DISCIPLINA DE SANEAMENTOAULA 25 / SUMÁRIO
AULA 25
INTRODUÇÃO À QUALIDADE DA ÁGUA
�Poluição Hídrica e Saúde Pública.
�Substâncias poluentes.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 1
�Substâncias poluentes.
�Causas e tipos de poluição hídrica.
�Massas de água e parâmetros poluentes relevantes.
POLUIÇÃO:
presença na água de substâncias que interferem, de forma relevante, na sua utilização.
Estação de
Estação de Tratamento de Águas Residuais(ETAR)
Garantir efluentes
QUALIDADE DA ÁGUAPoluição hídrica e saúde pública
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 2
Estação de Tratamento de Água (ETA):
Garantir água com qualidade para consumo humano.
Garantir efluentes tratados compatíveis com a capacidade do meio receptor e os usos pretendidos, a custos sustentáveis.
Meio Receptor
QUALIDADE DA ÁGUAPoluição hídrica e saúde pública
OBJECTIVO DE TRATAMENTO:
Determinar os parâmetros ambientais que podem ser controlados e as acções que é necessário desenvolver para obter um objectivo específico de qualidade da água que permita manter um desejado uso da água.
PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DA ÁGUA:
a) Abastecimento de água para consumo humano;
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 3
a) Abastecimento de água para consumo humano;
b) Outros abastecimentos de água: industrial ou agrícola;
c) Recreativo ou de lazer:–Prática balnear (contacto directo ou indirecto); efeito estético;
d) Pesca: Comercial ou desportiva
e) Protecção dos Ecossistemas: Equilíbrio ecológico
QUALIDADE DA ÁGUAPerspectiva geral da intervenção no controlo da qualidade da água
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 4
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO HÍDRICA NA SAÚDE PÚBLICA:
a) Doenças de origem hídrica Causadas por determinadas substâncias químicas, orgânicas ou inorgânicas, presentes na água em concentrações inadequadas.
b) Doenças de transmissão hídrica;
A água actua como veículo de agentes infecciosos.
Os microrganismos patogénicos atingem a água através de excreta de pessoas ou animais, causando problemas principalmente no aparelho intestinal do
QUALIDADE DA ÁGUAPoluição hídrica e saúde pública
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 5
ou animais, causando problemas principalmente no aparelho intestinal do homem.
c) Doenças transmitidas por vectores relacionados com a água;
Causadas por vectores cujo ciclo evolutivo está relacionado com a água(ex: malária, dengue, febre amarela, filariose).
1- Substâncias ou agentes infecciosos ou tóxicos.
2- Substâncias com carência de oxigénio.
3- Substâncias químicas orgânicas persistentes.
4- Nutrientes.
CLASSES PRINCIPAIS DE POLUENTES:
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 6
4- Nutrientes.
5- Substâncias químicas e minerais causadores de problemas específicos.
6- Matéria em suspensão.
7- Substâncias radioactivas.
8- Calor.
1.1- Microrganismos patogénicos (bactérias, vírus, …)Origem: Águas ResiduaisEfeitos: Saúde Pública
Bacterianas: febre tifóide, cólera, disenteria bacilar, febre paratifóide, febre tifóide, leptospirose.
Não Bacterianas: amebíase, ascaridíase, hepatite infecciosa, poliomielite, giardíase, diarreias por vírus.
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes - 1. Substâncias ou agentes infecciosos ou tóxicos.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 7
por vírus.
(Problema típico de Países em vias de desenvolvimento, DE África, Ásia e América do Sul)
1.2- Substâncias tóxicas(Ex: arsénio, chumbo, zinco, mercúrio, cádmio, …) (problemas mais típicos de Países Industrializados)
Origem: águas industriaisEfeitos: . curto prazo (efeitos agudos) - eventualmente letais
. longo prazo (efeitos crónicos) - bioacumulação
Alguns Conceitos fundamentais:
Oxigénio Dissolvido (OD) (mg/L de O2 )Os organismos vivos estão dependentes, em regra, do oxigénio para manter a actividade metabólica que produz energia para o crescimento e para a reprodução.
A baixa solubilidade do oxigénio na água limita a capacidade de auto-depuração das águas naturais e torna necessário o tratamento das águas residuais antes da sua descarga nos meios receptores (linhas de água, lagos, naturais ou artificiais, e oceanos).
Carência de Oxigénio (mg/L de O2 )Está relacionada com o metabolismo de utilização dos compostos orgânicos pelos
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes - 2. Substâncias com carência de oxigénio.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 8
Está relacionada com o metabolismo de utilização dos compostos orgânicos pelosorganismos vivos (organismos heterotróficos).
Resulta da transformação da matéria orgânica (compostos de carbono) em, entre outroscompostos, CO2 e H2O e é uma reacção catalisada por organismos heterotróficos queexistem com abundância nas águas residuais.
Substâncias orgânicas CO2, H2O …
Organismosheterotróficos
As substâncias orgânicas usam o carbono como fonte de alimento e de energia.
Oxidação:- condições aeróbias (O2)
- condições anóxicas e anaeróbias
Águas Residuais
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes - 2. Substâncias com carência de oxigénio.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 9
anaeróbias (NO3, SO4
2-, …)
ARDegradação da matéria orgânica (acção microbiológica)
em
CO2, H2O …CBO
(mg/L de O2)
OD(mg/L de O2)
• substâncias orgânicas sintéticas não biodegradáveis (certos detergentes, por exemplo).
• pesticidas.
• hidrocarbonetos (DDT).
CONSEQUÊNCIAS DESTE TIPO DE POLUENTES:
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes - 3. Compostos Orgânicos Persistentes.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 10
CONSEQUÊNCIAS DESTE TIPO DE POLUENTES:
• Tratam-se de produtos bioacumuláveis na cadeia alimentar;
• Consoante os seres vivos em causa podem-se encontrar concentrações nos tecidos muito superiores às que se observam no meio envolvente;
• Alguns são muito tóxicos para a fauna aquática e outros animais, mesmo em pequenas concentrações (ex: Dieldrin);
Acumulação gradual de organismos, matéria orgânica e nutrientes (N e P) na massa da água.
EUTROFIZAÇÃO
A Eutrofização pode ser definida como o excessivo crescimento de
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes - 4. Nutrientes.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 11
� por falta de controlo durante períodos longos, a entrada anormal de nutrientes acelera processos metabólicos e provoca o desequilíbrio;
� por crescimento descontrolado, especialmente de plantas verdes (autotróficos, clorofila “a”).
A Eutrofização pode ser definida como o excessivo crescimento de espécies vegetais (produção primária) no meio aquático para concentrações em que se considera que afecta a utilização normal e desejável da água.
Zonas de Controlo do N e do P
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de Poluentes - 4. Nutrientes.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 12
Conceito de
Nutriente crítico
As principais consequências que podem interferir com o uso pretendido da água são as seguintes:
� grandes variações de OD ao longo do dia, que podem resultar em níveis muito baixos nos períodos nocturnos (respiração) e elevados níveis nos períodos diurnos (fotossíntese) com o consequente desaparecimento de certas espécies de peixes (fauna aquática);
QUALIDADE DA ÁGUAEutrofização.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 13
� o excesso de fitoplancton provoca o aumento da sedimentação de matéria orgânica no fundo de lagos e albufeiras com a consequente formação de sedimentos orgânicos que contribuem para a redução do OD para níveis muito baixos, no hipolimnio;
� diminuição da transparência da água;
� dificuldades nos processos de tratamento das águas para abastecimento público: sabor e odor desagradáveis; produção de algas filamentosas que obrigam a um maior nº de lavagem dos filtros;
� proliferação das plantas aquáticas que constituem um obstáculo à pratica da navegação em canais;
� degradação da qualidade da paisagem;
QUALIDADE DA ÁGUAEutrofização. Principais Consequências
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 14
� Incómodo para a prática balnear;
� Algumas vezes, associados a processos de eutrofização, tem lugar a proliferação de algas tóxicas, que em zonas costeiras afectam bivalves. Sendo consumidos, dão origem a intoxicações graves que afectam o sistema nervoso central.
• Sulfatos e cloretos ex: corrosão de metais
• Fenol (água e cloro clorofenol odores e sabor na água)
5. Substâncias químicas e minerais causadoras de problemas específicos
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de poluentes
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 15
turvação
Efeitos redução da penetração da luz (eq. ecológico)
redução do rearejamento
carência de oxigénio (após depósito) (demanda bentónica)
6. Matérias em Suspensão
- Risco de acumulação nas cadeias alimentares
- Risco em rios ou outros corpos de água que alimentam circuitos de refrigeração de centrais nucleares
7. Substâncias radioactivas
8.
QUALIDADE DA ÁGUAClasses de poluentes
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 16
Ex: Descarga de centrais termoeléctricas ou certos efluentes industriais.
Efeitos directos:
- Redução de solubilidade do O2 e aumento do consumo de oxigénio
- Odores (intensificação) e aumento da taxa de mortalidade da fauna aquática
8. Calor
a) Cursos de água
b) Lagos e albufeiras
c) Sapais e águas de transição
d) Águas costeiras
Relatividade do conceito “boa qualidade da água”, relacionada com usos do meio receptor
TIPO DE MEIO RECEPTOR
Ex. de Parâmetros Relevantes
Curso de Água SST, CBO , CQO
Massas de água
QUALIDADE DA ÁGUACorpos de água e parâmetros relevantes de controlo
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 17
Curso de Água SST, CBO5, CQO
Albufeira, Lago SST, CBO5, CQO, N e/ou P
Águas de transição SST, CBO5, CQO, N e/ou P
Águas costeiras SST, CF/CT
SST- Sólidos Suspensos Totais; CBO5 – Carência Bioquímica de Oxigénio aos 5 dias;CQO – Carência Química de Oxigénio; N – Azoto total; P – Fósforo total; CF/CT – Coliformes Fecais/Coliformes Totais
AULA 26
INTRODUÇÃO À QUALIDADE DA ÁGUA E TRATAMENTO
� Exemplos de Legislação no âmbito da Qualidade da Água e
DISCIPLINA DE SANEAMENTOAULA 26 / SUMÁRIO
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 18
Tratamento.
� Introdução ao Tratamento de Águas para Abastecimento.
� Introdução ao Tratamento de Águas Residuais.
QUALIDADE DA ÁGUAExemplos de Legislação
Qualidade da água Decreto-Lei nº 236/98. DR 176/98. SÉRIE I-A de 1998-08-01Estabelece normas, critérios e objectivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das
águas em função dos seus principais usos. Revoga o Decreto-lei nº 74/90, de 7 de Março.
Decreto-Lei nº 506/99. DR271/99 SÉRIE I-A de 1999-11-20 Fixa os objectivos de qualidade para determinadas substâncias perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista II
do anexo XIX ao Decreto-lei nº 236/98, de 1 de Agosto. Decreto-Lei n.º 261/2003. DR 244 SÉRIE I-A de 2003-10-21 Altera o anexo ao Decreto-lei nº 506/99, de 20 de Novembro, que fixa os objectivos de qualidade para determinadas substâncias
perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista II do anexo XIX.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 19
perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista II do anexo XIX.
Decreto-Lei nº 194/2000. DR 192 SÉRIE I-A de 2000-08-21 Transpõe para a ordem jurídica interna a Directiva nº 96/61/GE, do Conselho, de 24 de Setembro, relativa à prevenção e controlo
integrados da poluição.
Portaria nº 462/2000 (2ª série} DR72 SÉRIE II de 2000-03-25Aprova o Plano Nacional Orgânico para a melhoria das Origens Superficiais de Água Destinadas à Produção de Agua Potável.
Decreto-Lei nº 261/2003. DR 244 SÉRIE I-A de 2003-10-21 Altera o anexo ao Decreto-lei nº 506/99, de 20 de Novembro, que fixa os objectivos de qualidade para determinadas substâncias
perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista TI do anexo XIX ao Decreto-lei nº236/98, de 1 de Agosto.
QUALIDADE DA ÁGUAExemplos de Legislação
Poluição causada por nitratos de origem agrícola Decreto-Lei nº 235/97. DR203/97 SÉRIE I-A de 1997-09-03 Transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/676/CEE, do Conselho de 12 de Dezembro de 1991, relativa à protecção das
águas contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola. Decreto-lei nº 68/99. Altera o Decreto-lei nº 235/97, de 3 de Setembro, que transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/676/CEE, do Conselho, de 12 de Dezembro, relativa à protecção das águas contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola.
Portaria nº 556/2003, Portaria nº 557/2003, Portaria nº 591/2003, Portaria nº 617/2003, Portaria nº 1100/2004, Portaria nº 833/2005, Portaria nº 1433/2006.Portarias que aprovam as zonas vulneráveis, os Programas de Acção para Zonas Vulneráveis e novos limites das zonas
vulneráveis.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 20
vulneráveis.
Tratamento de águas de abastecimento e de águas residuais urbanas
Decreto-Lei nº 152/97. DR 139/97 SÉRIE I-A de 1997-06-19 Transpõe para o direito interno a Directiva n.0 91/271/CEE., do Conselho, de 21 de Maio de 1991, relativamente ao tratamento de
águas residuais urbanas.
Decreto-Lei nº 348/98. DR 259/98 SÉRIE I-A de 1998-11-09 Altera o Decreto-Lei n.º 152/97, de 19 de Junho (transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/271/CEE, do Conselho, de 21 de
Maio; relativo ao tratamento de águas residuais urbanas), transpondo para o direito interno a Directiva nº 98/15/CE, da Comissão, de 21 de Fevereiro.
QUALIDADE DA ÁGUAExemplos de Legislação
Portaria nº 462/2000 (2ª série) DR72 SÉRIE II de 2000-03-25Aprova o Plano Nacional Orgânico para a melhoria das Origens Superficiais de Água Destinadas à Produção de Agua Potável.
Decreto-Lei nº 149/2004. DR 145 SERIE I-A de 2004-06-22 Altera o Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho, que transpõe para a ordem jurídica nacional a Directiva nº 91/271/CEE, do
Conselho, de 21 de Maio, relativamente ao tratamento de águas residuais urbanas.
Lei 58/2005, de 29 de Dezembro – Aprova a Lei da Água, transpondo para a ordem jurídica nacional a Directiva nº 2000/60/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho de 23 de Outubro, e estabelecendo as bases e o quadro institucional para a gestão sustentável das águas.
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 21
sustentável das águas.
Decreto-Lei nº 306/2007, de 27 de Agosto – Estabelece o regime da qualidade da água destinada ao consumo humano, revendo o Decreto-Lei nº 243/2001, de 5 de Setembro, que transpôs para a ordem jurídica interna a Directiva nº 98/83/CE, do Conselho, de 3 de Novembro (revoga o Decreto-Lei nº 243/2001 de 5 de Setembro).
Decreto-Lei 198/2008, de 8 de Outubro – Terceira alteração ao Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho, que transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/271/CEE, do Conselho, de 21 de Maio, relativamente ao tratamento de águas residuais urbanas.
Decreto-Lei nº 275/2009, de 25 de Junho – Estabelece o regime jurídico da utilização agrícola das lamas de depuração e demais legislação complementar.
A ETA trata da água que é proveniente das captações (superficiais ou subterrâneas) e permite obter água de boa qualidade para consumo humano e o seu fornecimento contínuo.
Principais etapas do tratamento convencional:
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 22
� coagulação/floculação;
� decantação;
� filtração;
� desinfecção
A coagulação tem por objectivo transformar as impurezas que se encontram em suspensão fina, em estado coloidal e algumas que se encontram dissolvidas, em partículas que possam ser removidas por decantação (sedimentação) e filtração.
Floculação refere-se aos processos de tratamento de água que
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTOCoagulação/Floculação
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 23
Floculação refere-se aos processos de tratamento de água que combinam ou “coagulam” partículas pequenas em partículas maiores, que se separam da água como um sedimento.
É um processo de separação de partículas em suspensão na água. Estas partículas, sendo mais pesadas que a água, tendem a depositar-se no fundo do decantador, “clarificando” a água e reduzindo, em grande percentagem, os sólidos suspensos.
É um processo gravítico que remove as partículas floculadas da
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTODecantação
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 24
É um processo gravítico que remove as partículas floculadas da água.
A filtração consiste a passagem da água através de um meio poroso que retém a matéria que se encontra em suspensão.
Nas instalações de filtração das estações de tratamento de água, o meio poroso costuma ser, geralmente, de areia, areia e antracite ou carvão activado granulado.
Normalmente, utiliza-se para a remoção de materiais em suspensão e substâncias coloidais, e microrganismos presentes
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTOFiltração
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 25
suspensão e substâncias coloidais, e microrganismos presentes na água.
A filtração resulta em “clarificação” da água e aumento da eficácia da desinfecção.
A água é frequentemente desinfectada antes de entrar no sistema de distribuição, para garantir que organismos patogénicos são destruídos ou inactivados.
O cloro, as cloroaminas ou o dióxido de cloro são os desinfectantes mais usados, porque são muito eficazes, não só na estação de tratamento, mas também nas condutas que distribuem a água, uma vez que podem ser mantidas concentrações residuais
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTODesinfecção
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 26
a água, uma vez que podem ser mantidas concentrações residuais para prevenir a contaminação biológica do sistema de distribuição.
O ozono é um desinfectante poderoso, e a radiação ultravioleta é um desinfectante eficaz, para origens de água com reduzida concentração de SST, mas nenhum deles é eficaz no controlo de contaminação biológica nas condutas de distribuição.
OUTROS TRATAMENTOS A ADOPTAR, QUANDO NECESSÁRIOS:
� Pré-oxidação - no início do processo de tratamento;
- Utiliza-se Cloro ou o dióxido de cloro, normalmente, para eliminar matériaorgânica e amónia.
- O Ozono pode ser usado para a eliminação de algas e outra matéria orgânica.- O Permanganato de potássio é adicionado, normalmente, à água para eliminar
ferro e manganês.
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTOOutros Processos Complementares
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 27
� Adsorção por carvão activado – Remoção de cor, cheiro e sabor indesejáveis;
�Permuta iónica - Usada para remover impurezas inorgânicas que não possam serremovidas adequadamente por filtração ou sedimentação.A permuta de iões pode ser usada para tratar águas duras ou para remover arsénio,crómio, fluoretos, nitratos, rádio e urânio.
�Remineralização - com cal e dióxido de carbono - é efectuada para reduzir aagressividade da água e, assim, não danificar as condutas.
ETA de Castelo de Paiva(Qmáx = 30 000 m3/dia)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO
Exemplos
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 28
ETA de Areias de Vilar (Barcelos)(Qmáx = 230 000 m3/dia; pop. = 900 000 hab.)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 29
ETA da Asseiceira(Qmáx = 625 000 m3/dia)
Mistura rápida
Floculadores
Oficinas
Edifíciodos
Edifíciode
exploração
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 30
Floculadores
Filtros
Saturadoresde cal
Espessadores
Desidrataçãode lamas
Armazenamentode cloro e CO2
dos reagentes
Decreto-lei nº 152/97, de 19 de Junho
Tratamento preliminar:O tratamento das águas residuais tendo em vista a remoção de sólidos grosseiros (gradagem), e/ouareias (desarenação) e/ou óleos e gorduras (desengorduramento).
Tratamento primário:O tratamento das águas residuais urbanas por qualquer processo físico e ou químico que envolva adecantação das partículas sólidas em suspensão, ou por outro processo em que a CBO5 das águasrecebidas seja reduzida de, pelo menos, 20% antes da descarga e o total das partículas sólidas emsuspensão das águas recebidas seja reduzido de, pelo menos, 50%.
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 31
suspensão das águas recebidas seja reduzido de, pelo menos, 50%.
Tratamento secundário:O tratamento das águas residuais urbanas que envolve geralmente um tratamento biológico comdecantação secundária ou outro processo que permita respeitar os valores constantes do Quadro 1.
Tratamento apropriado:O tratamento das águas residuais urbanas por qualquer processo e ou por qualquer sistema deeliminação que, após a descarga, permita que as águas receptoras satisfaçam os objectivos dequalidade que se lhes aplicam.
Decreto-lei nº 152/97, de 19 de Junho
� Para Pop ≤2000 em zonas interiores (ou Pop ≤ 10000 para zonas costeiras): Tratamento Apropriado.
� Pop >2000 ep (ou >10000): Tratamento Secundário, como referência base.
Parâmetro CBO5 CQO SST*
Concentração (mg/l) e/ou 25 125 35
Quadro 1
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 32
ç
% de redução 70-90 75 90
*parâmetro facultativo
ZONAS SENSÍVEIS (riscos de eutrofização ou de contaminação bacteriológica) (Pop >10000 ep) ⇒ tratamento adicional (para redução deNCODP ou CF/CT)
Parâmetro P N
Concentração (mg/l)
% redução
2 (<100 000)
1 (≥100 000)80
15 (<100 000)
10 (≥100 000)70-80
Decreto-Lei nº 149/2004, de 22 de Junho
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 33
Exemplo de fraccionamento de Sólidos Totais em Águas Residuais:
Sólidos totais
Sólidos em Suspensão Sólidos não filtráveis65%
100%
35%
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 34
Sólidos
dissolvidos
Partículas
coloidais
Sólidos não
decantáveis
Sólidos
decantáveis90%10%40%60%
Fixos (não volatizam até 600ºC)
Sólidos
Voláteis (matéria orgânica, volatiliza a 600ºC)
CBO5 – Carência Bioquímica de Oxigénio aos 5 dias, e a 20ºC.
Corresponde ao consumo de oxigénio que tem lugar, por actividade biológica, em 5 dias e a 20ºC. É um indicador da quantidade de oxigénio necessária para estabilizar a matéria orgânica biodegradável.
CBO5 (particulado + dissolvido) gama usual em águas residuais domésticas, entre 200 e 500 mgO2/l.
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 35
CQO – Carência Química de Oxigénio.
Corresponde ao consumo de oxigénio por oxidação química por reagentes com alto poder oxidante (dicromato de potássio), em 2 horas.
Em águas residuais domésticas “brutas” a relação CBO5/CQO varia, em regra, entre 0,3 e 0,8. No efluente final a relação varia, em regra, entre 0,1 e 0,3.
Tratamento físico ou físico-químico:
Essencialmente, tratamento por decantação, com ou sem ajuda de reajentes, e filtração (do efluente final),.
Tipos de tratamento
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 36
Tratamento biológico:
A CBO solúvel é transformada em CBO particulada, ou seja, a matéria orgânica solúvel é sintetizada pelos microrganismos e transformada em biomassa, que posteriormente pode sedimentar e ser removida da solução.
Eficiências típicas de operação e processos
Eficiência (%)
Níveis de Tratamento
Operações/Processos/Sistemas SST CBO
Preliminar Gradagem (m)
Desarenação (≥0,2 m)Tamisação (até 5 mm)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 37
Primário e Primário Avançado
Decantação simples Ex:
c/ precipitação Química(poliectrólitos, sulf. Alumínio)
60-70%
85%
30%
50%
Saneamento [A25.5]
Eficiências típicas de operação e processos
Eficiência (%)
Níveis de Tratamento
Operações/Processos/Sistemas SST CBO
Secundário Leitos percoladores
(biomassa fixa)
Lamas activadas(biomassa suspensa)
Lagunagem/leitos de macrófitas
70-95% 70-95%
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 38
macrófitas
Biofiltração/biodiscos
Níveis de Tratamento
Operações/Processos/Sistemas Objectivos principais
Terciário Cloragem/radiação ultra-violeta
Precipitação químicaNitrificação - desnitrificação.Permuta iónicaMicrotamisação
Desinfecção
Remoção de P e SSTRemoção de NRemoção de NRemoção adicional de SS e de CBO5, e CF
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 39
Carvão activado
5,
CFRemoção de CQO e cor
DESIDRATAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE LAMAS DE ETAR
A estabilização tem em vista, fundamentalmente, o controlo dos microrganismos patogénicos e de riscos de odores ofensivos.
ESTABILIZAÇÃO
A desidratação tem em vista a redução do conteúdo em água.
DESIDRATAÇÃO
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 40
• Digestão aeróbia (estabilização biológica)
• Digestão anaeróbia (estabilização biológica)
• Estabilização química (Ex: com cal)
• Leitos de secagem (em ETAR de pequena dimensão)
• Espessamento gravítico
• Desidratação mecânica (filtros banda, filtros prensa, …)
ETAR do Portinho da Costa, Almada(tratamento preliminar, primário avançado (físico-químico) e biofiltração)
Lançamento no estuário por emissário submarino
Exemplos
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 41
ETAR Quinta da Bomba, Almada(tratamento preliminar, primário/decantação e filtração biológica)
(em beneficiação para tratamento terciário)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 42
ETAR de Machico, Madeira(tratamento preliminar, primário avançado (físico-químico), biofiltração e desinfecção)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 43Saneamento [A25.5]
ETAR Meia Serra, Lixiviados, Madeira(Lagoa arejada, físico-químico e osmose inversa)
(aproveitamento para uso industrial)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 44
ETAR da Ericeira(tratamento preliminar, lamas activadas, desinfecção com UV e digestão
anaeróbia de lamas). Descarga por emissário submarino no Oceano
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 45
ETAR de S. João da Talha(tratamento preliminar, tanque de homogeneização, tratamento físico-químico,
tratamento biológico por lamas activadas; digestão anaeróbia de lamas).Descarga no Estuário do Tejo
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 46
entrada da ETAR jusante do tratamento primário tanque de arejamento efluente final
ETAR de Fataca, Odemira(fossa séptica e leito de macrófitas)
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 47
ETAR Sado, Beja(Lagunagem, leitos de macrófitas (2 ha) e desinfecção).
Reutilização do efluente tratado para parque urbano.
INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAISExemplos de ETAR
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 48
AULA 27
AULA DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS
DISCIPLINA DE SANEAMENTOAULA 27 / SUMÁRIO
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 49
PROBLEMA I (4,0 valores): distribuição de água
1. Calcule os diâmetros de cada troço atendendo apenas ao critério de velocidade máxima; (1,5 val.)
Considere o sistema de distribuição de água representado nafigura, onde o troço R-1 não apresenta consumo de percursoe os troços 1-2 e 2-4 apresentam consumo unitário depercurso de 0,02 l/(s.m).
O troço 1-3 não apresenta consumo de percurso, existindoapenas um consumo localizado de 3,0 l/s no nó 3. Todos osnós encontram-se à cota 10 m. A rede poderá ser usada paracombate a incêndio, sendo a zona de grau de risco 2.
PROBLEMAS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 50
1. Calcule os diâmetros de cada troço atendendo apenas ao critério de velocidade máxima; (1,5 val.)
2. Admita que, após a construção da rede projectada, foi necessário construir uma fábrica junto do nó 4, comum consumo localizado de 5 l/s, que não tinha sido previsto anteriormente. Nestas condições, determine onível de água no reservatório por forma a garantir a pressão mínima no nó 4, considerando que existemedifícios de 2 pisos. Não é necessário proceder à verificação do critério de velocidades. Se não resolveu aalínea anterior admita todos os diâmetros iguais a 125 mm (1,5 val.)
3. O nível estabelecido na alínea anterior permite respeitar o critério das pressões máximas em cada nó?Justifique. Se não resolveu a alínea anterior admita que o reservatório se encontra à cota 60 m. (1,0 val.)
Notas:Considere condutas de PEAD, com KS=110 m1/3s-1 e a seguinte gama de diâmetros nominais (DN): 63, 80, 90, 110, 125,140, 160, 200, 250, 315, 400 e 500 mm. Admita que estes diâmetros correspondem aos diâmetros interiores.
EXTRACTO DO DECRETO REGULAMENTAR Nº 23/95, DE 23 DE AGOSTO
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 51
PROBLEMA II (4,0 valores): drenagem de águas residuais
O colector de águas residuais domésticas representado nafigura, em PVC (Ks=80 m1/3s-1), corresponde a um troço derede que serve, a montante, 2 750 habitantes, aos quaiscorresponde um caudal de dimensionamento de 18,6 L/s. Aeste troço aflui, na caixa 2, um segundo trecho com a cota decoroa indicada no perfil longitudinal e que serve 250habitantes.Admita que:•a população e a capitação se mantêm constantes ao longodo horizonte de projecto;•a capitação assume o valor de 200 L/(hab.dia);•o factor de ponta é
Popfp
605,1 +=
PROBLEMAS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 52
Popfp 5,1 +=
• o caudal de infiltração é igual ao caudal médio de águasresiduais;
• o factor de afluência à rede é de 0,80;• a profundidade mínima de assentamento, ao extradorso
dos colectores, é de 1,0 m;• a gama de diâmetros nominais é a seguinte: 110, 140,
160, 180, 200, 250, 315, 400 e 500 mm (considerandoque estes diâmetros correspondem a diâmetrosinteriores).
Nestas condições:
a)Calcule o caudal de dimensionamento do troço Cx.2-Cx.3.
b)Dimensione os troços Cx.1-Cx.2 e Cx.2-Cx.3 em termos de diâmetro, inclinação e profundidades de assentamento, por forma a respeitar as disposições regulamentares e a minimizar movimentos de terras.
c) Complete o perfil longitudinal do colector.
21
32
s iRSKQ =
4,06,1
6,0
1 063,6
nnnD
iK
Qsen θθθ
−
+
+=
FORMULÁRIO E ELEMENTOS DE APOIO À RESOLUÇÃO DOS PROBLEMAS
PROBLEMAS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 53
Trecho População [hab eq] Qm40 fp 40 Qinf40 Qpt40 D imín h/Dimín Vreal40 Qsc Vsc
Ano 0 Ano 40 p/ imín p/ imín
[ - ] afl acu afl acu [l/s] [ - ] [l/s] [l/s] [mm] [m/m] [ - ] [m/s] [l/s] [m/s]1-2 2 750 2 750 2 750 5.09 2.64 5.09 18.56 250 0.004 0.48 0.79 39.11 0.802-3 250 3 000 3 000 5.56 2.60 5.56 19.97 250 0.067 0.24 2.22 159.69 3.25
Método analítico
PROBLEMAS
SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 54
Método gráfico
Grandeza Unidade Valor
D m 0.25
Qsc m3/s 0.039
Q/Qsc - 0.47
h/D - 0.48 <0.5 ok
V/Vsc - 0.98
Vsc m/s 0.80 >0.6
V m/s 0.78 <3 e >0.6 ok