estação de tratamento de esgoto
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UNIVERSIDADE DE SO PAULO
FACULDADE DE FILOSOFIA CINCIAS E LETRAS DE RIBEIRO PRETO
DEPARTAMENTO DE QUMICA
Visita estao de tratamento de
esgoto de Ribeiro Preto
Ete Ambient
Naira Di Giuseppe Bin
Ribeiro Preto SP
10 de outubro de 2014
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A cidade de Ribeiro Preto tem o privilgio de possuir um sistema exemplar de
tratamento de esgoto, fato que agrega qualidade de vida a toda a populao
beneficiada por esse servio. A cidade possui duas estaes de tratamento localizadas
em diferentes bacias hidrogrficas: a ETE Caiara, localizada na regio Leste, tem a
capacidade para atender 120 mil habitantes; a ETE ambiente, localizada na regio
Norte, tem capacidade para atender 560 mil habitantes.
No dia 27 de setembro de 2014 visitamos a maior estao de tratamento de
esgoto de Ribeiro Preto, a ETE Ambient. Esta estao dotada de um sistema de
tratamento biolgico por lodos ativados com aerao convencional acoplado a
digesto anaerbia. Sua planta dividida em trs linhas: a linha do esgoto, a linha do
lodo e a linha do gs. Abaixo, a figura 1 resume o sistema de tratamento de esgoto
(linha do esgoto):
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Gradeamento grosso
Ou caixa de chegada
Retira slidos de grande porte que no fazem parte do esgoto (entram de forma clandestina)
Gradeamento fino
Retira slidos menores que podem entrar no esgoto via ralos, vaso sanitrio
Papis, tecidos pequenos, cotonetes
Gradeamento com abertura na escala de cm
Gradeamento ultrafino
Retira slidos muito pequenos que no foram retirados nos outros gradeamentos
Resto de alimentos, cabelos
Gradeamento com abertura na escala de mm
Desarenador/
Desengordurador
Retirada da areia que no pode ser degradada via biolgica
Retirada da gordura que dificulta o tratamento vio biolgico
Areia e gordura so raspados e coletados em caambas para serem levados ao aterro
Sedimentador Primrio
Retira o lodo primrio por decantao que desviado para a "linha do lodo"
Com raspadores que raspam as laterais jogando o lodo para o fundo do decantador que tem formato cnico, o lodo ento levado pelas tubulaes que esto no fundo do decantador
Fludo sem a maior parte dos slidos escorre pelas bordas dentadas
Lodo ativado
Divido em zona anxica e zona xica
a DBO solvel consumida por processos aerbios e anaerbios
H tambm eliminao de amnia por nitrificao e desnitrificao
Sedimentador Secundrio
Lodo decantando, parte retorna para o lodo ativado e parte desviado para a "linha do lodo"
Possui sugadores que sugam o lodo das laterais, no apresenta formato cnico
Lquido j cristalino escoa pelas bordas dentadas
Clorador
Em caso de epdemias de doenas transmissveis pela gua, o efluente do sedimentador secundrio desviado para este processo onde receber cloro como agente desinfetante
Figura 1 - Linha do esgoto (autoria prpria)
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Assim que chega na estao de tratamento, o esgoto, que chamaremos de
agora em diante de efluente, passa por um pr-tratamento responsvel pela retirada
de slidos no solveis que no podero ser decompostos via biolgica , como
pedaos de tecido, plstico, cabelo, restos de alimento, areia e gordura. O pr-
tratamento composto pela caixa de entrada (ou gradeamento grosso), por dois
outros gradeamentos mais finos e pelo desarenador e desengordurador.
A caixa de entrada onde todo o efluente recebido, passando por um
gradeamento grosso onde slidos muito grandes so retidos e descartados.
Normalmente, tais slidos so introduzidos clandestinamente no esgoto atravs dos
pontos de checagem do esgoto presentes nas ruas, bocas de lobo, etc. Este o ponto
em que o cheiro tpico de esgoto mais forte, praticamente insuportvel.
Aps o gradeamento grosso, o efluente passa por mais dois gradeamentos. O
primeiro tem aberturas na escala de centmetros e o segundo tem aberturas na escala
de milmetros. Esses dois gradeamentos so os responsveis por tirar slidos menores
que so introduzidos no esgoto mais facilmente, como por ralos, vasos sanitrios e
pias.
A ltima fase do pr-tratamento responsvel por retirar toda a areia e a
gordura presente no efluente. A areia, por ser um slido inorgnico insolvel no pode
ser decomposta via biolgica, e a gordura apenas atrapalharia o processo biolgico por
ser de difcil degradao. Assim, o efluente depositado em tanques de fundo
afunilado, onde a areia pode decantar e se acumular no fundo desses tanques, sendo
recolhida por sugadores. A gordura, sendo menos densa que a gua, acumulada na
superfcie em um dos lados do tanque por fluxo de bolhas de ar e posteriormente
raspada. A gordura e areia retiradas deste tanque so jogadas em caambas e enviadas
ao aterro da cidade. A figura 2 ilustra o tanque desarenador e desengordurador:
Figura 2 - Desarenador/Desengordurador (autoria prpria)
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O tanque que se segue chamado de decantador primrio. Possuindo formato
cnico, deste tanque retirado o lodo primrio que se acumula no fundo afunilado.
Uma raspadeira gira lentamente raspando o lodo das paredes que se acumula no
fundo do tanque, o lodo ento sugado e direcionado para a linha do lodo. O efluente,
j um pouco mais translucido, escoa pelas bordas do tanque; essas bordas so
dentadas com o intuito de impedir a passagem de qualquer slido menos denso que a
gua que tenha passado pelo pr-tratamento.
O efluente, j livre do lodo primrio, ento direcionado para o corao da
planta de tratamento o lodo ativado. O tanque do lodo ativado dividido em duas
reas: zona anxica e zona xica. Na primeira zona, a anxica, ocorre a desnitrificao
por microrganismos anaerbios heterotrficos; nesse processo, os nitratos,
provenientes da nitrificao da amnia na zona xica, servem como aceptores de
eltrons enquanto a matria orgnica, ou DBO, presente no efluente utilizada como
doadora de eltrons pelos microrganismos desnitrificantes, assim, nitratos so
convertidos a gs nitrognio (N2), que liberado a atmosfera. Na zona em que se
segue, a xida, ocorre o consumo de amnia por bactrias oxidadoras de amnia, que
a convertem em nitrito (nitritao); o nitrito ento convertido a nitrato (nitratao)
por bactrias oxidadoras de nitrito. Para que este nitrito sofra reduo at gs
nitrognio, h ento um refluxo de parte deste efluente que redirecionado para a
zona anxica. Tambm na zona xica ocorre consumo de DBO por microrganismos
aerbios que utilizam o oxignio como aceptor de eltrons e, como doador de
eltrons, a matria orgnica que convertida a gs carbnico e gua.
A zona anxica deve ser colocada anteriormente zona xica, pois a
nitrificao da amnia s ocorre em meios onde a razo entre a DBO e o nitrognio
baixa, portanto, ao se colocar primeiramente a zona anxica, h um alto consumo de
DBO por bactrias desnitrificantes, sendo assim, a razo DBO/N reduzida e a
nitrificao pode ocorrer na zona seguinte (zona xica).
O efluente, juntamente com o lodo, ento direcionado ao decantador
secundrio. Este tanque no possui formato cnico uma vez que ao invs do lodo ser
raspado das paredes para que se acumule no fundo, este sugado das paredes. Parte
do lodo sugado volta ao lodo ativado, o restante direcionado a linha do lodo, onde
ser tratado. O efluente, livre do lodo secundrio e muito translcido, escoa pelas
bordas dentadas do decantador. Normalmente, esta a ltima etapa de tratamento
do esgoto, porm, em situaes de epidemia de doenas de veiculao hdrica, o
efluente pode ser direcionado a um ltimo tanque, o clorador.
No clorador ocorre a adio de cloro gua como forma de desinfeco,
porm, quando no h ameaa de epidemia de doenas de veiculao hdrica, este
tanque no utilizado, uma vez que o cloro altamente cancergeno e acumulativo no
organismo humano.
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O efluente j tratado descartado no rio mais prximo e assim termina a linha
do esgoto na estao de tratamento.
Mas o que acontece com os lodos primrio e secundrio retirados dos
decantadores? Esses tambm precisam passar por tratamento, e esse tratamento
conhecido como linha do lodo. Visto que a linha do lodo e a linha do gs so processos
subsequentes, a figura 3 tem como objetivo resumir as duas linhas:
Figura 3 - linha do lodo e linha do gs (autoria prpria)
Na linha do lodo, o lodo primrio e o secundrio so misturados e o excesso de
lquido retirado em adensadores por gravidade e flotao e retorna caixa de
entrada do esgoto para ser tratado.
O lodo ento colocado em um digestor onde h ausncia de oxignio e
utilizado por microrganismos anaerbios como fonte de carbono para a fermentao.
Como produtos da fermentao, so excretados cidos orgnicos e gs carbnico para
o meio. O gs carbnico excretado ento utilizado por outros microrganismos como
aceptor de eltrons externo e, como produto deste metabolismo (metanognese), h
formao de gs metano.
O gs metano coletado e armazenado para posterior queima em geradores
que transformam energia mecnica em eltrica, enquanto o resduo da degradao
Adensadores
lodos primrios e secundrios so concentrados por gravidade e flotao
Excesso de gua enviada para a caixa de chegada do esgoto para tratamento
Digestor Anaerbio
lodo utilizado como fonte de carbono por outros microrganismos anaerbios
Processo de fermentao gera como subproduto gs metano
Resduo slido (lodo gerado) concentrado e levado ao aterro
Reservtrio de CH4
Gs metano armazenado para utilizao posterior
Gerador
Gs metano queimado
Converso de energia mecnica em eltrica
Cerca de 60% do consumo energtico do tratamento suprido pela queima do gs
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anaerbia do lodo concentrado. O lodo concentrado enviado a um aterro e o
lquido retirado retorna caixa de entrada do esgoto para tratamento.
Com a utilizao do gs metano como combustvel dos geradores de energia,
mais de metade da energia necessria para o funcionamento da planta de tratamento
suprida, havendo assim grande economia de energia e barateando o custo do
tratamento.
Concluso
Conclui-se que, por no utilizar produtos qumicos em nenhum ponto do
processo, o tratamento de baixo impacto ambiental e apresenta baixo custo. A
energia necessria para o funcionamento da planta seria um fator que poderia
encarecer o processo, porm, com a queima do gs metano nos geradores, 60% da
energia necessria para o funcionamento da planta suprida, ou seja, menor o
gasto com energia eltrica na planta.
Apesar do tratamento eficiente do esgoto, ainda h resduos gerados no
processo que poderiam ser utilizados para outros fins em vez de serem jogados em
aterros. O lodo, por exemplo, gerado em grande quantidade na planta e poderia
ser utilizado em raes animais e adubo, porm, restries legais impedem este
uso.
A legislao restringe o uso do lodo gerado na planta de tratamento de
esgoto por conter microrganismos nocivos sade, porm, este problema poderia
ser solucionado com a utilizao de radiao UV, que possui capacidade
desinfetante.
Atualmente, todo o lodo concentrado e levado a aterros, mas sua
concentrao pouco eficiente, sobrando ainda muito lquido que poderia ser
tratado e retornar aos corpos dgua. Essa concentrao pouco eficiente a causa
do volume imenso de lodo que deve ser despejado em aterros.
Uma vez sendo solucionados tais problemas, acredito que o tratamento de
esgoto da cidade de Ribeiro Preto poderia se tornar um exemplo mundial de
respeito ao meio ambiente e autossuficincia.
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