CARACTERSTICAS DAS GUAS RESIDURIAS

Prof. Dr. Francisco Jos Moreira ChavesEscola de Engenharia de Lorena EEL/USP

Adaptado de: Prof. Dr. Marcos von SperlingUniversidade Federal de Minas Gerais, 2002

VAZO DE ESGOTOSPrincipais componentes esgotos domsticos (incluindo residncias, instituies e comrcio);

guas de infiltrao

despejos industriais (diversas origens e tipos de indstrias).

VAZO DE ESGOTOSConsumo de guaFator de influnciaDisponibilidade de gua Clima Porte da comunidade Condies econmicas da comunidade Grau de industrializao Medio do consumo residencial Custo da gua Presso da gua

ComentrioEm locais de escassez de gua o consumo tende a ser menor Climas mais quentes induzem a um maior consumo Cidades maiores geralmente apresentam maior QPC Um melhor nvel econmico associa-se a um maior consumo Localidades industrializadas apresentam maior consumo A presena de medio inibe um maior consumo Um custo mais elevado reduz o consumo Elevada presso no sistema de distribuio induz a maiores gastos

VAZO DE ESGOTOSConsumo de guaFaixas Tpicas

Porte da ComunidadePovoado rural Vila Pequena localidade Cidade mdia Cidade grande

Faixa da populao (hab.)< 5.000 5.000 10.000 10.000 50.000 50.000 250.000 > 250.000

Consumo per capita (QPC) (L/hab.d)90 140 100 160 110 180 120 220 150 300

VAZO DE ESGOTOSConsumo de guaMdias Estaduais

VAZO DE ESGOTOSConsumo de gua45 municpios em Minas Gerais

VAZO DE ESGOTOSConsumo de gua45 municpios em Minas Gerais

VAZO DE ESGOTOSVazo mdia de esgotos

VAZO DE ESGOTOSVazes Mxima e MnimaHidrograma tpico

VAZO DE ESGOTOSVazes Mxima e MnimaCoeficientes de Variao

K1 = 1,2 (coeficiente do dia de maior consumo) K2 = 1,5 (coeficiente da hora de maior consumo) K3 = 0,5 (coeficiente da hora de menor consumo)Qmx/Qmd 1 + (14/(4+P0,5)) 5P-0,16 Populao1.000 10.000 100.000 1.000.000 3,8 3,0 2,0 1,4

Qmn/Qmd 0,2P0,16 Harmon

Autor Harmon Gifft Gifft5,0 3,4 2,3 -

Referncia Qasim (1985) Fair et al (1966) Qmn/Qmd Gifft0,20 0,14 0,09 -

Qmx/Qmd

VAZO DE ESGOTOSVazes Mxima e MnimaControle das variaes Tanques de equalizao

Necessrio em sistemas com baixo TDH Menos importante em sistemas com elevado TDH

VAZO DE ESGOTOSVazo de InfiltraoVazo parasitria Vazo de infiltrao Valores tpicos de taxa de infiltrao:

Fonte: Crespo (1997)

NBR 9649: 0,05 a 1,00 L/s.km (4 a 86 m3/d.km) Metcalf & Eddy: 0,01 a 1,0 m3/d.km por mm de dimetro

VAZO DE ESGOTOSVazo de InfiltraoExtenso de Rede Extenso per capita em 45 municpios de MG:

VAZO DE ESGOTOSVazo de IndustrialFaixas de valores para algumas tipologias

QUALIDADE DOS ESGOTOSPARMETROS DE QUALIDADEEsgotos domsticos contm aproximadamente 99,9% de gua 0,1% - slidos orgnicos e inorgnicos, suspensos e dissolvidos e microrganismos Traduo do carter ou potencial poluidor do despejo Necessidade de tratamento dos esgotos Utilizao de parmetros indiretos

QUALIDADE DOS ESGOTOSESGOTOS DOMSTICOS PRINCIPAIS PARMETROSSlidos Indicadores de matria orgnica Nutrientes Indicadores de contaminao fecal Substncias individuais (metais, fenis, etc)

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:Classificao por tamanho e estado Slidos em suspenso Slidos dissolvidos Classificao pelas caractersticas qumicas Slidos volteis Slidos fixos Classificao pela sedimentabilidade slidos em suspenso sedimentveis slidos em suspenso no sedimentveis

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:CLASSIFICAO PELO TAMANHO

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:CLASSIFICAO PELO TAMANHO

Separao feita atravs de filtrao Membrana com porosidade entre 0,45 e 1,2 m Slidos retidos em suspenso (particulados) Slidos que passam dissolvidos (solveis)

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:CLASSIFICAO PELO TAMANHO

APARELHO DE FILTRAO

ESTUFA DE SECAGEM

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:CLASSIFICAO PELAS CARACTERSTICAS QUMICAS

Slidos submetidos a temperaturas de 500 C Frao orgnica oxidada (volatilizada) Permanncia da frao inerte (no oxidada)SLIDOS VOLTEIS (MATRIA ORGNICA)

SLIDOSSLIDOS FIXOS (MATRIA INORGNICA)

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:CLASSIFICAO PELA SEDIMENTABILIDADE

Valor expresso em mL/L Cone Imhoff

SLIDOS SEDIMENTVEIS (30 min.)

CONE IMHOFF (1 hora)

QUALIDADE DOS ESGOTOSSLIDOS:DISTRIBUIO TPICA NO ESGOTO DOMSTICO BRUTO

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Mistura heterognea de compostos orgnicos Compostos de protenas (40 % a 60 %) Carboidratos (25 % a 50 %) Gorduras e leos (8 % a 12 %) Uria, surfactantes, fenis, pesticidas, metais e outros (menorquantidade) Causadora do principal problema de poluio nos corpos dgua

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA:DISTRIBUIO NO ESGOTO BRUTO

Classificao quanto forma e tamanho

em suspenso (particulada) dissolvida (solvel)Classificao quanto biodegradabilidade

inerte (no biodegradvel) biodegradvel

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA:MTODOS DE DETERMINAO

Mtodos indiretos: medio do consumo de oxignio

Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO5) Demanda ltima de Oxignio (DBOu) Demanda Qumica de Oxignio (DQO) Mtodos diretos: medio do carbono orgnico total

Carbono Orgnico Total (COT)

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Demanda Bioqumica de Oxignio (DBO);

Quantidade de oxignio requerida para degradar/estabilizar, atravs de processos bioqumicos, a matria orgnica

Principal efeito ecolgico da poluio orgnica; Medio do potencial poluidor pelo consumo de oxignio.

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Demanda Bioqumica de Oxignio DBO

Matria orgnica (COHNS) + O2 + bactrias CO2 + H2O + NH3 + NO3 + outros produtos finais + bactrias + energia

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: DBO5 Medio do consumo de oxignio em laboratrio Procedimento com 5 dias de durao Teste efetuado temperatura de 20C DBO520

Esgotos domsticos:

DBO ~ 300 mg/L

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Mtodo DBO5Principais vantagens do mtodo:

Indicao aproximada da frao biodegradvel do despejo Indicao da taxa de degradao do despejo Indicao da taxa de consumo de oxignio em funo do tempo Quantidade de OD requerido para a estabilizao Parmetro de dimensionamento Legislao

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Mtodo DBO5Principais limitaes do mtodo:

Pode-se encontrar baixos valores de DBO5 Substncias txicas podem matar ou inibir a microbiota Tempo de durao do procedimento de anlise

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Mtodo DBO ltima

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Demanda Qumica de Oxignio (DQO)Quantidade de oxignio requerida para estabilizar, atravs de processos qumicos, a matria orgnica atravs de um oxidante forte em meio cido e calor

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Mtodo DQOPrincipais vantagens do mtodo:

O teste gasta 2 a 3 horas para ser realizado O resultado d uma indicao do oxignio requerido para aestabilizao da matria orgnica Principais limitaes do mtodo:

O teste pode superestimar o oxignio consumido Compostos inorgnicos podem ser oxidados No indica o consumo de OD associado matria orgnica biodegradvel No fornece a taxa de converso da matria orgnica com tempo

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Relao entre DQO/DBO Relao DQO/DBO5 baixa (< 2,5):- a frao biodegradvel elevada - indicao para tratamento biolgico direto

Relao DQO/DBO intermediria (entre 2,5 e 3,5):- a frao biodegradvel no elevada - estudos de tratabilidade: viabilidade p/ tratamento biolgico

Relao DQO/DBO elevada (> 3,5 - 4,0):- a frao inerte (no biodegradvel) pode ser elevada - possvel indicao para tratamento fsico-qumico prvio

Relao DQO/DBO elevada (>>> 4,0):- Efluentes Recalcitrantes (de difcil biodegradao)

- Necessidade real de tratamento fsico-qumico prvio

QUALIDADE DOS ESGOTOSMATRIA ORGNICA: Relao entre DQO/DBO

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARBONO ORGNICO TOTAL

Medida direta da matria orgnica; Mede todo o carbono liberado na forma de CO2; Utilizao em pesquisas ou anlises mais detalhadas; Alto custo do equipamento.

QUALIDADE DOS ESGOTOSNITROGNIO

Forma Nitrognio molecular Nitrognio orgnico Amnia Livre on amnio on ntrico on nitrato

Frmula N2 Varivel NH3 NH4+ NO2NO3-

QUALIDADE DOS ESGOTOSNITROGNIO Elemento indispensvel para o crescimento dealgas eutrofizao de lagos e represas;

Converso da amnia a nitrito e deste a nitrato(nitrificao) consumo de OD no corpo d'gua receptor; diretamente txica aos peixes;

Amnia livre Nitrato

doenas como a metemoglobinemia;

QUALIDADE DOS ESGOTOSNITROGNIO Elemento indispensvel para o crescimento dos microrganismosresponsveis pelo tratamento de esgotos;

Converso da amnia a nitrito e deste a nitrato(nitrificao) consumo de oxignio e alcalinidade;

Converso do nitrato a nitrognio gasoso (desnitrificao)

(a) economia de oxignio e alcalinidade (quando realizado de forma controlada) ou (b) deteriorao da sedimentabilidade do lodo (quando no controlado bolhas de N2)

QUALIDADE DOS ESGOTOSNITROGNION-total = N-amnia (NH4+) + N-org + N-nitrito (NO2-) + N-nitrato (NO3-) NTK = N-amnia + N-org (predominante nos esgotos domsticos brutos)

Origem fisiolgica Indicaes sobre o estgio da poluio dos corpos dgua receptores Recente Orgnico ou amnia Antigo Nitrato

QUALIDADE DOS ESGOTOSAmnia livre e amnia ionizada em soluo

NH3 + H+ amnia livre

NH4+ amnia ionizada

QUALIDADE DOS ESGOTOSAmnia

NITRIFICAO:

amnia transformada em nitrato em duas etapas:

1 Nitritao Bactrias (ex: Nitrosomonas) (transformam amnia em nitrito) 2 Nitratao Bactrias (ex: Nitrobacter) (transformam nitrito em nitrato)

DESNITRIFICAO: Bactrias desnitrificantes(Pseudomonas, que transformam nitrato em nitrognio gasoso)

QUALIDADE DOS ESGOTOSNITROGNIO

Nitrosomonas

Pseudmonas

Nitrobacter

QUALIDADE DOS ESGOTOSFSFORO

Nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsveis pela estabilizao da matria orgnica (usualmente esgotos domsticos: teor suficiente de fsforo, mas este pode estar deficiente em certos despejos industriais).

Nutriente essencial para o crescimento de algas lagos e represas.

eutrofizao de

QUALIDADE DOS ESGOTOSFSFORO NOS ESGOTOS BRUTOS Orgnico (ligado a compostos orgnicos) origem fisiolgica Inorgnico (polifosfatos e ortofosfatos) origem principal nosdetergentes e outros produtos qumicos domsticos.

QUALIDADE DOS ESGOTOSORGANISMOS PATOGNICOS Bactrias

Vrus

Protozorios

Helmintos

QUALIDADE DOS ESGOTOSORGANISMOS PATOGNICOS Origem predominantemente humana Reflexo direto do nvel de sade da populao e as condies desaneamento bsico Quantidade de patgenos depende:

Condies scio-econmicas Condies sanitrias Regio geogrfica Presena de indstrias agro-alimentares Tipo de tratamento utilizado

QUALIDADE DOS ESGOTOSCLASSIFICAO AMBIENTAL DAS INFECES RELACIONADAS COM A GUA Transmisso hdrica: organismo patognico na gua ingerida Transmisso relacionada com a higiene: aquela que pode serinterrompida pela implantao de higiene pessoas e domstica

Transmisso baseada na gua: o patgeno desenvolve parte deseu ciclo vital em animal aqutico

Transmisso por um inseto vetor: picada de insetos queprocriam na gua e transmisso

QUALIDADE DOS ESGOTOSORGANISMOS INDICADORES Deteco de patgenos extremamente difcil Ocorrem em baixas concentraes Demanda de grandes volumes de amostras Organismos indicadores de contaminao fecal Predominantemente no patognicos Satisfatria indicao de contaminao por fezes humanas e animaisPOTENCIALIDADE DE TRANSMISSO DE DOENAS

QUALIDADE DOS ESGOTOSORGANISMOS INDICADORES

DISTRIBUIO RELATIVA DOS INDICADORES

QUALIDADE DOS ESGOTOSRELAO ENTRE CARGA E CONCENTRAO CARGA Per Capta Contribuio de cada indivduo por unidade de tempo.

CARGA Quantidade de poluente (massa) por unidade de tempo.

QUALIDADE DOS ESGOTOSRELAO ENTRE CARGA E CONCENTRAO

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS ESGOTOS DOMSTICOSEXERCCIO:

Calcular a carga de Nitrognio Total afluente a uma ETE, sendodados: Concentrao = 45 mg N/L Vazo = 50 L/s

Nesta mesma estao, calcular a concentrao de Fsforo Totalafluente, sabendo-se que a carga afluente de 35 kg P/d.

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS ESGOTOS DOMSTICOS

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS ESGOTOS DOMSTICOS

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS ESGOTOS INDUSTRIAISTratamento Biolgico:

Biodegradabilidade Tratabilidade Concentrao de matria orgnica Disponibilidade de nutrientes Toxicidade

QUALIDADE DOS ESGOTOSOPES PARA LANAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

QUALIDADE DOS ESGOTOSOPES PARA LANAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

QUALIDADE DOS ESGOTOSLANAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PBLICARemoo prvia de contaminantes que possam causar:

Riscos segurana e problemas na operao da rede de coleta e interceptao Toxidez ao tratamento biolgico dos esgotos Toxidez ao tratamento do lodo e sua disposio final Presena do contaminante no efluente do tratamento biolgico (no remoo no tratamento)

QUALIDADE DOS ESGOTOSLANAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PBLICA A companhia de saneamento deve ter suas normas para recebimentos de efluentes industriais na rede coletora. Empresa dever fazer um pr-tratamento ou pr condicionamento. Enquadramento nas normas da companhia de saneamento. A companhia responsvel pelo atendimento aos padres. Lanamento no corpo receptor: ps-tratamento completo atendimento aos padres do rgo ambiental. Reuso ou reciclagem do efluente tratado implicaes para a sade pblica e enquadramento em padres

QUALIDADE DOS ESGOTOSLANAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PBLICA

QUALIDADE DOS ESGOTOSEQUIVALENTE POPULACIONAL

QUALIDADE DOS ESGOTOSEQUIVALENTE POPULACIONAL

EXERCCIO: Calcular o Equivalente Populacional (EP) de uma indstria quepossui os seguintes dados: Vazo = 120 m3/d Concentrao de DBO = 2000 mg/L

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS

QUALIDADE DOS ESGOTOSCARACTERSTICAS DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS

EXERCCIO: Um matadouro abate 60 cabeas de gado e 100 porcos por dia.Dar as caractersticas estimadas do efluente quanto : a) Carga de DBO produzida b) Equivalente Populacional (EP) c) Vazo de esgotos