Aula 5: Química das Águas Parte 3b

Purificação de águas: tratamento de esgotos

Thalles Pedrosa Lisboa

Departamento de Química – UFJF

QUÍMICA AMBIENTAL – 2S 2015

Recapitulando ...

Dados relativos ao estado de Minas Gerias

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Acesso à coleta de esgoto no Brasil

48,6% da população brasileira tem acesso à coleta de esgoto;

Apenas 39% dos esgotos são tratados;

A média das 100 maiores cidades brasileiras em tratamento de esgotos foi de 40,93%;

Apenas 10 delas tratam acima de 80% de seus esgotos. 3

Regiões do Brasil

Norte: Apenas 14,7% do esgoto é tratado;

Nordeste: Apenas 28,8% do esgoto é tratado;

Sudeste: 43,9% do esgoto é tratado;

Sul: 43,9% do esgoto é tratado;

Centro-Oeste: 45,9% do esgoto é tratado.

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Geração de Efluentes Domésticos

São gerados pelos uso de água de abastecimento nas atividades diárias; Introdução de impurezas (contaminantes físicos, químicos ou

biológicos);

Composição dos esgotos: 99,9% água 0,1% sólidos →Sólidos suspensos →Sólidos dissolvidos →Matéria orgânica →Nutrientes – N, P (principalmente) →Organismos patogênicos – vírus, bactérias, protozoários, helmintos

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Características Físico-Químicas

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Necessidade (ou Importância) do Tratamento O esgoto, sem tratamento, provoca dois efeitos negativos na água em que

é lançado: I. Diminuição do O2 dissolvido II. Aumento na emissão de CO2

{CH2O} + O2(aq) → CO2(g) + H2O

A água resultante pode ser reutilizada para fins não nobres como: I. Usos industriais II. Irrigação agrícola III. Lançada nos rios

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Tratamento de Esgotos

O tratamento dos esgotos visa a remoção da parte sólida, eliminando as impurezas que podem causar danos ao meio ambiente;

É realizada nas Estações de Tratamento de Efluentes – ETEs;

Envolve três etapas:

Tratamento Preliminar

Tratamento Primário

Tratamento Secundário

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Tratamento Preliminar

O objetivo desta etapa é a remoção de sólidos grosseiros e areia;

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Tratamento Primário

O objetivo desta etapa é a remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica em suspensão;

Tratamento Preliminar

Tratamento Secundário

Decantador Primário

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Tratamento Primário

Eficiência de remoção de sólidos em suspensão está na ordem de 40 a 60%, o que corresponde a cerca de 30 a 40% da DBO;

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Tratamento Secundário

O objetivo desta etapa é a remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário;

Degradação biológica: processos aeróbicos e ...

Matéria Orgânica + Bactérias H2O + CO2 + Mais Bactérias

... anaeróbicos:

→São gerados outros gases como metano (CH4) e gás sulfídrico (H2S).

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Tratamento Secundário

Lagoas de estabilização;

Sistemas de Lodos Ativados;

Tratamento Anaeróbico;

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Tratamento Secundário

Lagoas de Estabilização: Lagoas facultativas: é o processo mais simples, pois depende de fenômenos

puramente naturais.

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Tratamento Secundário

Lagoas de Estabilização: Lagoas anaeróbicas – lagoas facultativas: sistema formado pela junção de

duas lagoas.

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Tratamento Secundário

Lagoas de Estabilização: Lagoas aeradas facultativas: este sistema é predominantemente aeróbio, com

dimensões reduzidas.

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Tratamento Secundário

Lagoas de Estabilização: Lagoas aeradas de mistura completa – lagoas de decantação: esse sistema

possui um maior nível de aeração e a turbulência mantêm os sólidos em suspensão, melhorando o contato entre os micro-organismos e a matéria orgânica.

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Tratamento Secundário

Sistemas de Lodos Ativados: Lodos ativados convencional: neste sistema a biomassa é recirculada do

fundo da unidade de decantação, por meio de bombeamento, para a unidade de aeração.

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Tratamento Secundário

Sistemas de Lodos Ativados: Lodos ativados com aeração prolongada: neste sistema o tempo de detenção

da biomassa é de 20 a 30 dias, o que é suficiente para que ocorra a estabilização dentro do próprio reator.

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Tratamento Secundário

Sistemas de Lodos Ativados: Lodos ativados com fluxo intermitente: todas as etapas (decantação primária,

oxidação biológica e decantação secundária) ocorrem em um único tanque, de forma sequencial.

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Tratamento Secundário

Tratamento Anaeróbico: Sistema de fossa séptica – filtro anaeróbico: sistema muito utilizado no meio

rural e em pequenas comunidades.

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Tratamento Secundário

Sistemas Anaeróbicos: Reator anaeróbico de manta de lodo: neste sistema a biomassa cresce

dispersa no meio e não sobre um suporte.

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Tratamento do Lodo

A maior parte dos sistemas geram lodo em maior ou menor quantidade;

O tratamento desse lodo é realizado em digestores primários e secundários, onde na ausência de oxigênio o lodo é transformado em matéria mineraliza, com baixa carga orgânica e poucas bactérias;

Ocorre ainda a produção de gases;

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Subprodutos Gerados

O tratamento de esgotos gera subprodutos na forma sólida, semissólida, líquida e gasosa; Água de reuso:

Irrigação de áreas cultiváveis, uso comercial e domiciliar como água não potável, reuso industrial, uso na construção civil, reincorporação nos corpos d’água.

Biossólidos: Disposição em aterros sanitários, incineração, uso como fertilizante orgânico e

compostagem, recuperação de solos degradados, reaproveitamento industrial (fabricação de tijolos e cerâmicas, agregado leve para construção civil, produção de cimento).

Biogás: Geração de energia elétrica, energia térmica.

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Considerações Finais

A escolha do melhor sistema/método de tratamento varia em função de alguns fatores como:

volume de esgoto bruto gerado;

volume de subprodutos gerados e qual sua aplicação/destinação final;

tempo requerido para o tratamento do esgoto;

custo operacional;

investimento necessário para construir a ETE;

área ocupada pela ETE.

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Bibliografia – Aulas 4 e 5

• R. Tartari et al. / Cerâmica 57 (2011) 288-293;

• Ramires, I. & Buzalaf, M. A. R. Ciência & Saúde Coletiva, 12(4):1057-1065, 2007;

• Nascentes, C.C.; Costa, L.M. Apostila de Química Ambiental, UFMG, 2011;

• Rede Cooperativa de Pesquisas, Métodos Alternativos de Desinfecção da Água, São Carlos-SP, 2001; (clique aqui)

• Fundação Nacional de Saúde, Manual de Fluoretação da Água para Consumo Humano, Brasília, 2012; (clique aqui)

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Bibliografia – Aulas 4 e 5

• Azevedo, L.S. Aproveitamento dos subprodutos gerados nas estações de tratamento de esgoto de Juiz de Fora. Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, 79p. UFJF, 2014 (clique aqui);

• Piveli, R.P. Apostila de Tratamento de Esgotos (clique aqui);

• Godoy, L.C. Faculdade de Tecnologia de Guaratinguetá, Revista v.2, n.1 – novembro, 2013;

• Sabesp (clique aqui);

• Instituto Trata Brasil (clique aqui);

• Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS 2013);

• Revista Pesquisa Fapesp, n.229 de março de 2015, p. 64 -69.

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