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Fundamentos do Controle de Poluição

das Águas

30/11/2018

Desinfecção

• Inativação dos organismos patogênicos para proteção da saúde pública, evitando transmissão de doenças de veiculação hídrica

• Principais indicadores de contaminação:

– Coliformes Totais

– Coliformes Fecais ou Termotolerantes

– Enterecocos Fecais

Desinfecção

• Processos Naturais

– Lagoas de Estabilização

– Disposição Controlada no Solo

• Processos Artificiais

– Físico

– Químico

Desinfecção

• Lagoa de Estabilização (Maturação)

– Os agentes desinfetantes naturais são:

•Temperatura

• Insolação

•pH

•Escassez de alimento

Desinfecção

• Lagoa de Estabilização (Maturação)


•Organismos predadores

•Compostos Tóxicos

•Elevada concentração de OD

•Para cistos e protozoários principal mecanismo é a sedimentação

Desinfecção

• Disposição no solo


•Radiação UV

•Dessecação

•Ação de predadores

Desinfecção• Cloração

– Utiliza cloro gasoso, hipoclorito de sódio ou hipoclorito de cálcio, que penetram nas células dos microrganismos e reagem com suas enzimas

– Tempo de detenção recomendado na norma ABNT 12209/11 é de 30 minutos

– Para dióxido de cloro recomenda residual de 0,10 mg/L após tempo de contato de 5 minutos

Desinfecção• Cloração

Vantagens Desvantagens

• Tecnologia amplamente conhecida.• Menor custo.• Cl residual prolonga a desinfecção

e indica a eficiência do processo.• Efetiva e confiável para grande

variedade de patógenos.• Oxida certos compostos orgânicos

e inorgânicos.• Flexibilidade de dosagens.

• Cl residual é tóxico; requer descloração.

• Todas as formas de cloro são altamente corrosivas e tóxicas.

• As reações com Cl geram compostos potencialmente perigosos (trihalometanos-THM).

• Aumenta os sólidos totais dissolvidos.

• Cl residual é instável na presença de materiais que demandam cloro.

• Alguns patógenos são resistentes.

Desinfecção• Descloração


• Tecnologia bem desenvolvida.• Efetiva e confiável para grande

variedade de patógenos.• Oxidação de certos compostos

orgânicos e inorgânicos.• Flexibilidade de dosagens.

• Requer adição de produtos químicos para eliminar cloro residual.

• Elimina o efeito residual da desinfecção com cloro.

• Gera subprodutos potencialmente perigosos.

• Aumenta os sólidos totais dissolvidos.

• Alguns patógenos são resistentes.

Desinfecção• Ozonização (gás ozônio – O3)

– Recomendado para efluentes que tenham passado por processo de nitrificação e filtração

– Aplicação do gás Ozônio (O3) não gera trihalometanos, mas não há muitas informações sobre a formação de subprodutos

– Alto custo operacional e tecnologia complexa uma vez que o O3 é gerado no local de aplicação porque se decompõe rapidamente

Desinfecção• Ozonização


• Mais efetivo na destruição de vírus e bactérias que o cloro.

• Utiliza curto tempo de contato (de 10 a 30 minutos).

• Não gera residuais perigosos.• Não resulta em recrescimento de

bactérias, exceto as protegidas pelo material particulado.

• É gerado in situ, com fácil armazenamento e manuseio.

• Eleva o oxigênio dissolvido (OD) no efluente tratado.

• Baixas doses podem não inativar alguns vírus, esporos e cistos.

• Tecnologia mais complexa que a desinfecção com cloro ou UV.

• O3 muito reativo e corrosivo.• Não é econômico para esgotos

com muito SS, DBO ou DQO.• O3 é extremamente irritante e

possivelmente tóxico.• O custo do tratamento pode ser

relativamente alto.

Desinfecção• Radiação Ultravioleta

– Não gera subprodutos tóxicos

– Ação direta aos ácidos nucleicos celulares causando alterações no DNA impedindo reprodução

– Depende das características do efluente, intensidade da radiação UV, tempo de contato e tipo de reator (contato ou não contato)

Desinfecção• Radiação Ultravioleta


• Efetiva na inativação de vírus e esporos.

• Não necessita de geração, manuseio, transporte ou estocagem de produtos químicos.

• Não gera efeitos residuais prejudiciais.

• Operação simples.• Tempo de contato muito curto (de

20 a 30s).• Menor demanda de espaço do que

os outros processos.

• Baixas dosagens não inativam alguns vírus, esporo e cistos.

• Os microrganismos podem se multiplicar por fotorreativação ou recuperação no escuro.

• Necessita de controle da formação de biofilmes nos reatores de contato.

• É sensível à turbidez e a sólidos suspensos totais no esgoto.

• É mais caro do que a cloração e mais barato do que a cloração/descloração.

Desinfecção• Filtração por Membranas


• Melhora significativamente a qualidade físico-química do efluente.

• Realiza a remoção complementar de fósforo do esgoto.

• Eficiente na remoção de ovos e larvas de helmintos e cistos de protozoários.

• Eficiência variável e inespecífica em relação aos patógenos.

• Requer produtos químicos de coagulação/floculação.

• Funcionamento intermitente, devido à necessidade de lavagem dos filtros.

• Demanda operacional com nível intermediário.

TRATAMENTO DO LODO

Sistema de Tratamento

Freqüência de remoção

Adensamento Digestão Desidratação

Tratamento primário

variável X X X

Lagoa Facultativa

>20 anos X

Lagoa Anaer. + Facultativa

>20 anos X

Lagoa Aerada Facultativa

>10 anos X

Lagoa Aerada + Decantação

<5 anos X

TRATAMENTO DO LODOSistema de Tratamento

Freqüência de remoção


Lodo Ativado Convencional

contínua X X X

Lodo Ativado Aeração prolongada

contínua X X

Lodo Ativado (Batelada)

contínua X X

Filtro Biológico (baixa carga)

contínua X

Filtro Biológico (alta carga)

contínua X X X

Biodiscos contínua X

TRATAMENTO DO LODOSistema de Tratamento

Freqüência de

remoção


Reator Anaeróbio (UASB)

variável X

Tanque Séptico +Filtro Anaeróbio

variável X

Adensamento

• Adensamento por gravidade ou flotação

– Remover água;

– Aumentar o teor de sólidos;

– Reduzir volume.

Ponte

Coluna de sustentação

Defletor Lâmina

defletora Flexível

Motor da ponte

Calha coletora de

Alimentação

Saída do lodo e dreno de

Adensamento

Adensador por Gravidade - Adensador por Flotação -

Adensamento

Tanque de Lodo

Lodo Adensado

Estabilização Biológica do Lodo

• Reduzir a quantidade de patógenos

• Eliminar odores ofensivos

• Inibir, reduzir ou eliminar o potencial de putrefação do lodo

• Digestão Anaeróbia

• Digestão Aeróbia

Digestores Cilíndricos e Ovais.Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª Ed. 2005


Digestores Anaeróbios. Digestores Anaeróbios.


• Adição de produtos químicos alcalinospara elevar o pH até 12 ou mais por pelomenos 2 horas, aumentando atemperatura, resultando na inativaçãodos microorganismos.

• O produto alcalino de fácil aplicação eigualmente econômico e mais utilizado éa cal - cal virgem, CaO, ou cal apagada,Ca(OH)2.

Estabilização Química do Lodo

• A principal desvantagem é o aumentodos custos operacionais e o aumento nageração de lodo, que inclui a massa dacal adicionada.

• Eficiência: avaliação pelos seguintesindicadores principais:

– Redução de organismos patogênicosno lodo

– Redução de odor: a fração de H2Sdecresce a medida que o pH aumenta.

Estabilização Química do Lodo

Desidratação do Lodo

• Aumentar o teor de sólidos do lodo para reduzir o volume a ser transportado.

• Tipos de Remoção de Umidade:

- Leito de Secagem

- Lagoa de Lodo;

- Filtro Prensa

- Filtro de Esteiras;

- Centrífugas;

- Secagem Térmica.

LEITOS DE SECAGEM

Leitos de Secagem de Lodo da ETE de Ribeirão Pires.

Canal de alimentação dos Leitos de Secagem da ETE de Ribeirão Pires.


Camada Drenante do Leito de Secagem.

LEITOS DE SECAGEM


BAG


Detalhe da Draga Flutuante Detalhe de Aplicação de Polímero na Tubulação

BAG


Vista dos BAGs Preenchidos Vista dos BAG’s Preenchidos

• Dispositivo: conjunto de placasverticais revestidas por tecidofiltrante, o lodo é acumulado nocentro da placa;

• Eficiência: Teor de Sólidos na tortaentre 25 e 40%;

• Necessidade pré-condicionamentodo lodo

Filtro Prensa


Lodo Desidratado.


• Dispositivo: o lodo é colocado em uma seção da esteira onde a água é retirada por gravidade, em seguida o lodo é comprimido entre duas esteiras que se deslocam entre roletes;

• Eficiência: Teor de Sólidos na torta entre 15 a 25%;

• Necessidade de pré-condicionamento do lodo digerido (polieletrólitos);

Desidratação do LodoFiltro de Esteira


Filtro de Esteira

• Eficiência: Teor de Sólidos na torta entre 20 a 35%;

• Necessidade de pré-condicionamento do lodo digerido (polieletrólito catiônico).

Desidratação do LodoCentrífugas

1. MOTOR PRINCIPAL3. TAMBOR4. ROSCA

5. CABEÇOTES DE DESCARGA DE LÍQUIDOS10. TUBO DE ALIMENTAÇÃO AJUSTÁVEL

11. SUPORTES PADRÃO12. DESCARGA DE SÓLIDOS13. DESCARGA DE LÍQUIDOS


Centrífugas

• Dispositivos: submeter o lodo a uma fonte de calor para evaporar a água presente, aumentando o teor de sólidos.

• Eficiência: Teor de Sólidos na torta entre 80 a 90%.

Desidratação do LodoSecagem Térmica

Disposição Final do Lodo

• Aterros Sanitários

• Incineração

• Lançamento no oceano

• Uso Agrícola

• Uso Industrial

Estudos de Caso

GradePeneira EstáticaCx. de Areia

Tq. Equaliz.

Reator UASB

Lodos Ativados Aeração

Prolongada

Filtro Prensa

RioClasse 2

COP COR

Cervejaria Operação: 16hQ=133,12 m3/d DBOB=1.000 mg/LEprojeto =97%

Rio 1 Classe 2Q7,10=44L/sDBO=2,00 mg/LOD=5,50 mg/L


Cervejaria

CervejariaQ=133,12 m3/d = 2,31 L/s (Descarte 16h)DBOB=1.700 mg/L DBO T=85 mg/L

DBOFoz=4,69 mg/LODFoz=5,34 mg/L


DBOM=6,14 mg/LODM=5,23 mg/L


Cervejaria

DBOFoz=5,99 mg/LODFoz=5,21 mg/L


Q=133,12 m3/d = 1,54 L/s (Descarte 24h)

Atendimento a PQ

DBOM= Q7,10 (L/s) x DBORio (mg/L) + Q (L/s) x DBOT (mg/L)

Q7,10 (L/s) + Q (L/s)

DBOM = 44,00 x 2,00 + 1,54 x 85,0044,00 + 1,54

DBOM = 88,00 + 130,9045,54

DBOM = 4,81 mg/L < 5,00 mg/L

Atendimento a PQ

ODM= Q7,10 (L/s) x ODRio (mg/L) + Q (L/s) x ODT (mg/L)

Q7,10 (L/s) + Q (L/s)

ODM = 44,00 x 5,50 + 1,54 x 0,0044,00 + 1,54

ODM = 242,00 + 0,0045,54

ODM = 5,31 mg/L > 5,00 mg/L

Q=133,12 m3/d

DBOT = 85,00 mg/L = 0,085 kg DBO/m3

COR = Q x DBOT = 133,12 m3/d x 0,085 kg DBO/m3

COR= 11,32 kg DBO/d

DBOB=1.700 mg/L = 1,70 kg DBO/m3

COP= 133,12 m3/d x1,70 kg DBO/m3

COP = 226,30 kg DBO/d

Emín= (COP-COR)x100 = (226,30-11,32)x100= 95%

COP 226,30

Petroquímica Operação: 24h/dQ=5,96 m3/h DBOB=2.852 mg/L OG=428 mg/L DBO T ≤ 10 mg/LEProj.> 99,65%Rio Classe 3 (Desenquadrado – DBO)

Esgoto SanitárioGradeCx. de Areia

Valo Oxidação Decantador

RioClasse 3

Leito Secagem

Tq. Equaliz.

Remoção OG

Valo de Oxidação

RioClasse 3

Industrial

Decantador

Leito Secagem

Nutrientes

Tq. Equaliz.

Neutralização CoagulaçãoFloculação

Tq. Aeração

Tq. Lodo

RioClasse 3

Industrial – Q=5,00 m 3/h

Flotador Tq. Equaliz.

Flotador

Lodo (reuso)Esgoto Sanitário

Q=0,96m3/h

Tq. MBR

Centrífuga

Soda

Polímeros

Nutrientes

Polímeros

OGB = 428 mg/L = 0,428 kg OG/m 3

COGP = Q x OGB = 5,00 m3/h x 24h x 0,428 kg OG/m 3

COGP= 51,36 kg OG/d

OGT=20 mg/L = 0,02 kg OG/m 3

COGR= 5,00 m3/h x 24h x 0,02 kg OG/m 3

COGR = 2,40 kg OG/dEOG= (COGP-COGR)x100 = (51,36-2,40)x100 = 95,33%

COGP 51,36

Tq. Equaliz.

Neutralização CoagulaçãoFloculação

Flotador Tq. Equaliz.

Tq. Aeração

Industrial – Q=5,00 m 3/h

Soda

Polímeros

OGB=428 mg/L

OGT < 20 mg/L

Industrial – Q = 5,00 m 3/hEsgoto Sanitário – Q = 0,96m 3/hDBO = 2.852 mg/L DBOFlo=143 mg/L

Tq. Aeração

Tq. Lodo

RioClasse 3

Flotador Tq. MBR

CentrífugaNutrientes

COP= 5,96 m3/h x 24h x 2,852 kg DBO/m 3 = 407,80 kg DBO/d

CORFlo= 5,96 m3/h x 24h x 0,143 kg DBO/m 3 = 20,45 kg DBO/d

E1= (407,80-20,45) x100 = 94,99%407,80

COMBR=5,96 m3/h x24h x 0,00835 kg DBO/m 3= 1,19 kg DBO/d

E2= (20,45-1,19) x100 = 94,18%20,45

DBOMBR=8,35 mg/L

Polímeros

Industrial – Q = 5,00 m 3/hEsgoto Sanitário – Q = 0,96m 3/hDBO = 2.852 mg/L DBOFlo=143 mg/L

Tq. Aeração

Tq. Lodo

RioClasse 3

Flotador Tq. MBR

CentrífugaNutrientes

COP= 5,96 m3/h x 24h x 2,852 kg DBO/m 3 = 407,80 kg DBO/d

COMBR=5,96 m3/h x24h x 0,00835 kg DBO/m 3= 1,19 kg DBO/d

EGlobal = (407,80-1,19) x100 = 99,71%407,80

DBOMBR=8,35 mg/L

Automobilística Operação: 24h/d

Q=90,00 m3/h DBOB=662 mg/L

PB=0,90 mg/L Fluoreto B=4,73 mg/L

Rio Classe 3 (Desenquadrado – DBO, P, F, OD)

DBOT ≤ 10 mg/L

PT ≤ 0,15 mg/L

FT ≤ 1,40 mg/L

OD ≥ 4,00 mg/L

GradeCx. de AreiaCx.

Gordura

Tq. Equaliz.

Decantador

RioClasse 3

Ajuste pHPrecipitação

Química (P e F -)

Desinfecção Flotador Decantador

AdensamentoCentrífuga

Prod. QuímicosTq.

AnóxicoTq.

Aeração

Tq. Anóxico Secund.

Tq. Aeração Rápido

Filtro Carvão Ativado

AdensamentoCentrífuga

Prod. Químicos

Aeração

DBOB=662 mg/L DBO T ≤ 10 mg/L

EDBO ≥ (662 - 10) x100 ≥ 98,49%662

PB=0,90 mg/L P T ≤ 0,15 mg/L

EP ≥ (0,90 – 0,15) x100 ≥ 83,33%0,90

Fluoreto B=4,73 mg/L F T ≤ 1,40 mg/L

EF ≥ (4,73-1,40) x100 ≥ 70,40%4,73

Abate Aves Operação: 24h/d

Abate 27.000 aves Ampliação para 90.000 aves

Q=99,72 m3/h DBOB=1.200 mg/L

NamB=97,30 mg/L

Rio Classe 2 com captação a 13 Km do lançamento

Sistema Existente

Peneira Estática

Tq. Equaliz.

Lagoa Decantação

Flotador Lagoa Aerada

Rio Classe 2

Filtro Prensa

AbatedouroQ=17,76 L/s

Rio 1 Classe 2Q7,10=1.601 L/s

Córrego 1

Córrego 2

Córrego 3

Indústria

Captação Água

13 Km

Desinfecção

Filtro Areia

Peneira Estática

(existente)Tq.

Equaliz.Flotador

SecundárioFlotador

(existente)

Tq. Aeração

com zona

anóxica

Rio Classe 2

Centrífuga

Projeto: E FLO=70% e ELA>98% – EGlobal =99,44%

Simulação 1: E FLO=60% e ELA=90% – EGlobal =95,85%

AbatedouroQ=17,76 L/s


Rio 1 Classe 2Q7,10=1.601 L/sDBO=3,67 mg/LOD=7,89 mg/L

DBO1Km=4,10 mg/LOD1Km=7,84 mg/L

Simulação 2: DBO M < 5,00 mg/L – E Global Mín =89,59%


DBO1Km=4,94 mg/LOD1Km=7,83 mg/L

Atendimento a PQ (DBO máxima de lançamento)

1 L/s = x 86,40 = m3/d / 1mg/L = x 10-3 = kg/m3

DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (kg/m3) + Q (m3/d) x DBOT (kg/m3)

Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)

5,00x10-3 = 138.326,40 x (3,67x10-3) + 1,534,46 x DBOT (kg/m3)(138.326,40 + 1,534,46)

5,00x10-3 x 139.860,86 = 507,65789 + 1.534,46 DBOT

DBOT = 699,30 – 507,66 = 0,12489 kg/m3 = 124,89 mg/L 1.534,46

E = DBOB – DBOT x 100 = 1.200 – 124,89 x 100 = 89,59%DBOB 1.000

Curtume

Efluentes Acabamento/Recurtimento Q=2.000,00 m 3/d

Efluentes Ribeira/Caleiro e Curtimento Pré-Tratados Q=500,00 m3/d

Rio Classe 4

Fonte: COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO; FIESP. Guia Técnico Ambiental de Curtumes -Série P+L . São Paulo, 2005

Grade Fina

Caixa de Areia

Oxidação Sulfeto

Decantador

Efluentes Ribeira/Caleiro

Tratamento Externo

Peneira

Grade Fina

Caixa de Areia Decantador

Efluentes Curtimento

Tratamento Externo

Peneira Precipitação Cromo

Grade Fina

Caixa de AreiaCalha

Parshall 6”

Tanque Equalização

Aerado

CoagulaçãoSulfato de Alumínio, Cloreto

Férrico ou Ferroso

FloculaçãoPolímero

Decantador

Efluentes Acabamento /Recurtimento (Q=2000 m 3/d)

Tanque AeraçãoDecantadorCalha

Parshall 6”Tanque

Equalização

Lodo Tratamento Físico-Químico e Biológico para Tan que de Lodo e Centrífuga

Efluentes Ribeira/Caleiro e Curtimento (Q=500 m 3/d)

Rio Classe 4

Concentração máxima de Sulfeto de 1,00 mg/L

Fosfato

Ajuste pHRemoção Odor

Obrigada!

Sandra Ruri FugitaSetor de Avaliação de Efluentes – IPEE

Email: [email protected].: 11-3133-3128

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