aula caracterizacao efluentes

Águas Residuárias:

conceitos e classificação

Águas Residuárias (efluentesefluentes)

Termo usado para caracterizar os despejos provenientes dos diversos usos das águas, tais como doméstico, comercial, industrial, agrícola, estabelecimentos públicos...

Esgoto SanitárioEsgoto Sanitário“Despejo líquido constituído de esgotos domésticos e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária” (NBR 9648 / ABNT, 1986)

Esgoto DomésticoEsgoto Doméstico“Despejo líquido resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas” (NBR 9648 / ABNT, 1986)

Esgoto IndustrialEsgoto Industrial“Despejo líquido resultante dos processos industriais, respeitados os padrões de lançamento estabelecidos” (NBR 9648 / ABNT, 1986)

Água de infiltraçãoÁgua de infiltração“Toda água, proveniente do subsolo, indesejável ao sistema separador e que penetra nas canalizações” (NBR 9648/ABNT, 1986)

Contribuição pluvial parasitáriaContribuição pluvial parasitária“Parcela de deflúvio superficial inevitavelmente absorvida pela rede coletora de esgoto sanitário” (NBR 9648 / ABNT, 1986)

Caracterização das águas

residuárias

Esgoto Sanitário

Água(99,9%)

Sólidos(0,1%)

Orgânicos (70%)

Inorgânicos(30%)

Detritos (Areia)Sais

MetaisProteínas Carboidratos

Gorduras

Fonte:Tebbeut (1970 apud Daltro Filho, 2004)

sabão, partículas de alimentos, fezes, urina, microrganismos, papel, plásticos, pó, areia, madeira, compostos orgânicos e inorgânicos solúveis, colóides,...

Sólidos Suspensos

Sólidos Dissolvidos

Matéria Orgânica: proteínas: cerca de 40%;

Carboidratos: 20 a 50%;

Gorduras e óleos: aproximadamente 10%;

Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros.

Nutrientes (N e P)

Organismos Patogênicos: Vírus, bactérias, protozoários

PRINCIPAIS CONSTITUÍNTES DO PRINCIPAIS CONSTITUÍNTES DO

ESGOTO SANITÁRIOESGOTO SANITÁRIO

CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS FÍSICOSCARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS FÍSICOS

Sólidos Totais

Sólidos Suspensos

Sólidos Dissolvidos

Cor

Turbidez

Odor

TemperaturaEquipamentos para realização dos ensaios de sólidos

FRAÇÕES DE SÓLIDOS DOS ESGOTOS

ST1000mg/L

SS350mg/L

SD650mg/L

SSF50mg/L

SSV300mg/L

SDF400mg/L

SDV250mg/L

Sólidos sedimentáveis sedimentação em cone

Imhoff após 1h

Esgoto DomésticoEsgoto Doméstico

Fonte: von Sperling (1996)

COR

Responsável pela coloração na água;

Constituída por sólidos dissolvidos;

Corantes orgânicos e inorgânicos;

Principais origens: decomposição da matéria orgânica e

esgotos industriais (tinturarias, tecelagem, produção de

papel);

Toxidade variável.

ODOR

Gases

Decomposição da matéria orgânica

Também pode ser produzido por contaminantes: fenol,

tanantes, etc.

Se for fresco- lembra cheiro de mofo

Se for séptico- cheiro de “ovo podre”, oriundo da

liberação de gás sulfídrico

TURBIDEZ

Grau de interferência da

passagem de luz pelo líquido;

Constituída por sólidos em

suspensão;

Origem: partículas de rochas,

argila, siltes, algas e outros

microrganismos, despejos

domésticos, industriais, erosão,

etc.

CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS QUÍMICOS

DBO5,20

DQO Nitrogênio Fósforo pH Alcalinidade Acidez Cloretos Oxigênio Dissolvido Micropoluentes inorgânicos Metais pesados

espectofotômetro

MATÉRIA ORGÂNICA - DBO

DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio

Corresponde a demanda biológica de oxigênio em 5 dias

a 200C. É a quantidade de oxigênio utilizado por

microrganismos em mg/L.

Quantifica, indiretamente, o material orgânico

biodegradável, presente numa amostra.

MATÉRIA ORGÂNICA - DQO

DQO - Demanda Química de Oxigênio

Corresponde à demanda química do oxigênio,

necessária à oxidação do material carbonáceo

contido nos esgotos.

Quantifica, indiretamente, o material orgânico

oxidável quimicamente.

MATÉRIA ORGÂNICA - COT

COT – Carbono Orgânico Total

COD – Carbono orgânico dissolvido

COP – Carbono orgânico particulado

Águas naturais 1 a 20 mg/L (esgotos 1000mg/L)

Não há padrão de potabilidade

Contribuição “per capita” e concentração típica da matéria

orgânica presente nas águas residuárias domésticas.

Matéria

Orgânica

Contribuição per capita típica

(g/hab.d)

Concentração típica no esgoto bruto

(mg/L)

DQO 100 700

DBO 50 350

COT 45 250

Fonte: Von Sperling (1996)

Processos de degradação remoção M.O.

Mediado por microrganismos:

Classificação

Fonte de Energia

Fonte de Carbono

Autotróficos

Fotoautotróficos

Quimioautotróficos

Luz

Reações inorgânicas de oxi-redução

CO2

CO2

Heterotróficos

Quimioheterotróficos

Fotoheterotróficos

Reações inorgânicas de oxi-redução

Luz

Carbono orgânico

Carbono orgânico

NUTRIENTES - NITROGÊNIO

Presente em todos os tecidos vivos;

Indispensáveis ao metabolismo biológico;

Origem: despejos domésticos, industriais, excremento de animais e fertilizantes.

Problemas: eutrofização, toxidade aos peixes, doenças (metahemoglobinemia, câncer, etc).

Transformações da série nitrogenada

Contribuição “per capita” e concentração típica das formas

nitrogenadas presentes nas águas residuárias domésticas. Forma

nitrogenada

Contribuição per capita típica

(g/hab.d)

Concentração típica no esgoto bruto

(mg/L)

N orgânico 3,5 20

NH3 e NH4 4,5 30

NO3 e NO2 0 0

Fonte: Von Sperling (1996)

NUTRIENTES - FÓSFORO

Componente importante e necessário do protoplasma;

No meio líquido - fosfatos;

Origem: Decomposição das rochas, dissolução dos compostos do solo,esgotos domésticos, industriais, excremento de animais e fertilizantes;

Problemas: eutrofização

eutrofização

Contribuição “per capita” e concentração típica das formas

fosforadas presentes nas águas residuárias domésticas.

Forma

fosforada

Contribuição per capita típica

(g/hab.d)

Concentração típica no esgoto bruto

(mg/L)

P orgânico 0,8 4

P inorgânico 1,7 10

P Total 2,5 14

Fonte: Von Sperling (1996)

pH

pH - potencial hidrogeniônico - concentração de íons H+ (escala logarítmica);

Indica a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade do líquido;

Faixa: 0 - 14;

Constituíntes: sólidos dissolvidos, gases dissolvidos;

Origem: dissolução de rochas, absorção de gases da

atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese,

despejos domésticos e despejos industriais

ALCALINIDADE

Capacidade de neutralizar os ácidos;

Principais constituíntes: Bicarbonatos (HCO3-), Carbonatos

(CO3-) e os Hidróxidos (OH-);

Sólidos dissolvidos

Origem: dissolução das rochas, reação CO2 com a água,

despejos industriais;

pH>9,4 - hidróxidos e carbonadospH entre 8,3 e 9,4 - carbonatos e bicarbonatos

pH entre 4,4 e 8,3 - bicarbonatos

OXIGÊNIO DISSOLVIDO

Gás oxigênio dissolvido na água;

Vital para o metabolismo dos organismos aeróbios;

Processos envolvidos: respiração e fotossíntese

Importante parâmetro de caracterização dos efeitos da

poluição por matéria orgânica, em ambientes aquáticos.

METAIS PESADOS

Metais pesados: arsênio, cádmio, cromo, chumbo,

mercúrio e prata;

Efeitos cumulativos, percorrem a cadeia alimentar;

Origem: esgotos industriais, atividades mineradoras,

atividades de garimpo e agricultura.

CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS BIOLÓGICOS

Coliformes Totais

Coliformes Fecais (Termotolerantes)

Escherichia coli - constituí na espécie dominante de coliformes fecais .

Streptococos fecais - Streptococos faecalis - homem; Streptococos

bovis - gado bovino; Streptococos equinus - equinos

Testes de Biotoxidade

Comunidade Fitoplanctônica

Algas tóxicas e cianotoxinas

COLIFORMES TOTAIS E FECAIS

Colifomes Totais - grande grupo de bactérias encontradas

em vários ambientes, poluídos e não poluídos;

Coliformes Fecais - Bactérias indicadoras de resíduo do

trato intestinal humano e de outros animais endotermos;

E. coli e Estreptococos fecais

Escherichia coli - constituí na espécie dominante de

coliformes fecais .

Estreptococos fecais - Várias espécies ou variedades de

estreptococos. Habitam o intestino de seres humanos e

outros animais.

Ex: Streptococos faecalis - homem; Streptococos bovis -

gado bovino; Streptococos equinus - equinos

MICRORGANISMOS PRESENTES NOS ESGOTOS

DOMÉSTICOS BRUTOS

Microrganismo Contribuição per capita (org/hab.d)

Concentração (org/100mL)

Bactérias totais 1012 - 1013 109 – 1010 Coliformes totais 109 – 1012 106 – 109 Coliformes fecais 108 - 1011 105 – 108 Estreptococos fecais 108 - 109 105 – 106 Cistos de protozoários <106 <103 Ovos de helmintos <106 <103 Vírus 105 - 107 102 - 104

Fonte: Arceivalla (1981).

Importância do tratamento de

efluentes

Finalidades do

tratamento

Remoção de matéria orgânica

Remoção de sólidos

em suspensão

Remoção de

organismos

patogênicos

Remoção de

nutrientes

Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de EfluentesCurso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes

Impactos gerados pela ausência

de sistemas de tratamento

Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de EfluentesCurso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes

Impactos pela ausência de sistemas de esgotamento sanitário

Contaminação biológica e

química das águas superficiais,

subterrâneas:

Problemas de saúde pública Eutrofização Eusaprobicidade

Assoreamento

Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de EfluentesCurso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes

O que ocorre quando um despejo orgânico (material carbonáceo) é O que ocorre quando um despejo orgânico (material carbonáceo) é

lançado num corpo d´água?lançado num corpo d´água?

O que ocorre quando um despejo rico em nutrientes é O que ocorre quando um despejo rico em nutrientes é

lançado num corpo d´água?lançado num corpo d´água?

O que ocorre quando um despejo contendo patógenos é O que ocorre quando um despejo contendo patógenos é

lançado num corpo d´água?lançado num corpo d´água?

PARA PESQUISAR!!!! – Apreciação Interpretativa

Concepção do Tratamento de

Efluentes

Desenvolvimento do tratamento de esgotos

Na EuropaNa Europa

1920 – objetivo prevenir acumulo de lodo nos rios / emprego de decantadores /

remoção de SS;

1950 – prevenir, reduzir a proliferação (crescimento) das bactérias nos rios e lagos /

emprego do tratamento biológico (anaeróbio e aeróbio) / remoção de DBO;

1965 – prevenção da eutrofização dos lagos / emprego de processos de precipitação

/ remoção de PO4-;

1975 – ocorrência de mortandade de peixes por excesso de NH4 / emprego do

processo de nitrificação / remoção da NH4;

1980 – presença de resíduos tóxicos nos corpos d’água / emprego de processos

químicos / remoção de metais pesados;

1990 – eutrofização do mar / presença excessiva de NO3 / promoção da

desnitrificação;

A partir de 1990 – agregação de valor aos subprodutos

Desenvolvimento do tratamento de esgotos - Alemanha

Desenvolvimento do tratamento de esgotos - Alemanha

Desenvolvimento do tratamento de esgotos

No Brasil ????No Brasil ????

era medieval????era medieval????

Desenvolvimento do tratamento de esgotos

No BrasilNo Brasil

REMOÇÃO DE SÓLIDOS, MATERIAL CARBONÁCEO E COLIMETRIAREMOÇÃO DE SÓLIDOS, MATERIAL CARBONÁCEO E COLIMETRIA

- A primeira lagoa de estabilização foi construída em São José dos

Campos, SP, por volta de 1960;

- A partir do processo de crescimento das grandes cidades brasileiras,

mais especificamente a partir do final de 1970, inicia-se a aplicação de

sistemas compactos – Lodos Ativados;

- A prática no Brasil é a aplicação de sistemas localizados, tendo como

unidade de tratamento o Tanque Séptico seguido de infiltração no solo.

Desenvolvimento do tratamento de esgotos – Brasil / SC

Lagoa AnaeróbiaLagoa Anaeróbia

Lagoas FacultativasLagoas Facultativas

Lagoa Lagoa MaturaçãoMaturação

Tratamento de esgotos – Brasil / SC / Vale do Rio do Peixe

CONCEPÇÃO DO TRATAMENTOCONCEPÇÃO DO TRATAMENTO

Esgoto Sanitário Esgoto Tratado

Estação de Tratamento de Esgotos - ETEs

Esgoto domésticoInfiltração na Rede

Contribuições específicas

•Padrões de Emissão•Padrões de qualidade

Tratamento de Esgotos - ETEsTratamento de Esgotos - ETEs

Naturais

Compactas

Princípios e Etapas do

Tratamento de Efluentes

Processos de tratamento de esgotos Processos de tratamento de esgotos

- físicos

- químicos

- biológicos

Processos biológicosProcessos biológicos

biomassa suspensabiomassa suspensa

biomassa aderida biomassa aderida

Tratamento de Esgotos – ETEsTratamento de Esgotos – ETEs

ETAPAS DO TRATAMENTOETAPAS DO TRATAMENTO

Esgoto Bruto

TRATAMENTO

PRELIMINAR

TRATAMENTO

PRIMÁRIO

TRATAMENTO

SECUNDÁRIO

TRATAMENTO

TERCIÁRIO

Esgoto Tratado

Objetivo: remoção física de sólidos grosseiros e areia

Unidades: caixas de areia, grades, peneiras,...

Objetivo: remoção física e bioquímica dos sólidos facilmente

sedimentáveis

Unidades: fossas sépticas, reatores anaeróbios, decantadores

primários,...

Objetivo: remoção bioquímica da matéria orgânica dos esgotos

Unidades: lodos ativados, biofiltros, reatores anaeróbios, lagoas

de estabilização,....

Objetivo: remoção de microorganismos patogênicos, remoção de nutrientesUnidades: reatores com UV, ozônio, precipitação dos fosfatos, ....