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Ana Sofia Ferreira up201705640@ fe.up.pt Catarina Milhomens up201704270@ fe.up.pt Cláudio Santos up201705678@ fe.up.pt Helena Abelha up201704141@ fe.up.pt Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Estações de tratamento de águas residuais urbanas - Remoção de matéria orgânica Projeto FEUP 2017/2018 – Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente Coordenadores gerais: Manuel Firmino Torres e Sara Ferreira Coordenador de curso: Margarida Bastos Supervisor: Margarida Bastos Data de entrega: 16 de outubro de 2017 Autores do grupo MIEA101_01 Inês Costa up201705707@ fe.up.pt Maria Carolina Duarte [email protected] Tomás Miranda up201704718@ fe.up.pt Monitor: Catarina Castro; Catarina Santos; Filipe Moisés

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Ana Sofia Ferreira up201705640@ fe.up.pt

Catarina Milhomens up201704270@ fe.up.pt

Cláudio Santos up201705678@ fe.up.pt

Helena Abelha up201704141@ fe.up.pt

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Estações de tratamento de águas residuais urbanas

- Remoção de matéria orgânica

Projeto FEUP 2017/2018 – Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Coordenadores gerais: Manuel Firmino Torres e Sara Ferreira Coordenador de curso: Margarida Bastos

Supervisor: Margarida Bastos

Data de entrega: 16 de outubro de 2017

Autores do grupo MIEA101_01

Inês Costa up201705707@ fe.up.pt

Maria Carolina Duarte [email protected]

Tomás Miranda up201704718@ fe.up.pt

Monitor: Catarina Castro; Catarina Santos; Filipe Moisés

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2 ETAR – Remoção de matéria orgânica

Resumo No presente trabalho foi estudado, de forma generalizada, o

funcionamento de uma ETAR, incidindo, particularmente na fase de remoção da

matéria orgânica, tendo como referência a ETAR de Parada.

Foi, também, realizada uma atividade laboratorial, na qual foram

analisadas três amostras de água residual de três diferentes etapas de

tratamento: (1) entrada na estação de tratamento; (2) tratamento biológico e (3)

saída da ETAR. Calculou-se, para cada uma das amostras, a concentração de

CQO (Carência Química de Oxigénio) utilizando uma curva de calibração, após

a determinação da quantidade de crómio (Cr3+, que é um dos produtos

resultantes da oxidação da matéria orgânica pelo Cr6+) através do processo de

espetrofotometria e avaliou-se a partir de que momento a concentração de CQO

das águas está em conformidade com os valores expressos na legislação para

que as águas possam ser descarregadas no meio ambiente.

O valor de CQO diminuiu 87% entre a entrada e a saída das águas

residuais na ETAR de Parada, pelo que se conclui que o processo tem uma

grande eficácia e que, apenas finalizados todos os tratamentos, o valor de CQO

presente na água (100,86 mg O2/L – valor obtido após a análise da amostra 3) se

encontra abaixo do valor máximo indicado na legislação (150 mg O2/L; Decreto-

Lei nº 236/98, anexo XVIII), sendo, então, permitida a descarga das águas

residuais.

Palavras-Chave Microrganismos aeróbios, microrganismos anaeróbicos, águas residuais,

espetrofotometria, Carência Química de Oxigénio, matéria orgânica.

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3 ETAR – Remoção de matéria orgânica

Índice geral

1.Introdução ................................................................................................................................. 6

2. Revisão Bibliográfica .............................................................................................................. 7

2.1 Contexto Teórico – Funcionamento da ETAR .............................................................. 7

2.1.1 Tratamento Preliminar .............................................................................................. 7

2.1.2 Tratamento Primário ................................................................................................. 7

2.1.3 Tratamento Secundário ........................................................................................... 8

2.1.4 Tratamento Terciário .............................................................................................. 10

2.1.5 Tratamento das Lamas ........................................................................................... 10

2.2 O tratamento da matéria orgânica na ETAR .............................................................. 11

2.2.1 Processos Aeróbios ................................................................................................ 12

2.2.1 Processos Anaeróbios............................................................................................ 12

3. Atividade laboratorial de estudo ..................................................................................... 13

4. Resultados e discussão ................................................................................................... 14

5. Conclusão .......................................................................................................................... 17

Anexos ........................................................................................................................................ 19

Anexo 1 – Cálculos da amostra 1, EXCEL ........................................................................ 19

Anexo 2 – Cálculos da amostra 2, EXCEL ........................................................................ 19

Anexo 3 – Cálculos da amostra 3, EXCEL ........................................................................ 19

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4 ETAR – Remoção de matéria orgânica

Índice de Figuras e Índice de Tabelas

Índice de Figuras Figura 1 - Vista superior da ETAR de Parada ......................................................................... 6

Figura 2 - Esquema síntese dos tratamentos da ETAR de Parada .................................... 11

Figura 3 - Esquema do processo Aeróbio ............................................................................ 12

Figura 4 - Esquema do processo Anaeróbio ........................................................................ 12

Figure 5 - Curva de calibração da carência química de oxigénio pelo método de fluxo 14

Índice de Tabelas Tabela 1 - Resultados experimentais da análise da amostra 1 .......................................... 15

Tabela 2 - Resultados experimentais da análise da amostra 2 .......................................... 15

Table 3 - Resultados experimentais da análise da amostra 3 ............................................ 15

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5 ETAR – Remoção de matéria orgânica

Glossário

ETAR – Estação de Tratamento de Águas Residuais

CQO – Carência Química de Oxigénio

CBO – Carência Bioquímica de Oxigénio

S – Desvio padrão

Calagem – operação de misturar terra com cal

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6 ETAR – Remoção de matéria orgânica

1.Introdução Como sabemos, a água é um bem essencial, portanto, existe um grande

interesse em diminuir as cargas poluentes das águas residuais de modo a

poderem ser devolvidas ao meio ambiente. Foi, então, explorado o

funcionamento de uma ETAR, em particular a remoção da matéria orgânica,

tendo como referência a ETAR de Parada (Figura 1).

A ETAR de Parada está localizada em Águas Santas, Maia e apoia cerca

de 75% do concelho da Maia e uma grande parte da freguesia de S. Mamede

Infesta, do concelho de Matosinhos, abrangendo aproximadamente 80000

habitantes.

De um modo geral, o tratamento das águas numa ETAR passa por três

etapas: um primeiro tratamento preliminar, onde se removem principalmente

areias (gradagem, desarenação e decantação); um tratamento secundário,

tratamento físico-químico (equalização de caudais, floculação, flotação, sistema

de lamas ativadas, adsorção, colunas de carvão ativado, desinfeção, permuta

iónica, etc.) e um último tratamento biológico(processos aeróbios, processos

anaeróbios, decantação, remoção de sólidos flutuantes). Mesmo depois de

realizados todos estes processos é ainda necessário que se verifique se todos os

componentes que se encontram na água cumpram os valores referidos na

legislação para que seja possível dar-se a descarga das águas tratadas.

O nosso estudo incide especificamente na remoção da matéria orgânica

que se insere no tratamento secundário.

Durante o nosso trabalho, realizámos, também, uma atividade laboratorial,

na qual utilizámos o método da espetrofometria, que consiste no estudo da

interação da luz com a matéria para medir a concentração de certas soluções.

Pode ser utilizada também para identificar e quantificar substâncias químicas a

partir da medição da absorção (absorvância) e transmissão (transmitância) de luz

que passa através da amostra.

Figura 1 - Vista superior da ETAR de Parada

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7 ETAR – Remoção de matéria orgânica

2. Revisão Bibliográfica

2.1 Contexto Teórico – Funcionamento da ETAR Uma ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais) é uma unidade

de purificação e processamento de efluentes de origem doméstica, urbana ou

industrial. Tem como principal função receber e tratar as águas residuais (que

foram anteriormente utilizadas para atividades do quotidiano tais como: cozinhar,

tomar banho, ou seja, o esgoto), de tal maneira que possam ser devolvidas ao

meio ambiente, em condições seguras. Estas estações de tratamento englobam

quatro fases de tratamento (figura 2).

2.1.1 Tratamento Preliminar O pré-tratamento ou o tratamento preliminar, que é o anterior ao primário,

está dividido em três fases. Estas são gradagem, desarenação e

desengorduramento. Na primeira fase, os esgotos são sujeitos à separação dos

sólidos de maiores dimensões através do processo de gradagem que pode ser

elaborada através de grades finas e/ou peneiras rotativas ou mesmo através de

fossas sépticas. O efluente é posteriormente sujeito a uma desarenação (onde

são removidos sólidos tais como areias e outros detritos minerais inertes e

pesados, que tenham velocidade de sedimentação ou gravidades superiores às

dos sólidos orgânicos. Assim, estes vão para o fundo do tanque enquanto que a

matéria orgânica de sedimentação mais lenta, permanece em suspensão e passa

para as unidades seguintes. A remoção das areias e outros detritos efetua-se

para a proteção de bombas e outros equipamentos e desengorduramento, que é

um processo gravítico auxiliado por um pré-arejamento. As fases enunciadas

podem ocorrer de um modo isolado ou num sistema compacto, conjunto. [1] [2] [3]

2.1.2 Tratamento Primário O tratamento primário ou intitulado de físico-químico é mais usado na

indústria e caracteriza-se por ser uma mistura de processos físicos de

decantação, (que é um processo de separação que permite separar misturas

heterogéneas), e processos químicos como a alteração normal do pH e a adição

de um coagulação, onde as partículas coloidais são neutralizadas e aglutinadas

em partículas de maiores dimensões (maior volume e maior peso) através do uso

de coagulantes (reagentes químicos), que comprimem a camada mais externa

das partículas permitindo que o seu tamanho fique muito reduzido, diminuindo a

repulsão entre elas, sendo ainda promovida a agregação das partículas com

agitação. De forma a maximizar ainda mais a eficiência do processo de

coagulação, pode recorrer-se a um processo de floculação, que consiste na

agregação das partículas neutralizadas na fase de coagulação, formando-se

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8 ETAR – Remoção de matéria orgânica

flocos com a ajuda de um floculante (polímero) que se liga às mesmas através de

“pontes”. Os flocos vão aumentando a densidade e tamanho, permitindo a sua

sedimentação por ação da gravidade, de forma a mais tarde poderem ser

separados da água por processos como a decantação, filtração e flotação. A

separação da fase sólida, neste tratamento, é feita por flotação, em que se

introduz uma fase gasosa, elevando à superfície os sólidos com densidades

iguais ou superiores às do líquido em que são suspensos. Estas microbolhas de

ar formam uma cortina de ar ascendente, apanhando no seu caminho a matéria

a separar, flotação por ar dissolvido ou Dissolved Air Flotation (DAF). Os

aglomerados de partículas com bolhas de ar sobem para a superfície do flotador,

onde são removidos com utilização de um raspador. A alteração do pH irá ser

bastante crucial neste tratamento, visto que a grande parte dos tratamentos

seguintes ao efluente irão depender de um intervalo de pH ideal. Tal como dito

anteriormente, uma enorme parte da matéria proveniente da poluição irá ser

separada em fases de coagulação/floculação, visto que estes processos

trabalham de forma conjunta, ou seja, irá haver uma agregação da matéria em

flóculos de maior peso por intermédio de químicos coagulantes e floculantes. As

lamas resultantes irão ser encaminhadas para posterior processamento. Para

uma depuração mais elevada neste tratamento, existem processos industriais,

que recorrem a sistemas de osmose permitindo obter um efluente de elevada

qualidade, tanto maior quanto menor for a porosidade das membranas. [4] [5]

2.1.3 Tratamento Secundário Seguidamente, vem o tratamento secundário ou biológico, o principal

tratamento de um efluente urbano. Que consiste na utilização de um reator

biológico e posterior decantação. Assim sendo, a água irá para um tanque

designado por reator biológico, no qual a matéria orgânica é consumida por

microrganismos, ou seja, onde ocorrem reduções das cargas orgânicas de um

efluente através da sua digestão anaeróbia e/ou aeróbia por microrganismos que

necessitarão de oxigénio para eliminar/degradar a matéria orgânica funcionando

assim em aerobiose. Todavia, com a posterior utilização de um elevado número

de microrganismos, há a necessidade de as águas residuais passarem para um

segundo tanque, onde ocorre a decantação, de tal forma que é nesta fase que é

reduzida a maior parte dos sólidos suspensos totais (SST), da carência química

de oxigénio (CQO) e da carência bioquímica de oxigénio (CBO5), requerendo,

então, tal como foi dito, um decantador primário para a decantação das lamas

primárias, um tanque aeróbio onde se exalta a oxigenação do efluente necessária

ao metabolismo da matéria orgânica pelos microrganismos e um decantador

secundário que permite a decantação das lamas secundárias para voltarem a ser

submetidas ao processamento. Dos diferentes tipos de tratamento aeróbio é de

destacar o sistema de lamas ativadas, que consiste numa cultura microbiológica

de enriquecimento, constituída por uma associação de micro e macro-

organismos que metabolizam substâncias orgânicas e inorgânicas do afluente

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9 ETAR – Remoção de matéria orgânica

transformando-as em formas ambientalmente aceites. O sistema é composto, de

uma forma geral, por um reator biológico (tanque de arejamento) e um

decantador secundário. O sucesso deste processo assenta na rápida e completa

separação física (por gravidade) entre a fase líquida e a biomassa celular,

designada por lama e que aparece sob a forma de flocos no decantador

secundário;

- Leitos percoladores, indevidamente denominados filtros biológicos, que

consistem num leito de material altamente permeável, aos quais se aderem os

micro-organismos e através dos quais o líquido a ser tratado é percolado (fluxo

descendente). O material de enchimento é normalmente constituído por pedras,

com diâmetro variado entre 25 e 100 mm. São construídos com um dreno inferior

para coleta do líquido tratado e dos sólidos biológicos que se desprendem do

material do leito. Esse sistema de drenagem é importante, tanto para coletar os

líquidos já percolados, como para permitir a circulação do ar através do leito. Os

líquidos coletados são encaminhados a um decantador, onde os sólidos são

separados do efluente final. É comum, na prática, uma parte dos líquidos

coletados no sistema de drenagem, ou do efluente final, retornar ao filtro para

diluir o esgoto afluente ou ainda manter as taxas de aplicação superficial mínimas,

adequadas à boa operação do sistema. Sobre a superfície do enchimento

constituinte do meio filtrante forma-se uma película biológica, que serve de

suporte aos microrganismos que se encarregam de remover a matéria orgânica

dissolvida nas águas residuais. Esses microrganismos são predominantemente

bactérias aeróbias, pelo que é necessário promover adequada ventilação do

meio de enchimento. Este objetivo consegue-se facilmente através de aberturas

no fundo da parede exterior, desde que o leito percolador não esteja enterrado;

os biodiscos ou discos biológicos são a evolução natural dos leitos percoladores.

Este sistema, em semelhança aos leitos percoladores recorre, também, a

processos biológicos aeróbios de degradação da matéria orgânica, em filme fixo.

O filme fica preso ao disco e, como é necessário que exista uma grande área de

contacto, unem-se paralelamente vários discos rugosos e de pequena espessura,

com rugosidade, para permitir uma elevada aderência dos microrganismos. Os

discos, enquanto giram, são mergulhados, parcialmente, num canalete com água

residual garantindo que os microrganismos estão alternadamente em contacto

com o ar e com matéria orgânica. A lagunagem é processo mais próximo da

simulação das condições naturais. A água residual atravessa uma série de lagoas

onde são realizados processos semelhantes aos que sucedem no meio ambiente.

As lagoas podem ser anaeróbias, facultativas ou de maturação (onde se dá a

remoção de organismos patogénicos). Existe ainda uma técnica intermédia onde

são conjugadas características tanto do processo das lamas ativas como da

lagunagem. Devido a esta técnica depender bastante de fatores naturais e ao

facto de serem libertados odore desagradáveis esta técnica acaba por não ser

muito utilizada. No entanto, existem, também, vantagens, como a simplicidade e

economia da construção e manutenção da unidade. A eficiência deste tratamento

chega a alcançar os 95% o que se traduz numa grande diminuição ao nível da

poluição por matéria orgânica. [6] [7] [8]

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10 ETAR – Remoção de matéria orgânica

2.1.4 Tratamento Terciário É no tratamento terciário que irá ocorrer a desinfeção das águas residuais

tratadas, ou seja, é neste tratamento que os nutrientes, poluentes específicos e

bactérias existentes na água irão ser removidos. Esses nutrientes são

regularmente o azoto e o fósforo, e podem ser removidos de modo isolado ou

em conjunto. Este tratamento é executado numa lagoa de maturação onde se

adiciona cloro ou carvão para auxiliar a absorção das partículas existentes na

água, ou seja, é necessário um reservatório anóxico e anaeróbio, respetivamente,

para o seu processamento. Apesar de, na linha de tratamento, estes reservatórios

se situarem entre o decantador primário e o tanque aeróbio, a remoção de

nutrientes enquadra-se no tratamento terciário. Nesta fase do tratamento o

efluente possui uma carga poluente muito reduzida, logo, após uma filtração num

leito de areia calibrada e uma posterior desinfeção (por ultravioletas, visto que a

cloração em efluentes origina compostos organoclorados, que são nefastos para

os ecossistemas), já poderá ser lançado para o meio ambiente ou para

aproveitamento (rega, lavagens de pavimentos ou viaturas, combate a fogos e

processos industriais). [4][9][10]

2.1.5 Tratamento das Lamas Para concluir, o último é o Tratamento das Lamas. Na linha final do

tratamento iremos obter um efluente com um baixo nível de poluição que pode

ser lançado para o meio e três tipos de lamas: as lamas primárias (da 1ª fase do

tratamento); as lamas biológicas (dos processos de tratamento biológicos após a

decantação secundária); e as lamas químicas (de processos de tratamento em

que sejam utilizados reagentes químicos). Depois dos três tratamentos, as lamas

provenientes das águas são colocadas em reservatórios especiais sendo

posteriormente desidratadas. As características das lamas (físicas, químicas,

bacteriológicas) variam conforme a água residual tratada e com os processos de

tratamento. Sendo assim, podem possuir microrganismos patogénicos e um teor

de humidade elevado (cerca de 70%) e, naturalmente, precisam de ser

desidratadas e desinfetadas para as tornar inertes através de sistemas de

desidratação mecânica e/ou química e calagem das lamas. Assim, se as lamas e

os resíduos não afetarem negativamente o meio poderão ser aproveitados para

a atividade agrícola, a recuperação de solos, a selagem e o recobrimento de

aterros sanitários ou ainda serem utilizados na construção civil. Podem, também,

ser incinerados, visto que contêm valor calorífico (combustível) para as

incineradoras e podem ainda ser colocados em decompositores orgânicos para

posteriormente poderem ser utilizados como adubo fertilizante. [9] [10]

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11 ETAR – Remoção de matéria orgânica

2.2 O tratamento da matéria orgânica na ETAR

A CQO (carência química de oxigénio) é a quantidade de matéria orgânica

que se encontra na água residual e que está suscetível a ser oxidada dando

origem a dióxido de carbono, água ou matéria inorgânica. O CQO é uma medida

indireta pois esse valor é obtido pela medição da quantidade de oxigénio que foi

consumido durante os processos de oxidação da matéria orgânica.

A remoção de matéria orgânica (contendo azoto e fósforo) em águas

poluentes é encarado como um processo de extrema importância na medida em

que evita e minimiza a formação de produtos prejudiciais em estações de

tratamento de águas residuais (ETAR). Desta forma, é essencial e necessário

utilizar métodos que combatam e eliminem estes resíduos, ou seja a matéria

orgânica, e, por isso, as águas residuais são submetidas a uma série de

tratamentos, entre os quais o tratamento biológico, tratamento este dispendioso

e que ocupa uma grande área da estação de tratamento.

O tratamento biológico ocorre com a presença de bactérias específicas

que decompõe a matéria orgânica. Estes microrganismos utilizam a matéria

orgânica como fonte de energia para a sua síntese celular, o que faz com que a

concentração de CQO diminua de tal modo que se encontre dentro dos

parâmetros exigidos pela lei, podendo depois esta água residual ser

descarregada para os rios.

Essa decomposição pode ocorrer em condições aeróbias ou anaeróbias. [11] [16]

Figura 2 - Esquema síntese dos tratamentos da ETAR de Parada

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12 ETAR – Remoção de matéria orgânica

2.2.1 Processos Aeróbios Neste processo, o efluente necessita, primeiramente, de ser submetido a

temperaturas adequadas, pH controlado e oxigénio, de forma a garantir a

sobrevivência das bactérias aeróbias utilizadas.

Este processo, esquematizado na figura 3, tem um elevado rendimento,

dado que alcança maiores taxas de remoção da matéria orgânica, não existe

qualquer libertação de odores e possui maior competência em absorver

substâncias mais difíceis de serem degradadas. As suas desvantagens são o

facto de não só necessitar de uma grande área para a sua implantação, como

também o seu elevado gasto de energia, visto ser precisa uma grande quantidade

de oxigénio bem como bombas que façam o mesmo borbulhar. [12] [13] [14] [15] [16]

2.2.1 Processos Anaeróbios

Estre tratamento, esquematizado na figura 4, ao contrário do anterior não

precisa de oxigénio, dado que são utilizados microrganismos anaeróbios, os

quais transformam a matéria orgânica em dióxido de carbono, metano e

biomassa. Assim como nos processos anaeróbios existem certos parâmetros a

cumprir de temperatura, pH, alcalinidade entre outros fatores que condicionam a

reação.

Este processo, infelizmente, pode libertar odores, necessita de temperaturas

relativamente altas (30-35º) para uma boa operação e também tem uma lenta

taxa de crescimento das bactérias, que resulta em longos períodos de espera

para que se possa iniciar o procedimento. Pelo contrário, tem uma mecânica

reduzida e pouco consumo energético, trata de efluentes com alta concentração

de matéria orgânica e, em geral, necessita de uma menor área de

implementação. [12] [14] [15] [16]

Matéria orgânica

+ O2

Microorganismos

Aeróbios

Novas células (CO2

+ H2O) + Energia

Matéria orgânica

Novas células (CH4 +

CO2 [H2S, H2]

produtos

intermediários) +

energia

Figura 3 - Esquema do processo Aeróbio

Microorganismos

Anaeróbios

Figura 4 - Esquema do processo Anaeróbio

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13 ETAR – Remoção de matéria orgânica

3. Atividade laboratorial de estudo

A atividade laboratorial consistiu na análise de amostras de água residual em

três fases do processo do tratamento na ETAR de Parada, com o objetivo de se

estudar e observar a concentração na carência química de oxigénio (CQO)

nessas águas.

De forma a fazer uma análise rigorosa da remoção de CQO ao longo do

processo, foi necessário estudar três amostras de água residual, uma à entrada

da estação de tratamento de águas (1), uma outra à entrada do tratamento

biológico (2) e por fim à saída da ETAR (3).

A experiência estava dividida em 3 fases de análise que correspondia às três

amostras de água residual.

No início da atividade laboratorial tinham-se 4 tubos, um com a designação

de branco e os restantes com o nome da amostra (água residual), todos estes

tubos já continham 3,5ml de solução catalisadora, constituída por uma solução

de sulfato de prata em ácido sulfúrico concentrado (5,5 g de Ag2SO4) por 1 Kg

de H2SO4. Seguidamente, adicionaram-se 2,5 ml de água destilada ao tubo com

a designação de branco, utilizando uma pipeta graduada de 5 ml com uma

incerteza de ± 0,03 ml e nos outros tubos juntaram-se 2,5 ml de água residual de

uma determinada fase do tratamento com a utilização da mesma pipeta.

Por fim, adicionaram-se a todos os tubos 1,5 ml da solução de digestão,

utilizando uma pipeta graduada de 2 ml com uma incerteza de ±0,01 ml. A

solução de digestão era uma solução de dicromato de potássio (K2Cr2O7, 10,246

g), previamente seco, sulfato de mercúrio (HgSO4, 33,3 g), ácido sulfúrico

concentrado (H2SO4, 167ml) em 1000ml de água destilada. Posteriormente,

colocaram-se todos os tubos no bloco de aquecimento a uma temperatura de

150 °C. Passadas duas horas, retiraram-se os tubos do aquecimento deixando-

os arrefecer lentamente.

No final, utilizou-se um fotómetro no comprimento de onda 605 nm e mediu-

se a absorvância de todas as amostras. Ao valor obtido pelo fotómetro, subtraiu-

se o valor da absorvância do tubo com a designação branco. Tendo sido

facultado um gráfico com uma equação que representava a relação entre a

absorvância e a concentração de CQO na amostra [figura 5] e assim calculou-se

o valor de CQO para cada tubo.

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14 ETAR – Remoção de matéria orgânica

4. Resultados e discussão

Com a utilização da equação que estabelece a relação entre a absorvância e

a concentração (equação 1) conseguiu-se determinar a concentração de CQO

em cada amostra.

A partir da equação 1 foi possível obter a concentração em função da

absorvância (equação 2).

Os cálculos foram realizados da mesma forma para as três amostras (1), (2)

e (3).

Na tabela 1 estão os resultados obtidos a partir da analise da água residual

à entrada da ETAR. O CQO médio da amostra 1 é de 391,75 (mg O2/L) com

desvio-padrão de 6,240 (mg O2/L) (equação 3). Tanto a primeira como a segunda

amostra tiveram de ser previamente diluídas, de modo a poder ser utilizada a

curva de calibração acima (figura 5), segundo um fator de diluição de dois (2).

Logo a concentração da amostra 1 original é de 783,50 mg O2/L.

Figure 5 - Curva de calibração da carência química de oxigénio pelo método de fluxo

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15 ETAR – Remoção de matéria orgânica

Tabela 1 - Resultados experimentais da análise da amostra 1

𝑠 = √∑ (𝑥 − �̅�)2𝑛

1

𝑛 − 1 = 6.240 (𝑚𝑔 𝑂2 𝐿⁄ ) (𝑒𝑞𝑢𝑎ç𝑎𝑜 3)

Seguidamente, apresentam-se na tabela 2 os resultados da água à entrada

do tratamento biológico. O valor médio de CQO à entrada do sistema

biológico é de 348,50 (mg O2/L) tendo um desvio padrão de 8,27 (mg O2/L)

(equação 4). Tal como referido anteriormente, também esta amostra foi

diluída segundo um fator de diluição de dois (2), logo a concentração da

amostra 2 (concentrada) é de 697,00 (mg O2/L)

Tabela 2 - Resultados experimentais da análise da amostra 2

Amostras Absorvância Absorvância Corrigida CQO(mg/O2l)

B 0,003 0,000 4,95

A EB-1 0,145 0,162 339,86

A EB-2 0,149 0,146 349,29

A EB-3 0,152 0,149 356,37

𝑠 = 8.27 (𝑚𝑔 𝑂2 𝐿⁄ ) (𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜 4)

Por fim, o CQO à saída da ETAR é de 100,86 (mg O2/L) com um desvio-

padrão de 5,45 (mg O2/L) (equação 5).

Tabela 3 - Resultados experimentais da análise da amostra 3

Amostras Absorvância Absorvância Corrigida

CQO (mg O2/L)

B 0,007 0,000 4,95

S1 0,049 0,042 104,01

S2 0,045 0,038 94,58

S3 0,049 0,042 104,01

Amostra Absorvância Absorvância

Corrigida

CQO

(mg O2/L)

B 0,007 0,000 4,95

AE-1 0,168 0,161 384,67

AE-2 0,172 0,165 394,10

AE-3 0,173 0,166 396,46

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16 ETAR – Remoção de matéria orgânica

𝑠 = 5.45 (𝑚𝑔 𝑂2 𝐿⁄ ) (𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜 5)

Como seria de esperar, a concentração de CQO mais elevada foi a da

amostra 1, à entrada da estação de tratamento de águas e esta vai diminuindo,

consequentemente, à medida que nos aproximamos da saída da ETAR.

Ao analisar os valores retira-se que a concentração de CQO diminui

ligeiramente entre a amostra à entrada do tratamento biológico (2) e à entrada

da ETAR (1), cerca de 11%. Esta diminuição não é muito significativa, pois os

processos que foram efetuados não tinham como objetivo especifico reduzir a

concentração de CQO.

Comparando agora os valores de CQO à saída da ETAR (3) com os valores

à entrada do sistema biológico (2), observa-se um grande decréscimo de CQO,

cerca de 71%, isto ocorre, dado que a água residual sofreu um conjunto de

tratamentos aeróbios e anaeróbios, que tinham como objetivo diminuir a

concentração de CQO.

Estabelecendo, agora, uma relação entre a concentração de CQO à

entrada da estação de tratamento de água (1), com a saída da ETAR (2),

observamos que houve uma diminuição de cerca de 87%.

Analisando estes resultados, pode-se concluir que houve uma diminuição

significativa da concentração de CQO nas águas residuais após os tratamentos,

e que os valores de CQO se encontram abaixo de 150 mg O2/L, que é o valor

limite imposto pela legislação (Decreto-Lei nº 236/98, anexo XVIII).

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17 ETAR – Remoção de matéria orgânica

5. Conclusão

A água é um bem indispensável à vida, sendo por isso extremamente

importante preservá-la e torná-la o mais pura e saudável possível. Para que isto

aconteça, existem as ETAR’s que são responsáveis por receber e tratar as águas

residuais, de modo a que estas sejam devolvidas ao meio ambiente, em

condições adequadas.

Após a realização da análise das amostras de águas residuais, em especial as

amostras recolhidas à entrada (1) e à saída (2) da ETAR, é possível afirmar que

o tratamento do CQO na ETAR de Parada é, realmente, bastante eficaz, tendo

reduzido 87% de matéria orgânica do afluente. O valor da concentração de CQO

à saída da ETAR (100,86 mg O2/L) é inferior ao valor máximo indicado na

legislação (150,00 mg O2/L) sendo, então, permitida a descarga das águas para

o meio ambiente.

Em suma, com a realização deste trabalho, conseguimos verificar que a ETAR

de Parada cumpre os valores estabelecidos e os requisitos necessários pela

legislação relativos à descarga das águas residuais na natureza e por isso detém

um papel relevante para a melhoria das águas e preservação do meio.

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18 ETAR – Remoção de matéria orgânica

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[14] Cavaleiro, Ana. Os microorganismos no tratamento biológico de águas residuais.

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[16] Soares, Sara. Carência Química de Oxigénio. Acedido a 10/10/2017 em

https://sigarra.up.pt/feup/pt/pub_geral.show_file?pi_gdoc_id=375538 . [17] Decreto-Lei nº 236/98, anexo XVIII. Acedido a 7/10/2017 a

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19 ETAR – Remoção de matéria orgânica

Anexos

Anexo 1 – Cálculos da amostra 1, EXCEL

Anexo 2 – Cálculos da amostra 2, EXCEL

Anexo 3 – Cálculos da amostra 3, EXCEL