao em aes de educao ambi-

    ental, no que se refere s atividades da Companhia, que visem ao aperfeioamento de

    processos e incorporao de novas tecnologias na busca da melhoria contnua.

    5. Parceria institucional com entidades que desenvolvam atividades diretamente rela-

    cionadas conservao e preservao do meio ambiente.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    16/252

    16 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Uma palavra inicial

    6. Consolidao e disseminao interna e externamente da cultura, conhecimentos e

    experincias relacionadas com o meio ambiente na Nova Cedae.

    7. Mximo rigor com o veto a produtos e servios aplicados em obras e atividades queno resguardem a qualidade ambiental.

    8. Valorizao e fomento pesquisa, desenvolvimento e consolidao de tecnologia,

    voltados conservao do meio ambiente, principalmente dos recursos hdricos.

    II Dos objetivos:

    1. Estabelecer princpios, critrios, diretrizes e conceitos que orientem a Nova Cedae

    na conduo das atividades e aes que tenham como meta alcanar excelncia na

    prestao de servios de saneamento ambiental e uma melhor qualidade de vida ebem-estar social para a populao da rea de atuao desta Companhia.

    2. Definir responsabilidades, alinhar conceitos e estabelecer posturas para toda a Com-

    panhia, principalmente para reas diretamente envolvidas com a questo ambiental e

    no relacionamento com rgos e instituies afins, mercado e a sociedade em geral.

    3. Criar condies para disseminar e consolidar os conceitos e atividades da Companhia

    relativas ao meio ambiente junto comunidade interna e externa, visando:

    a educao sanitria e ambiental;

    o cumprimento da legislao pertinente; o relacionamento adequado com rgos e instituies que regulamentam a questo

    ambiental, principalmente nos assuntos relacionados com os recursos hdricos.

    III Das diretrizes estratgicas:

    1. Todos os projetos devem contemplar:

    uso racional e desenvolvimento sustentado dos recursos hdricos;

    conservao, proteo e recuperao do meio ambiente;

    viabilidade tcnica, econmica, financeira, ambiental e social;

    atendimento legislao ambiental;

    envolvimento sistemtico dos rgos gerenciais regionais da Companhia no tratamen-

    to e decises das questes ambientais das suas respectivas bacias hidrogrficas; e

    busca da certificao das atividades da Companhia pela ISO 14000.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    17/252

    SENAI-RJ 17

    Tratamento de esgotos - Uma palavra inicial

    2. O relacionamento com os rgos oficiais gestores do meio ambiente, entidades da

    sociedade civil e com o mercado deve ser pautado por:

    1. tica;

    2. transparncia;

    3. esprito de cooperao constante e sinergia; e

    4. empenho na recuperao, proteo e conservao da quantidade e qualidade dos recur-

    sos hdricos e racionalizao do uso de recursos naturais e combate ao desperdcio.

    3. A Nova Cedae deve agir:

    pr-ativamente no sentido de marcar a sua imagem como uma Companhia que se ca-

    racteriza pela preocupao com o meio ambiente e com o saneamento ambiental;

    pr-ativamente na formulao e aperfeioamento da legislao ambiental.

    4. Todas as aes e iniciativas relativas ao meio ambiente devem ser executadas de forma

    descentralizada pelos rgos gerenciais:

    seguindo diretrizes padronizadas, quando fizerem seus contatos, de assuntos rotinei-

    ros, diretamente com rgos externos;

    em sintonia com a diretoria colegiada, quando fizerem seus contatos, de assuntos no

    rotineiros, diretamente com rgos externos;

    lembrando que o processo de verificao da viabilidade ambiental parte integrante

    dos planos diretores e que os projetos devem ser elaborados no mbito das respec-

    tivas diretorias, com assessoria da Superintendncia de Gesto Ambiental SGA e

    da Assessoria Jurdica AJUR, no que couber;

    que devem consolidar equipe especializada para coordenar e apoiar aes na elabo-

    rao dos estudos de viabilidade ambiental; e

    que tero participao direta nas atividades de licenciamento e de obteno de outorga

    executadas pela SGA.

    IV. Das disposies finais:

    1. A comisso designada pela O.S. no 8.252, de 14 de abril de 2004, responsvel pela

    elaborao dessa Poltica, passa a ser denominada Grupo Executivo de Meio Ambi-

    ente GEMA.

    2. Ser da competncia do GEMA propor, implementar, acompanhar e avaliar a efic-

    cia do Sistema de Gesto Ambiental, bem como o seu desempenho ambiental, em

    consonncia com a Poltica Institucional de Meio Ambiente da Nova Cedae e o seu

    Regimento Interno.

    (Aprovada na Reunio de Diretoria de 28 de junho de 2004)

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    18/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    19/252

    1

    Nesta unidade...

    Caractersticas dosesgotos sanitrios

    Caractersticas fsicas

    Caractersticas qumicas

    Caractersticas biolgicas

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    20/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    21/252

    SENAI-RJ 21

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    1. Caractersticasdos esgotos sanitrios

    Vamos iniciar conhecendo um pouco sobre as caractersticas fsicas, qumicas e biolgicas

    do que denominamos genericamente de esgotos sanitrios. Tambm conhecidos como guas

    servidas, guas residurias, despejos lquidos, esgotos ou efluentes lquidos, esses eflu-

    entes so resduos lquidos resultantes da utilizao domstica ou industrial da gua de abas-

    tecimento. Como carregam substncias agressivas ao meio ambiente adicionadas durante o

    prprio processo de utilizao da gua, devem ser encaminhados a um destino final adequado

    (eventualmente aps tratamento). Por conseguinte, indispensvel conhecer a natureza des-tas substncias e qual o efeito de seu lanamento no meio ambiente para escolher a forma de

    descarte que minimize os danos ambientais.

    Aqui vamos abordar com maior nfase as caractersticas de um determinado tipo de

    efluente lquido: os esgotos sanitrios de origem domiciliar. Essas caractersticas variam de

    regio para regio, de acordo com diversos fatores como clima, hbitos da populao, dis-

    ponibilidade de gua potvel e outros, porm sem se afastarem demasiadamente de certos

    valores centrais.

    Tais caractersticas decorrem de substncias ou impurezas adicionadas gua durantea sua utilizao e so classificadas em fsicas, qumicas e biolgicas, de acordo com o agente

    introduzido no processo.

    1.1 Caractersticas fsicas

    As caractersticas fsicas dos esgotos sanitrios de origem domiciliar a serem observadas

    so: presena de matria slida, temperatura, cor e odor.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    22/252

    22 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    1.1.1 Presena de matria sl ida

    O esgoto consiste basicamente de gua. O contedo de matria slida raramente ultrapassa

    0,1 % da massa total do efluente. Portanto, a gua representa 99,9 % deste total. Contudo, a

    presena de slidos, mesmo em porcentagem reduzida, assume grande importncia sanitria

    em virtude de seus efeitos nocivos sobre o meio ambiente. Estes slidos, alm de serem adi-

    cionados durante a utilizao da gua, podem provir de infiltraes na rede de esgotos e de

    substncias dissolvidas na prpria gua de abastecimento.

    Slidos totais

    O contedo total de slidos em uma amostra de esgotos, denominado slidos totais, definido como o resduo remanescente aps evaporao a 105C da totalidade da gua contida

    em um volume conhecido da amostra. Geralmente expresso em mg/L.

    Os slidos totais podem ainda ser subdivididos em: slidos em suspenso ou dissolvidos

    e slidos fixos ou volteis.

    Na primeira subdiviso, temos:

    Slidos em suspenso (RNF) - so aqueles que ficam retidos no meio filtrante quando

    se submete um volume conhecido de amostra filtragem. O meio filtrante escolhido

    de forma que o dimetro mnimo da partcula retida seja de 0,1. O nome slidos em

    suspenso, tem sido considerado inadequado, considerando-se que a determinao

    feita por filtrao e que partculas slidas de dimetro aparente inferior a 0,1 no

    ficam retidas no filtro. Modernamente, sugere-se sua substituio pela expresso mais

    apropriada Resduo No-Filtrvel, ou RNF.

    Slidos dissolvidos - so obtidos pela diferena entre os valores das massas de slidos

    totais e de slidos em suspenso ou RNF. Sendo assim, e considerando a forma como

    foram determinados, os slidos dissolvidos incluem, alm das substncias presentesem soluo verdadeira, uma certa massa de substncias em suspenso coloidal.

    Entendemos que a denominao slidos dissolvidos parece imprpria,

    sendo mais pertinente a designao slidos filtrveis. Entretanto, por

    ser mais usual, vamos adot-la em nosso estudo.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    23/252

    SENAI-RJ 23

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    Na segunda maneira de subdividir os slidos totais, e que pode ser aplicada tanto aos RNF

    quanto aos slidos dissolvidos, temos:

    Slidos fixos (inertes) - so definidos como o resduo remanescente aps o total deslidos da amostra ter permanecido em estufa aquecida temperatura de 600 C por

    30 minutos.

    Slidos volteis - j a massa de slidos volteis obtida por diferena entre as massas

    de slidos totais e fixos, posto que slidos volteis so aqueles perdidos por volatil-

    izao durante a determinao da massa de slidos fixos.

    De uma forma geral os slidos fixos servem, em primeira aproximao, como indicador

    da parcela de substncias minerais contidas na amostra, enquanto os volteis podem servir,

    de forma grosseira, como indicao da parcela de matria orgnica.

    Observe na Figura 1.1 as concentraes de matria slida tipicamente encontradas em

    uma amostra de esgoto domstico, assim como as porcentagens em que usualmente se dis-

    tribuem.

    Alm das anlises descritas para medir as concentraes em mg/L de matria slida pre-

    sente no esgoto, usa-se ainda a determinao dos denominados slidos decantveis. Medidos

    em ml/L, eles so definidos como o volume ocupado pelos slidos sedimentados, aps decan-

    tao de 1 hora, em vasilhame padro denominado Cone Imhoff. Trata-se de anlise expedita

    normalmente realizada pelo prprio operador de uma estao de tratamento de esgotos e

    tambm extremamente til como ferramenta de controle de eficincia de determinadas uni-

    dades de tratamento. No entanto, apesar de tradicional, h que se notar que sua denominao

    errnea, sendo mais correta a de slidos sedimentveis (posto que partculas slidas no

    decantam, sedimentam).

    Figura 1.1 Distribuio tpica de compostos slidos

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    24/252

    24 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    1.1.2 Temperatura

    Em geral, a temperatura do esgoto domstico ligeiramente mais elevada que a da gua

    de abastecimento, em virtude da adio de gua quente aos despejos. No Brasil ela costuma

    variar de regio para regio, porm mantendo-se quase sempre na faixa entre 15C e 25C.

    A temperatura uma caracterstica importante porque pode gerar modificaes na biota

    do corpo receptor de um despejo que tenha temperatura muito diferente da natural do corpo

    dgua provocando aumento ou reduo da rapidez das reaes qumicas e do metabolismo

    bacteriano. Alm disso, a variao da temperatura exerce influncia sobre a solubilidade dos

    gases, especialmente o oxignio.

    Biota: conjunto de seres vivos de um determinado ecossistema.

    Corpo receptor: qualquer coleo de gua superficial que recebe o lana-

    mento de efluentes lquidos.

    1.1.3 Cor

    A cor do esgoto domstico serve como indicador

    de seu estado de septicidade. Em geral, o esgoto novo

    ou fresco apresenta colorao cinza claro. proporo

    que vai envelhecendo, sua colorao se torna castanha

    ou marrom e a matria orgnica presente comea a ser

    atacada pelas bactrias existentes no prprio esgoto,

    com a concomitante reduo do teor de oxignio dis-

    solvido. Na medida em que prosseguem as reaes de

    decomposio da matria orgnica, aumenta o con-sumo do oxignio dissolvido e sua concentrao pode

    cair a zero. Isto faz com que o esgoto entre no chamado

    estado sptico, atingindo a colorao negra.

    A cor dos despejos industriais depende do tipo de

    indstria, da matria-prima empregada e do processo

    industrial. Em geral, cada tipo de despejo apresenta cor

    peculiar, que pode variar, no mesmo despejo, em de-

    corrncia da natureza da operao industrial executada

    em uma dada ocasio.

    Septicidade:

    q u a l i d a d e

    ou carter de

    sptico; que causa

    putrefao ou infeco.

    Variaes ines-

    peradas de cor

    significam adi-

    o de um produto no-

    habitual e podem impli-

    car em modificaes nas

    demais caractersticas dos

    despejos.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    25/252

    SENAI-RJ 25

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    1.1.4 Odor

    O odor do esgoto sanitrio deve-se aos gases produzidos pela decomposio da matria

    orgnica. O esgoto recm-produzido apresenta odor desagradvel, porm no to repulsivo

    quanto o produzido pelo esgoto sptico quando, aps a queda do teor de oxignio dissolvido

    a zero, determinados microrganismos passam a decompor a matria orgnica com elevada

    produo de gs sulfdrico, que se desprende do lquido, provocando a corroso dos condutos

    e um cheiro repugnante.

    As consideraes anteriormente apresentadas em relao cor dos despejosindustriais tambm se aplicam ao seu odor.

    1.2 Caractersticas qumicas

    A composio qumica das diversas substncias presentes no esgoto domstico extrema-

    mente varivel, pois depende de diversos fatores que incluem os hbitos da populao. Ultima-mente, com a crescente variedade de novos produtos qumicos para uso domstico disponveis

    no mercado, o grau de complexidade da composio qumica das substncias presentes nos

    esgotos tipicamente domsticos tem aumentado significativamente, sendo exemplo notrio

    a presena de detergentes em concentraes cada vez maiores.

    Quanto aos despejos industriais, sua composio qumica tambm depende essencial-

    mente do tipo de indstria, da matria-prima utilizada e do processo industrial. , portanto,

    bastante varivel. H despejos industriais com caractersticas tipicamente inorgnicas (in-

    dstrias metalrgica, siderrgica, e outras) e orgnicas (indstrias de alimentos, frigorficos,laticnios, etc.). Existem ainda indstrias que geram efluentes de ambos os tipos (indstria

    qumica, petroqumica, refinarias, etc.).

    A seguir, vamos abordar apenas os compostos ou categorias de compostos que, em funo

    de suas caractersticas, podem exercer alguma influncia no corpo receptor ou nos processos

    de tratamento de esgotos.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    26/252

    26 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    1.2.1 Substncias inorgnicas

    As substncias inorgnicas presentes nos esgotos no possuem grande importncia sani-

    tria, exceto se forem txicas.

    A presena de substncias txicas, freqente nos despejos industriais, ra-

    ramente constatada nos esgotos domsticos em concentraes que possam

    afetar a biota do corpo receptor ou a sade de pessoas ou animais.

    Dentre as substncias inorgnicas usualmente encontradas nos esgotos domsticos so

    importantes, do ponto de vista da engenharia sanitria, os compostos de nitrognio, fsforoe enxofre.

    Compostos de nitrognio e fsforo

    A importncia desses compostos decorre do fato de serem nutrientes bsicos para as algas.

    Como tal, se forem descarregados em excesso em corpos receptores com certas caractersticas,

    tais como lagos ou esturios de pequena renovao de gua, podem contribuir para que haja

    excessiva proliferao de algas, dando margem ao fenmeno denominado eutrofizao do corpo

    lquido. Neste caso pode ser necessria a remoo de tais compostos antes do lanamento do

    efluente sanitrio ao corpo receptor.

    Compostos de enxofre

    Compostos de enxofre so importantes pela facilidade que apresentam de serem reduzi-

    dos bioquimicamente em condies anaerbicas a gs sulfdrico por organismos especficos

    (sulfobactrias). O gs sulfdrico (H2S), alm de apresentar mau cheiro caracterstico e ser

    extremamente txico em elevadas concentraes, pode ser oxidado bioquimicamente a cidosulfrico (H

    2SO

    4) e causar srios problemas de corroso nas galerias de esgoto.

    1.2.2 Matria orgnica

    Uma porcentagem elevada dos slidos contidos nos esgotos domsticos e em certos despejos

    industriais formada por matria orgnica. Estes compostos tm enorme importncia sanitria

    devido possibilidade de serem estabilizados atravs da oxidao bioqumica aerbia (ou seja: serem

    consumidos como alimento por organismos presentes no corpo receptor que fazem uso de oxignio

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    27/252

    SENAI-RJ 27

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    em seu metabolismo). Em funo disso o consumo de matria orgnica pode reduzir a concentrao

    de oxignio dissolvido dos corpos receptores a nveis imprprios vida das espcies que necessi-

    tam de oxignio livre para subsistir (organismos aerbios), provocando assim um forte desequilbrio

    na distribuio de espcies do ecossistema constitudo pelo corpo receptor desses esgotos.

    Os principais grupos de substncias orgnicas presentes nos esgotos so:

    protenas (40% a 60 %);

    carboidratos (25% a 50 %); e

    matrias graxas (10 %).

    A uria tambm encontrada em propores razoveis, porm apenas no esgoto fresco,

    devido sua tendncia de se decompor rapidamente (e gerar compostos de nitrognio).

    Alm destas substncias, existem outras, em menor proporo, que se apresentam sob

    forma bastante variada, ou seja, desde molculas muito simples at aquelas de extrema com-

    plexidade estrutural. Podemos citar, entre elas, algumas de importncia sanitria, tais como

    fenis, detergentes e alguns pesticidas. Nos ltimos anos tem sido constatada, nos esgotos, a

    presena destas ltimas substncias em concentraes cada vez mais representativas.

    Avaliao do contedo da matria orgnica

    Em funo da extrema variedade e da alta complexidade molecular das substncias orgni-cas presentes nos esgotos, uma anlise quantitativa de tais substncias torna-se praticamente

    impossvel devido dificuldade de execuo e ao seu alto custo.

    Por essa razo foi desenvolvido um mtodo prtico para avaliar, ou quantificar indireta-

    mente, o contedo orgnico de uma amostra de esgoto.

    Ao reconhecer que o maior inconveniente causado pela presena de matria orgnica no

    esgoto a sua capacidade de consumir, por oxidao bioqumica, o oxignio existente no corpo

    receptor, considera-se que uma avaliao indireta de seu contedo possa consistir, justamente,

    na medida da quantidade de oxignio necessrio para estabiliz-la bioquimicamente. Esseprocesso oferece dupla vantagem, ou seja:

    avaliar, apenas, a quantidade de matria orgnica biodegradvel, isto , aquela que

    contribui diretamente para o consumo do oxignio livre no corpo receptor; e

    medir a quantidade de oxignio necessria estabilizao da matria orgnica, isto

    , a quantidade do oxignio do corpo receptor que ser consumida.

    Para compreender como tal medida se torna possvel, preciso entender o processo pelo

    qual o oxignio consumido no corpo receptor. Com esse objetivo, vamos ento examinar,

    ainda que superficialmente, o metabolismo dos organismos aerbios.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    28/252

    28 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    Os organismos aerbios utilizam o oxignio livre (no-combinado) dos ambientes em que

    vivem para a manuteno do seu ciclo vital. Todos os animais superiores, alm de muitas esp-

    cies de microrganismos, so seres aerbios, organismos que se utilizam do oxignio disponvel

    no ambiente para reagir com a matria orgnica e fazer dela fonte de energia e matria prima

    para gerar material celular. Sua energia vital obtida, exatamente, pela oxidao bioqumica

    de parte da matria orgnica. O processo bioqumico pelo qual ocorre a oxidao muito

    complexo e se denomina metabolismo.

    Embora complexa, a produo de energia vital pelo processo metablico pode ser com-

    parada, grosseiramente, com o desempenho de um motor combusto, no qual so introduzidos

    oxignio e combustvel (alimento, no caso do metabolismo). Atravs da combusto (oxidao),

    a energia liberada e os produtos decorrentes da queima, ou seja, as substncias oxidadas, so

    descarregadas no ambiente. No processo metablico, a matria orgnica (alimento) biodegra-dada (combinada bioquimicamente com o oxignio livre para produzir a energia necessria

    manuteno da vida) sendo eliminada para o ambiente na forma de produtos parcialmente

    oxidados (excrementos), ainda como matria orgnica, porm em um estgio de estabilizao

    mais elevado.

    Os fenmenos descritos ocorrem em qualquer ambiente em que coexistam alimentos, seres

    aerbios e oxignio livre. Por exemplo: se um despejo com alto contedo de matria orgnica

    biodegradvel (alimento) for lanado em um corpo de gua com elevado teor natural de oxignio

    dissolvido, os organismos aerbios existentes no corpo lquido e no prprio despejo, encon-

    trando condies ambientais propcias, vo se multiplicar rapidamente e consumir o oxignio

    disponvel. Caso as circunstncias permitam, eles iro exaurir completamente o oxignio livre

    do corpo receptor, causando srios prejuzos ecolgicos.

    Demanda bioqumica de oxignio (DBO)

    Um dos mtodos desenvolvidos para avaliar o contedo orgnico de uma amostra de es-

    goto, a seguir descrito de forma simplificada, uma anlise denominada Demanda Bioqumica

    de Oxignio (DBO). Na verdade, a DBO possibilita a transposio para laboratrio do prpriofenmeno que se processa na natureza. Vejamos como realiz-la:

    colher um certo volume de amostra de esgoto e dilu-la em um volume conhecido de gua

    destilada, na qual foi previamente dissolvido oxignio em uma concentrao conhecida;

    incubar essa amostra por um perodo fixo (usualmente cinco dias) e em temperatura

    constante (20C);

    transcorrido este perodo, medir a concentrao de oxignio dissolvido e encontrar,

    por diferena, a quantidade de oxignio utilizada para estabilizar bioquimicamente

    a matria orgnica contida no volume da amostra utilizada; e

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    29/252

    SENAI-RJ 29

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    com base na quantidade de oxignio utilizada para estabilizar bioquimicamente a

    matria orgnica presente no volume de amostra analisado, calcular proporciona-

    lmente a quantidade necessria para estabilizar a matria orgnica contida em um

    litro de esgoto; assim, a DBO encontrada em mg/L.

    Como os esgotos domsticos j contm elevado nmero de microrganismos

    aerbios, no necessrio seme-los no frasco a ser incubado. Na anlise

    de despejos industriais, porm, esse procedimento geralmente imprescin-

    dvel.

    A DBO obtida conforme acima descrito tambm denominada DBO a cinco dias ouDBO5. Isso no significa que o consumo de oxignio deixe de existir depois de cinco dias. Na

    verdade, o consumo s vai cessar aps um perodo de cerca de 20 dias. Mas, aguardar todo esse

    tempo para conhecer os resultados de uma anlise de laboratrio pode ser de pouca valia para

    executar, por exemplo, o controle da operao de uma estao de tratamento de esgotos. Por

    isso foi adotado o perodo de cinco dias como padro, considerando que, aps esse tempo, cerca

    de 2/3 do consumo total de oxignio j foi exercido e a maior parte dos compostos orgnicos

    carbonatados j se encontra estabilizada, restando, apenas, em sua maioria, os compostos

    nitrogenados.

    A Demanda Bioqumica de Oxignio um parmetro de importncia fun-

    damental para os diversos processos de tratamento de esgoto. Portanto,

    essencial compreender os seus princpios bsicos.

    Demanda qumica de oxignio (DQO)

    Apesar de ser considerado como padro, o perodo de cinco dias para obter o resultado

    de uma anlise de DBO pode representar uma espera muito longa ou ser de pouca utilidade

    quando se pretende avaliar a necessidade de oxignio para estabilizar a totalidade das substn-

    cias orgnicas de uma amostra (e no apenas a frao biodegradvel). Para enfrentar situaes

    desse tipo foi ento desenvolvido outro mtodo de anlise denominado Demanda Qumica

    de Oxignio (DQO).

    Nesta anlise utiliza-se um enrgico agente oxidante, normalmente o dicromato de po-

    tssio ou permanganato de potssio, em meio cido, para oxidar a totalidade dos compostos

    orgnicos presentes no esgoto e, assim, calcular a quantidade de oxignio consumida. Como,

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    30/252

    30 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    exceto em casos muito especiais, mais compostos so oxidados por via qumica do que por via

    bioqumica, os resultados da DQO so, em geral, maiores do que os obtidos da DBO de uma

    mesma amostra.

    Para muitos tipos de esgoto possvel correlacionar os resultados da DBO

    com os da DQO, o que vantajoso, pois a anlise da DQO executada em

    trs horas enquanto a da DBO necessita de cinco dias de espera.

    Carbono orgnico total (COT ou TOC)

    Uma avaliao direta do contedo orgnico de uma amostra de despejo pode ainda ser

    obtida atravs do parmetro denominado Carbono Orgnico Total (COT), que mede a concen-

    trao, em mg/L, do elemento carbono ligado a molculas orgnicas. A anlise efetuada com

    o uso de equipamentos especiais que levam combusto controlada todo o contedo de um

    pequeno volume de amostra e possibilitam medir a massa de gs carbnico assim gerada. Sua

    utilizao rara para esgotos sanitrios, sendo mais comum em despejos industriais.

    1.3 Caractersticas biolgicas

    Do ponto de vista sanitrio, as caractersticas biolgicas so aquelas relativas aos principais

    grupos de microrganismos presentes nos esgotos, em especial os patognicos e aqueles utilizados

    quer nos processos biolgicos de tratamento de esgotos, quer como indicadores de poluio.

    1.3.1 P rincipais grupos de microrganismospresentes no esgoto

    Veremos dois grupos: os protistas e os vrus.

    Protistas

    Os protistas constituem o grupo mais importante de microrganismos usualmente encon-

    trados nos esgotos domsticos; em seguida esto os vrus. Vejamos a sua importncia para a

    engenharia sanitria. Fazem parte desse grupo as bactrias, as algas e os protozorios.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    31/252

    SENAI-RJ 31

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    Bactrias

    Certamente so as mais importantes, no somente pelo fato de haver entre elas diver-

    sas espcies patognicas, transmissoras das chamadas doenas de veiculao hdrica,como tambm pelo extraordinrio papel que desempenham nos processos de tratamento

    biolgico, promovendo a estabilizao da matria orgnica.

    Entre as bactrias, encontram-se os organismos do grupo coliforme, cuja

    utilidade ser discutida adiante.

    Algas

    Existem em pequena quantidade nos esgotos domsticos, mas podem ser encontradas

    em elevadssimas concentraes nos efluentes das chamadas lagoas de estabilizao.

    A presena de algas em grande quantidade em um efluente lanado a um corpo receptor

    pode resultar srios inconvenientes para este corpo receptor seja pelos problemas causados

    captao eventual de gua para abastecimento, seja pelo fenmeno conhecido como

    florao de algas, comum em corpos de gua com elevada concentrao de nutrientes

    (corpos de gua eutrofizados).

    Protozorios

    Os protozorios existentes no esgoto e de interesse para a engenharia sanitria incluem

    amebas, flagelados e ciliados livres. Esses organismos se alimentam de bactrias e outros

    parasitas; so considerados essenciais para a manuteno do equilbrio biolgico, em

    processos de tratamento biolgico.

    Patogenicidade:

    a capacidade que

    um organismo

    possui de causar

    doenas em outros

    organismos.

    Vrus

    A importncia dos vrus para a engenharia sanitria se deve

    patogenicidade de certas espcies. Eles so altamente resistentes ao

    tratamento biolgico e aos processos usuais de desinfeco, podendo

    subsistir por longo tempo nos esgotos ou nos corpos receptores. As

    experincias tm mostrado que a sua remoo extremamente dif-

    cil; por isso, nos dias atuais, vrias pesquisas esto em andamento

    com a finalidade de buscar solues para o problema.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    32/252

    32 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    1.3.2 Organismos utilizados como indicadoresde poluio

    Conforme mencionado, os esgotos domsticos contm uma enorme variedade de micror-

    ganismos, alguns dos quais patognicos, que precisam ser controlados.

    Quando certa vazo de esgotos lanada em um corpo receptor, se o ambiente no for

    propcio propagao dos organismos patognicos, sua concentrao vai paulatinamente

    decrescendo seja por diluio, por morte ou decaimento bacteriano. Mas o isolamento e a

    contagem desses seres exigiriam uma tcnica de laboratrio demorada, acurada e onerosa.

    Procurou-se, ento, encontrar um grupo de organismos, de fcil determinao e de contagem

    simples em laboratrio, que pudesse ser associado poluio fecal, para servir como indica-

    dor desse tipo de degradao. Com esse propsito foi selecionado o grupo dos organismoscoliformes.

    Embora no sendo, em geral, patognicos, os organismos do grupo coliforme passaram a

    ser utilizados com indicadores de poluio fecal porque existem em abundncia no intestino

    humano e so excretados com as fezes. Isso significa que uma gua com elevada contagem

    de coliformes pode tambm conter organismos patognicos, enquanto uma gua isenta de

    coliformes considerada segura, do ponto de vista sanitrio.

    A medida da quantidade de organismos do grupo coliforme presentes em uma amostra

    denomina-se colimetria. A tcnica usualmente empregada para sua determinao consisteno chamado teste presuntivo, baseado na capacidade dos coliformes, e apenas deles, de fer-

    mentar a lactose, com produo de gs, quando incubados no meio de cultura adequado e em

    temperatura conveniente. A incubao realizada com diferentes diluies de uma mesma

    amostra e os resultados so submetidos a uma anlise estatstica e expressos atravs da unidade

    NMPcoli/100ml (Nmero Mais Provvel de organismos do grupo coliforme encontrados em

    100ml de amostra).

    possvel, atravs de tcnica especfica, determinar em laboratrio o NMP de

    organismos coliformes de origem fecal cultivando-os em um meio no prop-

    cio ao desenvolvimento de outras espcies. Esta determinao denomina-se

    colimetria fecal.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    33/252

    SENAI-RJ 33

    Tratamento de esgotos - Caractersticas dos esgotos sanitrios

    O resultado da colimetria no representa a concentrao real dos organismos na amostra,

    mas apenas uma estimativa baseada em anlise estatstica. Portanto, trata-se apenas de um

    indicador de poluio. Caso seja desenvolvido um processo para eliminar unicamente coli-

    formes, o que possvel do ponto de vista tcnico, ainda assim a contaminao vai persistir,

    pois os organismos patognicos, eventualmente presentes, l iro permanecer. Na verdade,

    essa tentativa de eliminar uma ferramenta eficiente de controle s serviria para esconder a

    contaminao.

    Nas unidades referentes a tratamento biolgico de efluentes orgnicos vol-

    taremos ao estudo dos microrganismos com nfase em seu metabolismo.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    34/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    35/252

    2

    Nesta unidade...

    Autodepurao doscorpos de gua

    Zonas caractersticas

    Autodepurao

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    36/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    37/252

    SENAI-RJ 37

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    2. Autodepurao doscorpos de gua

    Um corpo de gua, em seu estado natural, constitui um ecossistema. Nele coexistem nu-

    merosos organismos que se relacionam entre si e com o prprio ambiente. Qualquer modifica-

    o introduzida, seja nas espcies vivas, seja no ambiente, pode trazer conseqncias nefastas

    que podem incluir a ruptura do equilbrio ecolgico.

    No ecossistema, alguns seres vivos se alimentam de substncias existentes no ambiente.

    Outros se alimentam de organismos vivos, vegetais ou animais. Esta teia complexa de elementos

    forma a chamada cadeia alimentar.

    Com exceo dos chamados microrganismos anaerbios, todos os demais que vivem

    no corpo dgua necessitam de oxignio livre (dissolvido no meio lquido) para realizar seu

    metabolismo.

    O oxignio existe em abundncia na atmosfera e tem a propriedade de ser solvel em gua.

    O teor mximo (saturao) de oxignio dissolvido (OD) na gua depende de diversos fatores,

    inclusive a temperatura.

    Vale destacar que a 25C o teor de saturao de OD em gua limpa de

    8,26 mg/L.

    A existncia de seres vivos no meio lquido implica o consumo de certa quantidade de OD.

    Caso no houvesse o contnuo suprimento de oxignio, a tendncia seria baixar o teor de OD

    at nveis que impossibilitassem a sobrevivncia dos organismos. A morte de alguns peixes,

    por exemplo, pode ocorrer em ambientes com teores de OD iguais ou inferiores a 5mg/L.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    38/252

    38 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    Por outro lado, os cursos de gua tm a capacidade de absorver oxignio da atmosfera

    (reaerao) para suprir aquele consumido no seu interior. Mas essa capacidade depende de

    diversos fatores, dentre os quais:

    a temperatura;

    o estado de agitao das guas;

    o efeito dos ventos;

    a velocidade do curso de gua; e

    o prprio teor de oxignio dissolvido no lquido (quanto mais baixo o OD, mais rapi-

    damente se d a reaerao).

    Alm do oxignio suprido diretamente pela atmosfera, o corpo lquidorecebe oxignio fornecido pelas plantas aquticas atravs do fenmeno

    denominado fotossntese a ser abordado adiante.

    Portanto, em condies naturais, h equilbrio entre o oxignio consumido pelos seres vivos e o

    oxignio fornecido ao corpo lquido. Equilbrio este que mantm o teor de OD em um nvel estvel.

    Quando certa quantidade de esgoto lanada em um corpo lquido, h uma tendncia de

    rompimento do equilbrio devido avidez do esgoto por oxignio (DBO). Com o consumo de OD

    pelo esgoto (a rigor, pelos organismos que se alimentam da matria orgnica contida neste esgoto,

    como veremos adiante), o nvel de OD no corpo lquido diminui. Caso no houvesse reaerao a

    tendncia seria que este nvel baixasse continuamente, no princpio com rapidez, depois de forma

    mais lenta, at atingir nveis extremamente baixos conforme mostra a Figura 2.1, onde a abscissa

    (t) representa o tempo decorrido aps o lanamento do esgoto e a ordenada (c) a quantidade de

    oxignio consumida. O momento do lanamento do esgoto est caracterizado na figura como t0,

    assim como a quantidade inicial de oxignio no corpo lquido, c0. A linha pontilhada csrepresenta

    a quantidade de oxignio no ponto de saturao para esse corpo lquido.

    Figura 2.1 Consumo de OD com

    o tempo, aps olanamento de esgoto

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    39/252

    SENAI-RJ 39

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    O curso de gua, no entanto, capaz de recuperar oxignio em virtude do fenmeno da

    reaerao (reposio de oxignio). A capacidade do lquido de receber oxignio funo, en-

    tre outros parmetros, do prprio teor de OD: quanto menor este teor, maior ser a diferena

    entre ele e o teor de saturao e mais rpida ser a captura de oxignio. Como, medida que

    o oxignio reposto, menor se torna essa diferena, a rapidez com que o oxignio capturado

    diminui quando o teor de OD cresce. Assim, a quantidade de oxignio recuperada pelo curso

    de gua varia de acordo com a Figura 2.2.

    Figura 2.2 Reaerao com o tempo, aps o lanamento de esgoto

    Nessas condies, o teor de OD no curso de gua sofre as influncias opostas das duas

    aes acima descritas: uma tendncia a cair devido ao consumo e uma tendncia a recuperar-

    se devido reaerao.

    No incio do fenmeno, quando a massa de OD consumido maior que a de OD recuperado,

    o teor de OD no corpo lquido ir cair at atingir seu valor mnimo (ponto crtico). Mas, a partir

    do momento que o consumo de OD tornar-se menor que a massa reposta por reaerao, seu

    nvel no corpo lquido ir subir at, eventualmente, recuperar as condies existentes antes

    do lanamento. Portanto, o fenmeno se desenrola como a soma das duas curvas vistas ante-

    riormente. No incio, o teor de OD do corpo lquido cai (enquanto o consumo de OD for maiorque o OD fornecido pela reaerao), at atingir o ponto crtico, ou seja, quando os dois valores

    se igualam. A partir deste ponto comea ento a subir (quando o OD fornecido j maior que

    o consumido), at atingir o valor existente antes do lanamento do esgoto.

    A variao do teor de OD do corpo lquido representada esquematicamente na Figura 2.3.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    40/252

    40 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    A variao do teor de OD ao longo do curso de gua causada pelo consumo de oxigniodevido ao lanamento de esgotos e sua recuperao devida ao fenmeno da reaerao pode

    exercer grande influncia sobre as condies ambientais do ecossistema constitudo pelo corpo

    de gua. Isto porque h uma correspondncia entre os diversos nveis de OD e determinados

    organismos capazes de se ambientar s condies vigentes. Assim, a situao ou circunstncia

    apresentada pelo curso de gua determina a formao de zonas ao longo das quais h predo-

    minncia de determinados organismos.

    A biota existente antes do lanamento, adaptada a um nvel de OD mais elevado, comea

    a sofrer modificaes proporo que o OD vai caindo. E, assim, jusante do lanamento,podem ser distinguidas as zonas caractersticas do estado do curso de gua, que correspondem

    ao nvel de OD.

    Jusante: direo em que vaza a mar, ou para onde corre um curso

    de gua.

    2.1 Zonas caractersticas

    Ao longo do curso de gua, aps o lanamento de uma determinada vazo de esgotos,

    dependendo da proporo entre esta vazo e a do curso de gua, pode-se distinguir a forma-

    o das seguintes zonas caractersticas: degradao, decomposio ativa, recuperao e gua

    limpa. Elas sero resumidamente descritas a seguir, com nfase no que toca sua localizao,

    ao nvel de OD e aos seres vivos nelas presentes.

    Figura 2.3 Curva de depleo de oxignio

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    41/252

    SENAI-RJ 41

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    Zona de degradao

    Localiza-se logo aps o lanamento. A gua apresenta-se turva e escura. Os slidos

    sedimentveis do esgoto tendem a se depositar no fundo, onde entram em decomposioanaerbica. O OD cai rapidamente e pode-se constatar a presena de gs carbnico e amnia

    provenientes da decomposio.

    Os peixes e outras formas de vida mais complexas podem ser extintos ou expulsos. Sub-

    sistem alguns fungos e grande nmero de bactrias.

    Zona de decomposio ativa

    Localiza-se abaixo da zona de degradao e corresponde aos nveis mais baixos de OD.Caracteriza-se pela decomposio anaerbica em toda a massa lquida, sendo tambm ob-

    servada a formao de bolhas de gs. Pores de lodo podem aflorar superfcie, formando

    escuma negra. H desprendimento de mau cheiro.

    As formas de vida se limitam, em sua maioria, a microrganismos anaerbicos; os fungos

    desaparecem. As formas de vida mais complexas so representadas por alguns vermes e larvas

    de insetos.

    Na zona de decomposio ativa localiza-se o ponto crtico, onde o teor de

    OD pode chegar a zero em caso de poluio macia.

    Zona de recuperao

    Localiza-se aps a zona de decomposio ativa e corresponde a um lento crescimento

    do nvel de OD. Como a maior parte da matria orgnica j foi parcialmente estabilizada nas

    zonas de montante, diminui o consumo de OD, cujo nvel tende ento a subir em virtude daquantidade de oxignio fornecida pela reaerao ser superior ao consumo.

    O gs carbnico e a amnia decrescem e nota-se a presena de nitratos e nitritos, prove-

    Montante: di-

    reo da nas-

    cente do curso

    de gua.

    nientes da mineralizao da matria orgnica. O nmero

    de bactrias diminui devido reduo da matria orgni-

    ca que lhes serve de alimento.

    Reaparecem os fungos e algumas algas. Comeam

    a reaparecer algumas plantas aquticas e certos peixes

    mais resistentes.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    42/252

    42 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    Zona de gua limpa

    Devido ao fenmeno da reaerao, o curso de gua recupera tanto o seu teor de OD, resta-

    belecendo o equilbrio, quanto a aparncia de seu estado natural.

    Os organismos aerbios inferiores crescem em quantidade, devido ao fertilizante da

    poluio (massa de nutrientes lanada no ecossistema) e servem de alimento s formas de

    vida mais complexas, que reaparecem. O rio retorna, ento, s suas caractersticas de nor-

    malidade.

    A correspondncia entre as zonas descritas e a curva de OD do corpo lquido mostrada

    na Figura 2.4.

    Figura 2.4 Zonas do curso de gua aps lanamento de esgoto

    2.2 Autodepurao

    Conforme vimos, aps receber uma carga de poluio, os cursos de gua, embora sofram

    modificaes em suas caractersticas, tendem a restabelecer por processos naturais as condies

    existentes antes do lanamento dos esgotos. Este fenmeno conhecido como autodepurao,

    isto , a capacidade do curso de gua de receber uma determinada carga poluidora e elimin-

    la, gradativamente, mediante aes naturais.

    evidente que, caso se pretenda manter o nvel mnimo de OD (ponto crtico) acima de

    um dado valor, existe um certo limite na carga poluidora a ser lanada no corpo receptor. Se as

    necessidades de oxignio para estabilizar a matria orgnica contida no esgoto lanado forem

    demasiadamente elevadas, todo o OD do corpo receptor poder ser consumido e, no ponto

    crtico, ocorrer ausncia total de OD. Dependendo da carga poluidora, esta situao pode se

    prolongar por um longo trecho do rio, o que altamente indesejado. A curva de OD do corpo

    receptor ter, ento, o aspecto mostrado na Figura 2.5.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    43/252

    SENAI-RJ 43

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    vazo do corpo receptor; e

    taxa de reaerao, que quantifica o oxignio disponvel para suprir as necessidades da carga

    poluidora.

    Conhecidos esses elementos, pode-se ento determinar o teor mnimo de OD no ponto

    critico.

    2.2.1 Modelo de Streeter e Phelps

    O tratamento matemtico do problema, descrito a seguir de forma simplificada, de autoriade Streeter e Phelps. Esses autores consideram que o dficit D de oxignio (isto , a diferena entre

    o teor de saturao de OD e o teor de OD medido num tempo t aps o lanamento do despejo)

    pode ser expresso como a soma algbrica das duas tendncias j mencionadas, ou seja:

    reduo devida ao consumo de O2 correspondente DBO exercida pelo despejo (des-

    oxigenao); e

    crescimento devido reposio natural de O2

    (reaerao).

    O aumento do dficit causado pela DBO exercida ao longo do tempo diretamente

    proporcional a essa mesma DBO, sendo K1 o coeficiente de proporcionalidade. Podemos,

    ento, escrever:

    Onde:

    dDd = variao (aumento) do dficit de OD devido desoxigenao.

    L = DBO exercida aps o tempo t.

    K1 = constante de desoxigenao.

    dt = variao do tempo t.

    Figura 2.5 Depleo total de oxignio

    Equao 2.1

    A carga poluidora lanada

    ao corpo de gua ir determinar

    a necessidade total de oxignio a

    ser consumido. Ela depende da

    vazo de esgoto lanado e da DBO

    deste esgoto. J a capacidade de

    autodepurao vai depender dos

    seguintes fatores:

    teor de OD do corpo recep-

    tor antes do lanamento;

    dDd = K1Ldt

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    44/252

    44 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    A identificao do nmero da equao importante para futuras referncias

    ao longo do texto.

    Por outro lado, o estudo da transferncia de gases nos mostra que a rapidez com que esse

    fenmeno se processa proporcional diferena entre a concentrao do gs no lquido e a

    concentrao de saturao deste gs no lquido, ou seja, no nosso caso, a diminuio do d-

    ficit de oxignio devido reaerao diretamente proporcional ao prprio dficit, o que nos

    permite escrever:

    Equao 2.2

    Onde:

    dDr = variao (decrscimo) do dficit de OD devido reaerao natural.

    K2 = constante de reaerao.

    D = dficit de oxignio.

    A variao total do dficit de OD ao longo do tempo ser ento representada pela soma

    algbrica dos dois efeitos:

    Equao 2.3

    Equao 2.4

    Onde K1 assume o mesmo valor que na Equao 2.1.

    Na prtica, para usar a (Equao 2.3), a DBO exercida dever ser expressa em funo da

    DBO de primeiro estgio da mistura despejo/gua do corpo receptor (L0), atravs da conhecidaequao da estabilizao da DBO:

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    45/252

    SENAI-RJ 45

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    Isto feito, pode-se integrar a Equao 2.3, substituindo tambm o valor de L pelo expresso

    na Equao 2.4, o que nos leva expresso do dficit de OD, aqui identificado pela letra D:

    Onde:

    D0 = dficit inicial de OD, ou seja, dficit de OD imediatamente montante do lanamento

    do despejo.

    A Equao 2.5 evidencia que o dficit de OD passa por um ponto notvel. Trata-se do dficitmximo, que corresponde ao teor mnimo de OD encontrado no ponto crtico. O tempo gasto

    para atingir o ponto crtico, tc, poder ento ser obtido atravs da determinao da abscissa

    deste ponto notvel, representada por:

    O valor de tc permitir calcular o dficit crtico, Dc, ou seja, o dficit de O2 encontrado no

    ponto crtico:

    A concentrao de OD no ponto crtico (Cc, a menor concentrao a ser encontrada no

    corpo receptor) poder ento ser expressa por:

    Onde:

    Cs

    = concentrao de saturao de O2

    no corpo receptor para as condies dadas de tem-

    peratura e salinidade.

    Equao 2.5

    Equao 2.6

    Equao 2.7

    Equao 2.8

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    46/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    47/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    48/252

    48 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Autodepurao dos corpos de gua

    As Equaes 2.10 e 2.11 fornecem os valores de K2

    para temperatura de 20C. J a correo

    de temperatura poder ser feita pela equao a seguir.

    Equao 2.12

    O modelo de Streeter e Phelps de fcil aplicao e permite no apenas

    avaliar a extenso do curso de gua atingido pelos efeitos do lanamento

    do despejo como tambm determinar os teores de OD ao longo do trecho

    afetado, com aproximao aceitvel para a maioria dos casos prticos. Mas

    deve-se notar que trata-se de um modelo expedito usado apenas para estimativas.

    Atualmente existem modelos matemticos sofisticados, tridimensionais, que,

    com o uso de computadores, permitem avaliar com grande preciso as condies

    do corpo receptor aps receber uma determinada carga de esgotos.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    49/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    50/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    51/252

    SENAI-RJ 51

    Tratamento de esgotos - Processos de tratamento de esgotos

    3. Processos de tratamentode esgotos

    Na literatura tcnica usual a subdiviso dos processos de tratamento de esgotos em

    fases ou estgios, a saber:

    preliminar;

    primrio;

    secundrio; e

    tercirio.

    Embora seja amplamente utilizada, deve-se notar que esta classificao inteiramente

    arbitrria e no se apia em qualquer critrio cientfico. Mais racional seria adotar um critrio

    que agrupasse as operaes ou processos de tratamento segundo os fundamentos tericos nos

    quais se baseia a obteno de seus parmetros de dimensionamento e operao, que seria:

    operaes unitrias (aquelas que utilizam apenas mecanismos fsicos);

    processos qumicos unitrios; e

    processos biolgicos unitrios.

    Entretanto, como a classificao usual de emprego amplo e j estabelecido, ser aqui

    adotada.

    Nesta unidade veremos um breve resumo de cada um dos quatro tipos de processos,

    identificando as operaes que os compem. Nas unidades seguintes abordaremos em mais

    detalhes os principais tratamentos de cada grupo.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    52/252

    52 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Processos de tratamento de esgotos

    3.1 Tratamento preliminar

    Etapa inicial do tratamento de esgotos - considera-se parte da fase preliminar as operaesdestinadas remoo de:

    slidos grosseiros (atravs de grades, peneiras e desintegradores); e

    areias (atravs de caixas de areia e ciclones).

    3.2 Tratamento primrio

    O tratamento primrio definido como a seqncia de operaes destinadas a remover

    slidos em suspenso (quando a remoo feita por diferena de densidade) e a realizar os

    procedimentos adicionais necessrios ao tratamento dos materiais removidos. Portanto, inclui

    os seguintes processos.

    Remoo de slidos em suspenso:

    - decantao simples;

    - decantao com adio de coagulantes ou polieletrlitos;

    - flotao por ar dissolvido;

    - sistemas conjugados (tanques Imhoff e fossas spticas); e

    - microgradeamento.

    Tratamento do material removido (lodo)

    Espessamento:

    - espessadores por gravidade;

    - espessadores por flotao; e

    - centrifugao.

    Estabilizao:- digesto aerbia;

    - digesto anaerbia;

    - tratamento qumico;

    - tratamento trmico; e

    - compostagem.

    Condicionamento:

    - condicionamento qumico;

    - elutriao; e

    - condicionamento trmico.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    53/252

    SENAI-RJ 53

    Tratamento de esgotos - Processos de tratamento de esgotos

    Remoo de umidade:

    - secagem natural;

    - filtrao a vcuo;

    - centrifugao; e

    - filtrao presso (filtros prensa)

    Incinerao:

    - fornalhas de mltiplos estgios;

    - leitos fluidizados.

    Destino final:

    - lanamento no oceano;

    - utilizao como adubo; e

    - disposio no terreno.

    3.3 Tratamento secundrio

    Classificam-se como tratamento secundrio os processos biolgicos utilizados para

    estabilizar bioquimicamente a matria orgnica contida no esgoto bruto ou no efluente do

    tratamento primrio, assim como para efetuar a remoo e a disposio final ou reciclagem

    das substncias formadas no processo biolgico. Inclui as seguintes operaes:

    Filtrao biolgica.

    Lagoas de estabilizao (aerbias, facultativas e anaerbias).

    Lodos ativados e suas variantes.

    Tratamento anaerbio de efluentes lquidos.

    3.4 Tratamento tercirioSo considerados como parte do tratamento tercirio os processos destinados a remover do

    efluente do tratamento secundrio substncias em soluo, partculas finamente divididas em

    suspenso, poluentes ou impurezas especficas. Inclui as seguintes operaes:

    Desinfeco por clorao ou ozonizao.

    Filtrao.

    Adsoro por carvo ativado.

    Osmose reversa.

    Deionizao.

    Remoo de nutrientes.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    54/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    55/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    56/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    57/252

    SENAI-RJ 57

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    4. Tratamento preliminar eprimrio

    Por cuidarem essencialmente da remoo de slidos, faremos nesta unidade uma abor-

    dagem conjunta dos tratamentos preliminar e primrio.

    4.1 Tratamento preliminar

    O tratamento preliminar se destina remoo de slidos grosseiros e areias. Recebeu

    este nome em virtude de pouco ou nada alterar as principais caractersticas dos esgotos, prati-

    camente no afetando a carga poluidora (j que no reduz significativamente seja a DBO, a

    concentrao de slidos em suspenso ou a colimetria).

    Quando usado na cabeceira de uma estao de tratamento de esgotos, sua funo pre-

    parar os esgotos para tratamento nas unidades subseqentes evitando obstrues causadas

    pelos slidos grosseiros em tubulaes e dispositivos de tratamento e assoreamentos causados

    pelas areias em canais e unidades de tratamento.

    Quando usado imediatamente montante de um lanamento, visa evitar inconvenientes

    estticos devido presena de materiais slidos flutuantes e prevenir o assoreamento do corpo

    lquido nas imediaes do ponto de lanamento em razo da deposio de areias.

    4.1.1 Remoo de slidos grosseiros

    A remoo de slidos grosseiros executada tanto montante de uma estao de tratamento

    ou elevatria a fim de proteger as bombas, tubulaes e demais unidades de tratamento quanto

    montante de um lanamento de esgotos, visando a proteo do corpo receptor apenas do

    ponto de vista esttico.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    58/252

    58 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    A operao pode ser realizada atravs de:

    Grades: reteno e posterior remoo do material retido entre as barras de uma grade

    metlica, que deve ser encaminhado ao destino final (geralmente o mesmo do lixourbano).

    Crivos: idem, em placas perfuradas.

    Peneiras ou microgrades: idem, em dispositivos formados por malhas ou peneiras

    metlicas.

    Trituradores (ou desintegradores): reteno, moagem e devoluo do material ao

    esgoto.

    Grades

    A operao de gradeamento efetuada obrigando o fluxo dos esgotos a atravessar uma

    grade metlica de barras paralelas. O lquido e os slidos de dimenses inferiores ao espaa-

    mento entre as barras atravessam o dispositivo enquanto os slidos de dimenses superiores

    permanecem retidos na grade.

    A remoo do material retido pode ser feita manual ou mecanicamente.

    A remoo manual feita por meio de um ancinho cujo espaamento entre dentes igual

    ao espaamento entre as barras da grade. O operador maneja o ancinho de modo a faz-lopenetrar entre as barras, junto ao fundo do canal da grade, e arrasta o material retido para

    fora do canal.

    A limpeza mecnica realizada atravs de rastelo (ancinho mecnico) acionado por motor

    eltrico, comandado por meio de temporizador ou por sensor da diferena de nvel entre os

    trechos de montante e jusante de grade, pois proporo que o material vai se acumulando

    junto s barras da grade a perda de carga no canal de grades aumenta fazendo subir o nvel de

    montante. Quando esse desnvel atinge um valor predeterminado, o rastelo acionado.

    As grades podem ser instaladas verticalmente ou inclinadas em ngulo de 45 a 60 coma horizontal.

    As grades de limpeza manual devem ser inclinadas para facilitar a remoo do material.

    O volume do material removido por uma grade bastante varivel, pois

    depende das caractersticas dos esgotos, dos hbitos da populao e do

    espaamento entre barras. A ttulo de estimativa, pode-se adotar a faixa de

    0,1 litros a 0,025 litros de material por metro cbico de esgoto tratado.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    59/252

    SENAI-RJ 59

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    Classificao das grades

    Quanto ao espaamento entre barras, as grades se classificam em:

    finas (menor que 2cm);

    mdias (de 2 a 4cm); e

    grosseiras (maior que 4cm).

    Grades grosseiras em geral so usadas montante de elevatrias ou em locais de onde

    a remoo do material retido muito difcil. Essas grades geralmente so seguidas de grades

    mdias ou finas situadas em um ponto mais jusante.

    Crivos

    Crivos so placas metlicas perfuradas instaladas transversalmente em um canal por onde

    flui o esgoto. O lquido passa pelos furos e os slidos, de dimenses superiores ao tamanho dos

    orifcios, so retidos na placa e se acumulam em uma caamba situada em sua parte inferior.

    A operao de limpeza realizada da seguinte forma:

    1. uma comporta situada no canal deve ser fechada, montante do crivo;

    2. o dispositivo deve ser iado por meio de cabo de ao e manivela;

    3. os slidos da caamba devem ser removidos manualmente; e

    4. o dispositivo deve ser recolocado na posio de operao e abre-se a comporta.

    Os crivos so pouco usados devido dificuldade em realizar a operao de

    limpeza e elevada perda de carga que provocam.

    Peneiras

    As peneiras so telas metlicas interpostas ao fluxo dos esgotos. Geralmente so utilizadas

    quando se deseja remover slidos de pequenas dimenses. Podem ser montadas em discos

    rotativos, tambores giratrios ou molduras metlicas de acionamento vertical.

    A remoo do material retido se d por meio de jato de gua, sob presso, que atravessa

    o dispositivo em sentido contrrio ao fluxo dos esgotos. O volume do material retido pode ser

    estimado entre 15 a 25 1itros por habitante, por ano.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    60/252

    60 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    Em casos especiais, quando h escassez de rea disponvel e dependendo do processo de trata-

    mento subseqente, pode-se utilizar peneiras de malhas finas em substituio aos decantadores

    primrios, o que permite obter eficincia de remoo de slidos em suspenso da ordem de 20%.

    Microgrades

    A operao de microgradeamento consiste em fazer o fluxo de esgotos atravessar uma

    superfcie formada por fios de ao ligeiramente espaados, de modo a criar uma grade de

    pequena abertura.

    O espaamento entre fios (ou abertura da micrograde) varia de 0,025mm a 2,5mm.

    A pequena abertura da grade viabiliza a reteno de slidos de dimenses extremamente

    reduzidas, o que permite a utilizao do dispositivo para:

    substituir decantadores primrios montante da unidade de tratamento biolgico

    com grande economia de rea, porm com menor eficincia de remoo de slidos

    em suspenso (que raramente ultrapassa os 30%);

    remover slidos flutuantes montante de lanamento submarino de esgotos; ou

    remover algas do efluente de lagoas de estabilizao.

    As microgrades podem ser de dois tipos: tambor rotativo e estticas.

    Tambor rotativo

    A micrograde tipo tambor rotativo consiste em um tambor de eixo horizontal cuja superfcie

    curva formada pela grade metlica. Sua operao consiste em obrigar o fluxo de esgotos a

    atravessar transversalmente o tambor. O lquido pode atravessar inteiramente o tambor, nele

    penetrando de cima para baixo na regio prxima a sua geratriz superior e dele saindo pela parte

    inferior, ou pode atravess-lo apenas de dentro para fora, penetrando pela parte central.

    No primeiro caso o material retirado da superfcie externa do tambor por meio de lmina

    fixa, cuja funo raspar esta superfcie proporo que o tambor executa seu movimento

    Colmatar: tapar

    fendas ou brechas,

    relacionada a

    entupimento.

    de rotao. O fato da micrograde ser atravessada pelo esgoto emambos os sentidos, fora o fenmeno conhecido por autolimpeza,

    arrastando para fora as pequenas partculas, eventualmente retidas

    entre os fios, evitando que se colmate.

    No segundo caso, o material retido na regio interna do tambor

    removido por jato de gua que atravessa de fora para dentro a

    superfcie do tambor nas proximidades de sua geratriz superior e

    encaminha o material a canal suspenso, situado longitudinalmente,

    em seu interior.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    61/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    62/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    63/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    64/252

    64 SENAI-RJ

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    4.2 Tratamento primrio esistemas conjugados

    O tratamento primrio se destina, primordialmente, remoo de partculas em suspenso

    por diferena de densidade. Como tais partculas so constitudas predominantemente por

    matria orgnica, sua remoo implica reduzir a DBO do esgoto em 30% a 50%.

    Caso as condies do corpo receptor suportem a carga orgnica remanescente, o efluente

    do tratamento primrio pode ser lanado diretamente nele. Caso contrrio, o tratamento

    primrio utilizado como condicionamento do efluente para submet-lo a tratamento adicio-

    nal, em geral por processos biolgicos tais como a filtrao biolgica e a maioria das variantes

    dos lodos ativados.

    Os slidos removidos pelo tratamento primrio constituem o chamado lodo primrio

    que, devido sua natureza predominantemente orgnica, deve ser submetido a posterior

    tratamento.

    Em funo de sua importncia no funcionamento da ETE, o tratamento do

    lodo ser abordado detalhadamente mais adiante.

    A seguir, vamos analisar as principais operaes destinadas remoo de slidos em

    suspenso, a saber:

    decantao;

    flotao por ar dissolvido;

    neutralizao;

    equalizao; e

    sistemas conjugados (fossa sptica e os tanque Imhoff).

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    65/252

    SENAI-RJ 65

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    4.2.1 Decantao

    A operao mais amplamente adotada para remoo de slidos em suspenso a decanta-

    o, seja simples, ou com adio de coagulantes ou polieletrlitos. Ambas se do em unidades

    de tratamento denominadas decantadores.

    A adio de coagulantes ou polieletrlitos aumenta a eficincia da decantao fazendo com

    que os flocos formados no processo tendam a se aglutinar a partculas de pequenas dimenses

    e arrast-las para o fundo. Como tais partculas no so removveis pela sedimentao simples,

    este aumento de eficincia pode ser significativo, eventualmente atingindo (ou chegando

    prximo a) o patamar dos processos menos eficientes de tratamento biolgico.

    Atualmente, as exigncias cada vez mais rgidas de qualidade de efluentes de estaes de

    tratamento vm tornando raro o uso exclusivo do tratamento primrio. E, com isto, a coagula-

    o qumica ou adio de polieletrlitos ao esgoto bruto se encontra praticamente em desuso

    (mas ainda empregada no chamado tratamento avanado ou tercirio no qual se adicionam

    produtos qumicos ao efluente biolgico para remover certos compostos especficos). A exceo

    o denominado TPQA - Tratamento Primrio Quimicamente Aprimorado (ou CEPT - Chemi-

    cally Enhanced Primary Treatment) onde se adicionam sucessivamente, coagulante qumico

    e polieletrlito em pequenas concentraes contando com o sinergismo entre eles, o que

    aumenta significativamente sua ao de coagulao.

    Os decantadores utilizados para o tratamento primrio so tanques com tempo de de-teno variando entre 1 e 2 horas (referido vazo mxima afluente) nos quais os esgotos

    fluem de forma a permitir que as partculas sedimentveis se depositem no fundo e os slidos

    flutuantes se dirijam superfcie.

    A remoo do lodo depositado no fundo pode ser feita por:

    simples presso hidrosttica (decantadores tipo Dortmund);

    dispositivos mecnicos, que raspam o material depositado no fundo, dirigindo-o para

    um poo central, do qual removido por presso hidrosttica; e

    dispositivos mecnicos de remoo do lodo por suco ou por sifonagem, geralmente

    empregados nos decantadores secundrios de estaes de lodos ativados.

    O material flutuante (escuma) removido por uma lmina acoplada ao dispositivo de

    raspagem do fundo que arrasta a escuma acumulada na superfcie lquida para a periferia do

    tanque e a encaminha a um poo lateral, junto borda do decantador, do qual removida, por

    gravidade, e conduzida ao mesmo destino do lodo.

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    66/252

  • 8/6/2019 30366989 Tecnicas de Tratamento de Esgoto

    67/252

    SENAI-RJ 67

    Tratamento de esgotos - Tratamento preliminar e primrio

    4.2.2 Flotao por ar dissolvido

    A flotao uma operao unitria destinada a remover slidos em suspenso e pouco

    utilizada no tratamento primrio de esgotos sanitrios. Ocorre em tanques de flotao que re-

    cebem como afluente esgoto saturado com ar dissolvido em alta presso. Ao penetrar, atravs

    de uma vlvula redutora de presso, no tanque onde reina a presso atmosfrica, o ar passa

    condio de supersaturao e se desprende da massa lquida, formando bolhas microscpi-

    cas que, medida que se aglutinam, sobem superfcie. Em virtude do fenmeno superficial

    denominado adsoro essas bolhas capturam partculas slidas de baixa densidade que esto

    em suspenso e as arrastam para a superfcie do tanque, de onde so removidas p