aula 2 caracterização qualitativa esgoto

TRATAMENTO DE ÁGUAS

RESIDUÁRIAS

Aula 2 – Parâmetros, requisitos, padrões de qualidade das águas e caracterização qualitativa dos esgotos

Parâmetros de qualidade da água

Devido à multiplicidade de aplicações da água nas

diversas atividades humanas, o conceito de

qualidade da água precisa ser relativizado em

função do uso a que se destina: consumo humano,

irrigação, uso industrial etc. A qualidade da água

pode ser expressa através de diversos parâmetros,

que traduzem as suas características físicas,

químicas e biológicas.

Parâmetros de qualidade da água -

Parâmetros físicos

Cor: Representa a coloração da água. Geralmente a

cor esta relacionada com os sólidos dissolvidos.

Esse parâmetro e determinante para a aceitação

de água para consumo humano. Uma água de

abastecimento deve ser o mais incolor possível.

Cores mais acentuadas em águas naturais

representam a presença de matéria orgânica em

decomposição ou a presença de ferro ou

manganês.


Parâmetros físicos

Sabor e odor: São parâmetros relativos aos sentidos do gosto e do olfato. São parâmetros relevantes para a produção de água de abastecimento. Comumente estão relacionados a presença de matéria orgânica em decomposição ou presença de contaminantes industriais.

Temperatura: Representa a intensidade de calor da água. E um parâmetro de maior importância para caracterização de corpos d’água e interfere nos processos de tratamento de água e esgoto.


Parâmetros químicos

pH: Representa a concentração de íons de hidrogênio H+. Da uma indicação da acidez, neutralidade, ou alcalinidade da água. Os sólidos dissolvidos na água são os agentes que interferem no valor do seu pH. E um parâmetro de relevância tanto para o tratamento da água, como do esgoto. Valores de pH afastados da neutralidade podem afetar a vida nas águas.

Interpretação:

• pH < 7: condição acida

• pH = 7: condição neutra

• pH > 7: condição básica



Alcalinidade: Representam a quantidade de íons presentes na água para neutralizar os íons H+. Os principais constituintes da alcalinidade são os bicarbonatos (HCO3); carbonatos (CO3 2-); e hidróxidos.(HO-). A constituição da água, com maior ou menor concentração variada de cada um desses íons propicia alterações no valor do pH das águas.

Interpretação: A alcalinidade, o teor de gás carbônico e o pH estão relacionados:

• pH < 9,4: presença de hidróxidos ou carbonatos;

• pH entre 8,3 e 9,4 presença de carbonatos e bicarbonatos;

• pH entre 4,4 e 8,3 presença apenas de bicarbonato.



Acidez: Capacidade da água em resistir as mudanças de pH causadas pelas bases. Relaciona-se a presença de gás carbônico livre (CO2) e acido sulfídrico (H2S). Tem pouco significado sanitário. Podem caracterizar decomposição de matéria orgânica na água ou contaminação industrial.

Interpretação: A alcalinidade, o teor de gás carbônico e o pH estão relacionados

• pH > 8,2: ausência de CO2;

• pH entre 4,5 e 8,2 acidez carbônica;

• pH <4,5 ácidos minerais fortes provenientes de despejos industriais.



Dureza: Concentração de catodos multimetalicos em

concentração. Os catodos mais comuns são

divalentes (Ca+2) e (Mg+2). Não ha evidencia de

que a dureza interfira sobre a qualidade dos

esgotos.

Ferro e manganês: O ferro e manganês quando

presentes nas águas, apresentam-se nas formas

insolúveis (Fe+3) e (Mn+4). Não ha evidencia de

que interfiram sobre a qualidade dos esgotos.



Cloretos: Todas as águas naturais, em maior ou menor escala, possuem íons resultantes da dissolução de minerais. Os cloretos (Cl-) são advindos da dissolução de sais. Estão portanto relacionados aos sólidos dissolvidos.

Fósforo: As principais formas que o fosfato se apresenta nas águas são: ortofosfatos, polifosfatos e fosfato orgânico. A sua presença na água esta associada a sólidos em suspensão ou sólidos em solução. Sua origem natural nas águas se deve a sua presença de compostos orgânicos e a sua dissolução em compostos no solo. A ação humana também propicia o incremento de fósforo na água, através dos despejos sanitários ou industriais.

O fósforo e um elemento indispensável ao crescimento dos microorganismos responsáveis pelo tratamento do esgoto.



Nitrogênio: Dentro do ciclo do nitrogênio na biosfera, ele pode alternar entre

diversos estados de oxidação. No meio aquático, o nitrogênio pode ser

encontrado nas seguintes formas:

(N) – nitrogênio molecular, neste estado e volátil e escapa para a atmosfera;

(NH3) – amônia, nesta forma e nocivo aos peixes;

(NO2 -) – nitrito (primeira forma oxidada);

(NO3 -) – nitrato (segunda forma oxidada);

Nitrogênio orgânico – dissolvido na água ou em suspensão. A origem natural do

nitrogênio na água deve-se a atmosfera e principalmente a decomposição de

compostos orgânicos presentes nos lançamentos de despejos na água,

motivados por ação humana. Ele e imprescindível para o crescimento dos

microorganismos responsáveis pelo tratamento de esgotos. Mas quando

sua concentração e muito elevada em um recurso hídrico pode ser

prejudicial, pois pode provocar o consumo de oxigênio dissolvido (O2) e o

crescimento exagerado dos microorganismos comprometendo a vida no

meio hídrico. Esse fenômeno e conhecido como eutrofização.



Oxigênio dissolvido: O oxigênio dissolvido (OD) e de especial

importância para os organismos aeróbios (que necessitam do

oxigênio para respirar). Assim um esgoto tratado deve conter

certo índice de OD antes de ser lançado no corpo receptor, ou

estar isento de substancias que podem ser decompostas,

através do consumo de OD das águas.

A origem natural de OD na água relaciona-se a dissolução do

oxigênio atmosférico nas turbulências das correntezas das

águas e pela sua produção pelos organismos fotossintéticos

(algas).

Pela sua importância para a decomposição de matéria orgânica e

também para a existência de vida nas águas, o OD e

considerado o principal parâmetro de caracterização dos efeitos

da poluição por despejos orgânicos nas águas.



Matéria orgânica: A matéria orgânica presente nos corpos d’água e a causadora do principal problema de poluição dos recursos hídricos. O consumo de oxigênio do meio aquático pelos microorganismos nos seus processos metabólicos e estabilização da matéria orgânica, reduz a concentração de OD, comprometendo a existência da vida aquática.

A Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO retrata de uma forma indireta, o teor de matéria orgânica nos esgotos ou nos corpos d’água. Trata-se de uma indicação do potencial de consumo de oxigênio dissolvido do meio.



Micropoluentes inorgânicos: Uma grande parte dos micropoluentes

inorgânicos são tóxicos. Nesse grupo encontram-se os metais

pesados. Entre os metais pesados que se dissolvem na água incluem-

se:

As – arsênio Cd – cádmio Cr – cromo Pb – chumbo Hg – mercúrio

Ag – prata

Vários destes metais encontram-se na cadeia alimentar aquática

representando um grande perigo para os organismos situados

nos degraus superiores. Felizmente a concentração dos metais

tóxicos nas águas dos corpos d’água e bem pequena. A atividade

humana em mineradoras representa um serio problema ambiental,

quando propicia o lançamento de metais pesados na água ou no

solo.



Micropoluentes orgânicos: Alguns materiais orgânicos são resistentes a degradação biológica e com o agravante de estarem associados a problemas de toxicidade. Entre esses produtos encontram-se os defensivos agrícolas, alguns tipos de detergentes e outros produtos químicos. A presença desses compostos orgânicos da água se da por dissolução. O grande problema desses compostos e que mesmo em reduzida concentração provocam grandes problemas de toxidade.

A origem desses produtos nos corpos d’água pode ate, eventualmente, ter origem natural, pois podem estar presentes em madeiras. Sua freqüência expressiva, no entanto, esta associada a ação do homem.

Parâmetros de qualidade da água –

Parâmetros biológicos

Para definição da qualidade da água dos corpos d’água, os microorganismos apresentam dois aspectos relevantes:

1) de promoverem a transformação da matéria dentro dos ciclos biogeoquímicos (autodepuração). Esse aspecto e extremamente benéfico a preservação dos recursos hídricos; e

2) por outro lado, ocasionarem a transmissão de doenças.

Sendo assim, para garantia de que um corpo d’água não afete a saúde publica, torna-se essencial conhecer a potencialidade de contaminação que ele pode oferecer.

Parâmetros de qualidade da água –

Parâmetros biológicos

O parâmetro mais usual para qualificação biológica da água, identificando sua potencialidade de microorganismos patológicos, e a quantificação dos coliformes, em especial de Escherichia coli. Esse e um método indireto de aferição. As bactérias Escherichia coli residem apenas no intestino dos animais de sangue quente e não são patogênicas. Em um grama de fezes, em media, são encontrados 50 milhões de fecais, ou 3 milhões por 100 ml de esgoto. Os microorganismos causadores de doenças entéricas se originam da mesma fonte, ou seja, fezes contaminadas. Conseqüentemente a água com poluição fecal, via presença de coliformes fecais, e identificada como sendo potencialmente perigosa.

Requisitos de qualidade das águas

Os requisitos de qualidade de água são função de

seus usos previstos.

Principais parâmetros

Padrões de qualidade

Além dos requisitos de qualidade, há a necessidade de estabelecer um padrão de qualidade, embasado em um suporte legal. Os padrões devem ser cumpridos, por força da legislação, pelas entidades envolvidas.

Sobre a qualidade da água temos:

• Padrões de lançamento do corpo receptor;

• Padrões de qualidade do corpo receptor;

• Padrões de qualidade para determinados usos (potabilidade).

Padrões de qualidade

Padrões de qualidade para os corpos d’água das

diversas classes e padrões de lançamento

Classificação das águas Resolução CONAMA

Nº357/2005 e 430/2011

Classes de

enquadramento

dos corpos

d’água

http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=646














Classes de enquadramento dos corpos

d’água

...Geralmente

Padrões de qualidade da água

Índice de qualidade de água - IQA

A CETESB desenvolveu um modelo de IQA que incorpora nove parâmetros relevantes para a avaliação da qualidade das águas, tendo como determinante principal a utilização das mesmas para abastecimento público.

Para o cálculo do IQA, são consideradas variáveis de qualidade que indicam o lançamento de efluentes sanitários para o corpo d’água, fornecendo uma visão geral sobre as condições de qualidade das águas superficiais.


O IQA é calculado através dos parâmetros:

temperatura da amostra, pH, oxigênio dissolvido,

demanda bioquímica de oxigênio, coliformes termo

tolerantes, nitrogênio total, fósforo total, resíduo

total e turbidez.

A partir do resultado, pode-se determinar a

qualidade da água bruta que, indicada por um

número entre 0 e 100, é classificada de acordo

com a Tabela.


Exemplo

IQA – Índice de Qualidade das Águas (CETESB,2010)

UGRHI Nº Pontos

Amostragens

% em cada faixa de qualidade

Ótima Boa Regular Ruim Péssima

5 - PCJ 80 31 44 21 4

Critérios e gerenciamento da

qualidade das águas

Os critérios de qualidade da água são baseados em levantamentos científicos e deve refletir o conhecimento sobre:

• Todos os efeitos provocados por poluentes existentes num corpo hídrico sobre a saúde e bem-estar do homem, sobre o ecossistema aquático, sobre as características estéticas, sobre a possibilidade de uso recreacional.

• A concentração e dispersão de poluentes e seus produtos secundários através de processos biológicos, físicos e químicos.

• Os efeitos dos poluentes sobre a diversidade, produtividade e estabilidade do ecossistema aquático

Critérios e gerenciamento da

qualidade das águas

O gerenciamento da qualidade da água exige que

sejam estabelecidas formas de acompanhamento

da variação de indicadores da qualidade da

água, permitindo avaliar as condições de

poluição e alteração de um corpo hídrico. Este

controle será exeqüível se for definido um conjunto

de parâmetros significativos que atendam a um

objetivo estipulado.

Autodepuração

Com o lançamento de despejos urbanos em corpos

d’água, além do aspecto visual desagradável, da

exalação de gases mal cheirosos e ainda da

possibilidade de contaminação de animais ou seres

humanos, pelo consumo ou contato com essa água,

há o declínio da concentração de oxigênio

dissolvido no meio, comprometendo, desta forma, a

sobrevivência dos seres de vida aquática.

A autodepuração dos cursos d’água

Um corpo d’água poluído por lançamentos de

matéria orgânica biodegradável sofre um processo

de recuperação denominado de autodepuração.

A autodepuração realiza-se por meio de processos

físicos (diluição, sedimentação) químicos

(oxidação) e biológicos.

Lançamento de matéria

orgânica

Estabilização da

matéria orgânica por

bactérias

Consumo de

oxigênio dissolvido

Etapas da autodepuração

Decomposição

A quantidade de oxigênio dissolvido na água

necessária para a decomposição da matéria orgânica

– DBO é o oxigênio que vai ser respirado pelos

microorganismos decompositores aeróbios para a

decomposição da matéria orgânica lançada na água.

O conhecimento da DBO do esgoto como um todo já e

suficiente para determinar o impacto do despejo desse

material na concentração de oxigênio dissolvido OD ,

do corpo d’água receptor.


O consumo de oxigênio dissolvido para a digestão da matéria orgânica ocorre durante um certo intervalo de tempo. A temperatura afeta a taxa de degradação da matéria orgânica, pois o metabolismos dos microorganismos decompositores tende a acelerar-se com o aumento da temperatura.

Quando os microorganismos terminam sua tarefa, dizemos que a matéria orgânica foi estabilizada ou mineralizada, por não existirem mais compostos orgânicos biodegradáveis, mas apenas água, gás carbônico e sais minerais.


Recuperação de oxigênio dissolvido ou reaeração

Existem fontes continuas que adicionam oxigênio a

água: a atmosfera e a fotossíntese. As trocas

atmosféricas são mais intensas quanto maior for a

turbulência no curso de água. Durante a fase de

decomposição, os microorganismos que morrem, o

oxigênio começa a “sobrar” e a sua concentração

aumenta novamente. Essas duas etapas ocorrem

simultaneamente ao longo de todo o processo.


Caso a quantidade de matéria orgânica lançada seja muito grande, pode haver o esgotamento total do oxigênio dissolvido na água. A decomposição será feita pelos microorganismos anaeróbios, que prosseguem as reações de decomposição. Como subproduto dessa decomposição haverá a formação de metano, gás sulfídrico e outros. A decomposição anaeróbia não e completa, devendo ser completada pela decomposição aeróbia quando o rio apresentar teores mais elevados de oxigênio.

Zonas de autodepuração

Existem quatro zonas de autodepuração ao longo de

um curso d’água que recebe águas residuárias

ricas em material orgânico:

•zona de degradação;

•zona de decomposição ativa;

•zona de recuperação; e

•zona de águas limpas.


Zona de degradação: tem início logo após o

lançamento de esgoto no curso d’água. Apresenta

grande quantidade de material orgânico, ainda

em estágio complexo, mas potencialmente

decomponível.

Zona de decomposição ativa: os microorganismos

estão mais adaptados a nova condição, passando

a desempenhar ativamente suas funções de

decomposição da matéria orgânica. Como

conseqüência a qualidade da água atinge seu

estágio mais deteriorado.


Zona de recuperação: após intenso consumo

de matéria orgânica e degradação do

ambiente, este tende a se recuperar

gradativamente.

Zona de águas limpas: as características

iniciais voltam a ser atingidas no que diz

respeito ao oxigênio dissolvido, matéria

orgânica e bactérias.

Fatores que interferem no processo

• Temperatura

• Concentração de saturação do oxigênio dissolvido na água

• Velocidade do curso d’água

• Vazão

A capacidade de autodepuração varia de um corpo hídrico para o outro, tornando-se necessário que estudos específicos sejam desenvolvidos, no intuito de conhecer a quantidade de efluentes que o rio é capaz de receber e diluir, sem que suas características naturais sejam prejudicadas.

Fatores que interferem no processo

A avaliação de autodepuração de um rio é

usualmente realizada utilizando-se modelagem

matemática, permitindo a simulação dos processos

de autodepuração do rio e conseqüentemente,

auxiliando na tomada de decisões referentes ao

gerenciamento desses recursos.

Formas de Controle da poluição por

matéria orgânica

Visão regional para a bacia hidrográfica como um todo

Entre as principais alternativas disponíveis, citam-se as seguintes:

Tratamento do esgoto;

Regularização da vazão d’ água;

Aeração dos esgotos tratados;

Alocação para outros usos para o curso d’água.


matéria orgânica

Tratamento do esgoto

Tratamento individual ou coletivo dos esgotos antes do lançamento, é usualmente a principal, e muitas vezes a única estratégia de controle;

Regularização das vazões dos curso d’água

Geralmente construir uma barragem a montante para, para através da regularização aumentar a vazão mínima do curso d’água.


matéria orgânica

Aeração dos curso d’água

Promover a aeração do curso d’água em algum ponto a jusante do lançamento, mantendo os valores de OD em valores superiores ao mínimo.

Aeração dos esgotos tratados

Na saída da estação de tratamento de esgotos, após a satisfação da demanda de oxigênio, o efluente pode sofrer uma simples aeração, usualmente por meio de vertedores.

Consumo de Oxigênio dissolvido

após o lançamento de esgotos

A compreensão do consumo de Oxigênio dissolvido

após o lançamento de esgotos capacita a conhecer

e determinar a qualidade permitida para o

efluente a ser lançado no corpo d’água, incluindo o

nível de tratamento necessário e a eficiência a ser

atingida na remoção do DBO.

Através da compreensão do consumo de oxigênio

dissolvido e da autodepuração dos corpos d´água

é possível compreender o processo natural.

Consumo de Oxigênio dissolvido após

o lançamento de esgotos

O fenômeno de autodepuração esta vinculado ao

restabelecimento do equilíbrio no meio aquático, por

mecanismos essencialmente naturais, após as

alterações induzidas pelos despejos.

Balanço do oxigênio dissolvido

O oxigênio dissolvido tem sido utilizado tradicionalmente para a determinação do grau de poluição e de autodepuração em cursos d’água.

Fatores interagentes no balanço

Repercussão mais nociva da poluição de um corpo d’água consequentemente - queda nos níveis de oxigênio dissolvido

O impacto é estendido a toda comunidade aquática, e cada redução nos teores de oxigênio dissolvido é seletiva para determinadas espécies.


Existem modelos matemáticos que incorporam os fenômenos no balanço do oxigênio dissolvido.

Consumo de oxigênio: oxidação da matéria orgânica (respiração)

Produção de oxigênio: reaeração atmosférica.

A relação que representa as concentrações de OD, e a distancia ou tempo de percurso, ao longo do qual se processam as transformações de ordem bioquímica. Podem ser traduzidas as seguintes informações:


• Identificação das consequências da poluição;

• Vinculação da poluição com as zonas de autodepuração;

• Importância relativa do consumo e da produção de oxigênio;

• Ponto crítico de menor concentração de OD;

• Comparação entre a concentração crítica de oxigênio no corpo d’água e a concentração mínima estabelecida pela legislação;

• Local onde o curso d’água volta a atingir as condições desejadas.


Efeito ecológico da poluição orgânica

Decréscimo dos teores de oxigênio dissolvido, este decréscimo esta associado a DBO. Como o consumo de oxigênio varia ao longo do tempo, o valor da DBO em dias distintos é diferente.

Conceito de DBO representa:

Tanto a matéria orgânica quanto o consumo de oxigênio

DBO remanescente: concentração de matéria orgânica remanescente na massa líquida em um dado instante.

DBO exercida: oxigênio consumido para estabilizar até este instante.

Formulação matemática

Curva de depleção do Oxigênio Dissolvido (decréscimo

do oxigênio dissolvido na massa líquida)

O modelo Streeter e Phelps, aborda unicamente dos

aspectos importantes: O consumo de oxigênio pela

oxidação da matéria orgânica e a produção de

oxigênio pela reaeração atmosférica. É um modelo

determinístico e estatístico.

Para situação relativamente simples em que se considera

apenas a desoxigenação e a reaeração atmosférica no

balanço do oxigênio dissolvido.

Modelagem matemática – Streeter e

Phelps

Este modelo necessita dos seguintes dados:

• Vazão do rio, a montante do lançamento;

• Vazão de esgotos (Qe);

• Oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento (ODr);

• Oxigênio dissolvido no esgoto (ODe);

• DBO5 no rio, a montante do lançamento (DBOr);

• DBO5 do esgoto (DBOe)

• Coeficiente de desoxigenação (k1)

• Coeficiente de reareação (k2)

• Velocidade de percurso do rio (V)

• Tempo de percurso (t)

• Concentração de saturação de OD (Cs)

• Oxigênio dissolvido mínimo permissível (ODmin)


Phelps

O coeficiente de desoxigenação K1 depende do tipo

da matéria orgânica e do grau de tratamento,

além da temperatura e da presença de outras

substâncias. Efluentes tratados, por exemplo,

possuem uma taxa de degradação mais lenta, pelo

fato da maior parte da matéria orgânica mais

facilmente assimilável já ter sido removida,

restando apenas a parcela de estabilização mais

vagarosa.


Phelps

O valor da K1 depende da temperatura, pois exerce

uma grande influência no metabolismo microbiano.

Valores médio de K1 encontram-se apresentados na

tabela.


Phelps

A temperatura tem grande influência no metabolismo microbiano, afetando, as taxas de estabilização da matéria orgânica. A relação empírica entre a temperatura e a taxa de desoxigenação pode ser expressa da seguinte forma:

K1T = K1 20° . Ѳ(T-20)

Em que:

K1T = K1 a uma temperatura T qualquer (d-1);

K120° = K1 a uma temperatura T=20°C (d-1)

T = temperatura do líquido (°C);

Ѳ = coeficiente de temperatura (adimensional)

Um valor usualmente empregado de Ѳ é 1,047. Isso significa que o valor de K1 aumenta

4,7 a cada acréscimo de 1°C na temperatura da água.


Phelps

Exposição da água a um gás, Intercâmbio de

moléculas da fase líquida para gasosa e vice-

versa, este equilíbrio dinâmico define a

Concentração de saturação (Cs). Trocas gasosas em

um sistema em equilíbrio e em um líquido com

deficiência de gás dissolvido

Líquido deficiente de gás

Sistema em equilíbrio


Phelps

Déficit de oxigênio dissolvido

Onde:

D = déficit de oxigênio dissolvido, ou seja a diferença entre a concentração de saturação (Cs) e a concentração existente em um tempo qualquer, (D=Cs- C);

D0 = déficit de oxigênio inicial (mg/l);

t = tempo em dias;

K2 = coeficiente de reaeração (base e) (dias-1)

2.tK

0 e D xD


Phelps

O valor do coeficiente de reaeração (k2) de um corpo d’água pode ser determinado por meio de métodos estatísticos. A seleção do valor do coeficiente K2 tem uma maior influência nos resultados do balanço do oxigênio dissolvido do que o coeficiente K1. Existem três métodos para a obtenção de um valor para o coeficiente K2:

- Valores médios tabelados

- Valores em função das características hidráulicas do corpo d’água;

- Valores correlacionados com a vazão do curso d’água descritos pela fórmula K2 = mQn (m e n – coeficientes)


Phelps

Valores médios tabelados

Corpos d’água mais rasos e mais velozes tendem a possuir maior coeficiente de reaeração, devido, respectivamente, à maior facilidade de mistura ao longo da profundidade e à criação de maiores turbulências na superfície.


Phelps

Influência das Características Físicas no

Coeficiente K2

Profundidade

Velocidade

Baixa

profundidade

Elevado K2

Elevada

profundidade

Baixo K2

Baixa

velocidade

Baixo K2

Elevada

velocidade

Elevado K2


Phelps

Valores em função das características hidráulicas do

corpo d’água.

Pesquisador Fórmula Faixa de aplicação

O’Connor e Dobbins (1958) 3,73xV0,5xH-1,5 0,6m ≤ H < 4,0 m

0,05m/s ≤ V < 0,8m/s

Churchill et al (1962) 5,0xV0,97xH-1,67 0,6m ≤ H < 4,0 m

0,8m/s ≤ V < 1,5m/s

Owens et al (apud Branco, 1976) 5,3xV0,67xH-1,85 0,1m ≤ H < 0,6 m

0,05m/s ≤ V < 1,5m/s

V: velocidade do curso d’água;

H: altura da lâmina d’água.


Phelps

Influência da Temperatura

Em dois diferentes estágios:

O aumento da temperatura reduz a solubilidade (concentração de saturação) do oxigênio no meio líquido;

O aumento da temperatura acelera os processos de absorção de oxigênio (aumento do K2).

O efeito da temperatura no coeficiente de reaeração K2 pode ser expressa por:

K2T = K2(20) x θ(T – 20)


Phelps

A taxa de redução da matéria orgânica é proporcional à concentração de matéria orgânica presente em um dado instante de tempo.

Equação:

DBOt = Lo . e–K

1t

Em que:

DBOt = é a quantidade de oxigênio dissolvido desde o instante inicial até o instante de oxigênio necessário para completar a estabilização da matéria orgânica.

K1 = é a constante de desoxigenação que depende do tipo de efluente;

T = tempo em dias


Phelps

O equacionamento de Streeter e Phelps para o cálculo da concentração de OD, combina os processo de reaeração e desoxigenação pelo decaimento da matéria orgânica.

Sabe-se que:

Ct = Cs –Dt

Ct = concentração do oxigênio dissolvido no tempo t (mg/l)

Cs = concentração de saturação de oxigênio (mg/l)

Dt = déficit inicial de oxigênio dissolvido no ponto de mistura (mg/l)


Phelps

Cálculo do perfil de oxigênio dissolvido em função do tempo:

Ct = Cs - K1 . Lo (e–k1.t – e-k2.t) + (Cs – Co) . e –k2.t

k2 – K1

onde:

Ct = concentração do oxigênio dissolvido no tempo t (mg/l)

Cs = concentração de saturação de oxigênio (mg/l)

Co = concentração inicial de oxigênio, logo após a mistura (mg/l)

K1 = coeficiente da taxa de desoxigenação (dia -1)

K2 = coeficiente da taxa de reaeração (dia-1)

Lo = concentração de determinado poluente, no corpo receptor, após a mistura com o despejo (mg/l)

Dt = déficit inicial de oxigênio dissolvido no ponto de mistura (mg/l)

Ao longo da curva de OD, um ponto é de fundamental

importância: o ponto no qual a concentração de

oxigênio atinge o mínimo valor. Esse é denominado o

tempo crítico, e a concentração de oxigênio, a

concentração crítica. Esgotos

Curso d’água

Tempo (d) ou distância (km)

OD

(mg/l)

Dc

Cc

Co

tc to

Cs Co Do

Pontos característicos da curva de depleção (decréscimo) de OD


Phelps

Equações Representativas

a) Concentração e déficit de oxigênio no rio após a mistura com o despejo:

Onde:

C0 =Concentração inicial de oxigênio, logo após a mistura mg/l)

D0 = Déficit inicial de oxigênio, logo após a mistura mg/l)

Cs =Concentração de saturação de oxigênio

Qr = Vazão do rio a montante do lançamento dos despejos (m3/s)

Qe = Vazão de esgoto (m3/s)

ODr = Concentração de oxigênio dissolvido no rio, a montante do lançamento dos despejos (mg/l)

ODe = Concentração de oxigênio dissolvido no esgoto.

O Valor de Cs é função da temperatura da água e da altitude

er

eer0

Q Q

OD x Q Q

rODx

C0s0 C - C D


b) Cálculo da DBO5 e da demanda última no rio após a mistura com o despejo

DBO Mistura

DBO última da mistura

Onde:

DBO5 = Concentração de DBO5, logo após a mistura (mg/l);

L0 = Demanda última de oxigênio, logo após a mistura;

DBOe = Concentração de DBO5, do esgoto (mg/l);

KT = cte para transformação da DBO5 a DBO última

er

eerr0

Q Q

DBO x Q DBO x Q 5

DBO

T00 K x DBO5 L15k-

5

u

e - 1

1

DBO

DBO TK


c) Cálculo do perfil de oxigênio dissolvido em

função do tempo:

d) Cálculo do tempo crítico (tempo onde

ocorre a concentração mínima de oxigênio

dissolvido

tt

t DC.K-

0

.K-.t K-

12

01s

221 e x e -e x K K

L x K-C

K x

K - K xD -1 x

K

Kln x

K K

1

1 0

120

1

2

12

LtC


e) Cálculo do déficit crítico e da concentração crítica de oxigênio

f) Tempo de percurso (t)

Tempo de percurso teórico que uma partícula gasta para percorrer um determinado trecho

Em função:

Velocidade e distância vencida

Onde:

t = tempo de percurso (d)

d = distância percorrida (m)

v = velocidade do curso d’água (m/s)

86400 = número de segundo por dia (s/d)

ct

CD.K-

0

2

1 1e x L x K

K cs D - C cOD

v.86400

d t

Material consultado

O Balanço De Oxigênio Dissolvido - Prof. Dra Gersina Nobre Da R.C.Junior - Poluição Das Águas Capítulo 5

Consequências Da Poluição Autodepuração Natural Em Cursos D’água Autodepuração - Meio Ambiente Professora Edelma

Ad’Água 2.0: sistema para simulação da autodepuração de cursos d’água: manual do usuário. Santos, A. R. et.al Alegre ES. CAUFES, 2010

Phd – 2538 Gerenciamento De Recursos Hídricos Política E Sistema Nacional De Gestão De Recursos Hídricos. O Papel Do Estado E Da Sociedade Civil Organizada. Braga B.P.F.

Material consultado

Esgotamento Sanitário: Qualidade Da Água E Controle Da Poluição: Guia Do Profissional Em Treinamento: Nível 2 / Secretaria Nacional De Saneamento Ambiental (Org). – Salvador: Recesa, 2008.

Saneamento De Goiás S/A Diretoria De Produção Operação De Estação De Tratamento De Esgoto - Gerencia De Desenvolvimento De Pessoal Manual De Operacao De Estacao De Tratamento De Esgoto - P-get / P-gte / E-gsh / Pr-gg / P/Sle

INTRODUÇÃO A QUALIDADE DAS ÁGUAS E AO TRATAMENTO DE ESGOTO, VOLUME 1, MARCOS VON SPERLING 2ª EDIÇÃO AMPLIADA; 2ª 2006. Editora Ufmg (Publicação Do Desa)

Fundação Estadual Do Meio Ambiente . F981o Orientações Básicas Para Operação De Estações De Tratamento De Esgoto / Fundação Estadual Do Meio Ambiente. —- Belo Horizonte: Feam, 2006.

Atividade para reflexão

O processo de revitalização de uma bacia hidrográfica envolve, entre outros aspectos, aqueles que dizem respeito ao cuidado com os recursos hídricos da bacia. Nesse sentido, a preservação e recuperação da qualidade dos recursos hídricos requerem a caracterização das fontes de poluição e a identificação dos seus impactos nos corpos de água receptores; o conhecimento da capacidade de autodepuração dos corpos de água; a verificação de ocorrência de eutrofização em lagos e reservatórios etc.

Atividade para reflexão

Tendo o texto acima como referência inicial, elabore um texto que contemple:

• Quais são os efeitos de despejos orgânicos nas condições sanitárias de águas dos corpos receptores; quais as principais fontes que contribuem com matéria orgânica para os corpos de água; quais são as formas ou parâmetros utilizados para quantificar a matéria orgânica presente em um corpo de água e seus respectivos significados;

• Defina o que é capacidade de autodepuração de um corpo de água; fatores responsáveis pelo processo de autodepuração estágios do processo de autodepuração;

• Descreva o processo de eutrofização; causas ou fatores que geram eutrofização; consequências do processo de eutrofização em um corpo de água pode estar sujeito.

Sistema para Simulação da Autodepuração de

Cursos D'Água

PROGRAMA AD'ÁGUA 2.0 PARA ESTIMATIVA DA

AUTODEPURAÇÃO DE CURSOS D'ÁGUA

ELABORADO PELO PROF. DR.ALEXANDRE ROSA DOS SANTOS

http://www.mundogeomatica.com.br/Programa_Ad%

27%C3%81gua2.0.htm

http://www.mundogeomatica.com.br/Programa_Ad%27%C3%81gua2.0.htm







aula 2 caracterização qualitativa esgoto

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