Sistema de Esgoto Sanitário: Coleta, Transporte e Tratamento

O Sistema de Esgoto Sanitário Referências bibliográficas Esgoto Sanitário coleta transporte tratamento e reuso agrícola Coordenador Ariovaldo Nuvolari São Paulo Blucher 2011 Tratamento de Esgotos Eduardo Pacheco Jordão e Constantino Arruda Pessôa Rio de Janeiro 2005 Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos Marcos Von Sperling Volume 1 3ª ed Belo Horizonte Editora UFMG 2005 ou outras edições Tratamento de Esgotos Tecnologias Eficiências e níveis de tratamento Remoção de carga orgânica Remoção de Nutrientes Processos de tratamento Físico químicos Biológicos Configurações Dimensionamento Cálculo da rede Vazão e carga poluidora Grau de tratamento do efluente Características de uso da água legislação minimizar os impactos de deterioração de qualidade de água 4 Características de uso de água a jusante lançamento Capacidade de autodepuração Características e condições do despejo do ponto de 5 Grau de tratamento do efluente Como determinar o grau de tratamento necessário Verificação da diluição local Mistura no rio Estudo da autodepuração modelagem Atendimento da legislação CONAMA complemento da 35705 43011 6 Grau de tratamento do efluente Grau de tratamento do efluente CONAMA 43011 ANTIGA 35705 EFLUENTES SANITÁRIOS Materiais sedimentáveis até 1 mgL pH entre 5 e 9 Temperatura inferior a 40ºC DBO5 máxima de 120 mgL Valor poderá ser maior em caso de eficiência de remoção de 60 ou mediante estudo de autodepuração do corpo hídrico que comprove o atendimento às metas de enquadramento do corpo receptor 7 Jusante Montante Sentido do escoamento Exemplo Concentração da mistura Uma bacia contribuinte com 20 mil habitantes lança seus esgotos sem qualquer tratamento a um pequeno afluente do Rio Iguaçu A vazão correspondente de esgoto é de 3520 m³d e a DBO do esgoto bruto é de 400 mgL A esta contribuição juntamse os despejos de uma indústria química orgânica com vazão de 850 m³d e DBO bruta de 900 mgL cujo tratamento na própria indústria reduz em 90 a poluição orgânica DBO O rio antes de receber estas contribuições poluentes tem vazão de 2 m³s e DBO de 6 mgL Calcular as novas características do rio na região de mistura Exemplo Concentração da mistura No mesmo exemplo se fosse reduzir a concentração da mistura para 10 mgL qual seria a de remoção necessária do conteúdo orgânico Autodepuração de rios Autodepuração de rios Oxigênio Dissolvido A redução dos níveis de Oxigênio Dissolvido é considerada em termos ecológicos a ŵais gƌave coŶseƋüêŶcia da poluição de uŵ cuƌso dágua poƌ matéria orgânica Consomem oxigênio dissolvido da massa líquida A oxidação da fração carbonácea da matéria orgânica O processo de nitrificação A demanda bentônica demanda provocada pela estabilização de uma fina camada superficial de lodo eventualmente existente no fundo dos rios Processos responsáveis pela introdução de oxigênio na massa líquida Fotossíntese Reaeração atmosférica Oxigênio Dissolvido Depleção de OD CAUSA CONSEQUÊNCIA Poluição orgânica DBO Demanda Biológica de Oxigênio DBO Determinação da DBO Águas naturais pouco poluídas Diferença direta entre as concentrações de oxigênio dissolvido na amostra antes e depois de 5 dias Águas naturais muito poluídas esgoto sanitário e efluentes industriais que contêm microrganismos Técnica das Diluições DBO de efluentes industriais que não contêm microrganismos Técnica das Diluições e Semeadura Sementes Aclimatadas e não aclimatadas Demanda Biológica de Oxigênio DBO Limitações Período de teste é muito longo 5 dias não é bom para o controle do processo Baixa precisão interlaboratorial O teste não é simplesmente muito fácil envolve condições biológicas pode levar tempo de experiência para dominálo Não podese avaliar a precisão Não há padrão Depende da aclimatação microbiológica Amostra Demanda Biológica de Oxigênio DBO DBO Winkler DBO Oxitop Água de diluição eou nutrientes Amostra 20 C Fixação do OD Titulação Incubação por 5 dias Demanda carbonácea e demanda nitrogenada Parâmetros de análise DBO depleção do OD DQO parâmetro de controle de eficiência Sério de Sólidos aumento da turbidez Série de nitrogênio nutrientes proliferação de algas consumo de OD Oxigênio dissolvido corpo receptor Parâmetros de análise Constituinte Concentração média Comentários DBO 200 mgL Depleção do OD Sólidos suspensos 240 mgL sólidos totais 800 mgL Aumento da turbidez Patógenos 3 milhões100mL Doenças de veiculação hídrica Nutrientes Nt 35 mL Pt 10 mgL Crescimento acelerado Compostos tóxicos Variável Metais pesados ecotoxicidade Compostos emergentes Variável ou desconhecido Fármacos e outros alterações ecossistêmicas Parâmetros de análise Parâmetro Forte Médio Fraco DBO520 mgl 400 220 110 DQO mgl 1000 500 250 Carbono Orgânico Total mgl 290 160 80 NTK mgl 85 40 20 Nitrogênio Orgânico mgl 35 15 08 Nitrogênio Amoniacal mgl 50 25 12 Fósforo Total mgl 15 08 04 Fósforo Orgânico mgl 05 03 01 Fósforo Inorgânico mgl 10 05 03 Cloreto mgl 100 50 30 Sulfato mgl 50 30 20 Óleos e Graxas mgl 150 100 50 Parâmetros de análise Série de Sólidos Sistema unitário Sistema separador absoluto Tipos de sistemas Partes constituintes de um sistema de esgotamento sanitário Rede coletora Interceptor Emissário Estação elevatória Sifão invertido Estação de tratamento Lançamento emissário submarino Partes do sistemas Rede coletora Partes do sistemas Estação de tratamento de esgoto Partes do sistemas Tipos de Tratamento Tratamento preliminar sólidos em suspensão grosseiros Tratamento primário sólidos em suspensão sedimentáveis e parte da matéria orgânica Tratamento secundário remoção de carga orgânica e eventualmente nutrientes Tratamento terciário remoção de carga de nutrientes e poluentes específicos metais pesados tóxicos Tratamento e disposição final do lodo Processos Físicos Processos Químicos Processos Biológicos Tipos de Tratamento Tipos de Tratamento Tratamento preliminar Remoção inicial de sólidos grosseiros gorduras e areias Preparação dos efluentes para a sequência de tratamento Tipos de Tratamento Tratamento preliminar Gradeamento Ocorre a remoção de sólidos grosseiros onde o material de dimensões maiores do que o espaçamento entre as barras é retido Há grades grosseiras espaços de 50 a 100 cm grades médias espaços entre 20 a 40 cm e grades finas 10 a 20 cm As principais finalidades da remoção dos sólidos grosseiros são Proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos bombas e tubulações Proteção das unidades de tratamento subsequentes Proteção dos corpos receptores Tipos de Tratamento Tratamento preliminar Desarenação Remoção da areia através da sedimentação os grãos de areia devido às suas maiores dimensões e densidade vão para o fundo do tanque enquanto a matéria orgânica de sedimentação bem mais lenta permanece em suspensão seguindo para as unidades seguintes As finalidades básicas da remoção de areia são Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações tanques orifícios sifões etc Facilitar o transporte líquido principalmente a transferência de lodo em suas diversas fases Tipos de Tratamento Tratamento preliminar Flotadores Oposto da sedimentação injeção de ar dissolvido e remoção dos flocos pela superfície Depende da característica inicial do afluente e das etapas seguintes de tratamento Tipos de Tratamento Tratamento preliminar Equalização Tanques destinados à amortecer os carregamentos orgânicos hidráulico e Tipos de Tratamento Tratamento primário Tanques de decantação Forma circular ou retangular Os esgotos fluem vagarosamente através dos decantadores suspensão que apresentam permitindo que os sólidos em densidade maior do que a do líquido circundante sedimentem gradualmente no fundo Essa massa de sólidos denominada lodo primário bruto pode ser adensada no poço de lodo do decantador e ser enviada diretamente para a digestão ou ser enviada para os adensadores Uma parte significativa destes sólidos em suspensão é compreendida pela matéria orgânica em suspensão Tipos de Tratamento Tratamento primário Peneiras rotativas Dependendo da natureza e da granulometria do sólido as peneiras podem substituir o sistema de gradeamento ou serem colocadas em substituição aos decantadores primários A finalidade é separar sólidos com granulometria superior à dimensão dos furos da tela O fluxo atravessa o cilindro de gradeamento em movimento de dentro para fora Os sólidos são retidos pela resultante de perda de carga na tela são removidos continuamente e recolhidos em caçambas Tipos de Tratamento Tratamento secundário Tanque de aeração A remoção da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas realizadas por microrganismos aeróbios bactérias protozoários fungos etc no tanque de aeração A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material orgânico contido nos esgotos de tal forma que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos Os microrganismos convertem a matéria orgânica em gás carbônico água e material celular crescimento e reprodução dos microrganismos Tipos de Tratamento Tratamento secundário Lodos ativados decantadores Os decantadores secundários exercem um papel fundamental no processo de lodos ativados sendo responsável pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração permitindo a saída de um efluente clarificado e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador permitindo o retorno do lodo em concentração mais elevada Tipos de Tratamento Tratamento secundário Lodos ativados decantadores O efluente do tanque de aeração é submetido à decantação onde o lodo ativado é separado voltando para o tanque de aeração O retorno do lodo é necessário para suprir o tanque de aeração com uma quantidade suficiente de microrganismos e manter uma relação alimento microrganismo capaz de decompor com maior eficiência o material orgânico O efluente líquido oriundo do decantador secundário é descartado diretamente para o corpo receptor ou passa por tratamento para que possa ser reutilizado internamente ou oferecida ao mercado para usos menos nobres como lavagem de ruas e rega de jardins Tipos de Tratamento Tipos de Tratamento Tipos de Tratamento Tipos de Tratamento Tipos de Tratamento Tratamento terciário avançado Objetiva a remoção de poluentes específicos ou ainda remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no polimento para tratamento secundário tratamento atendimento da legislação avançado Tipos de Tratamento Tratamento terciário avançado REMOÇÃO DE SÓLIDOS DISSOLVIDOS Osmose Reversa Troca Iônica Eletrodiálise Reversa Evaporação REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUPENSOS Macrofiltração Microfiltração Ultrafiltração Nanofiltração Clarificação Ozonização REMOÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS Ozonização Carvão Ativado DESINFECÇÃO Cloro ozônio dióxido de cloro ClO2 permanganato de potássio cloramidas radiação ultravioleta entre outros meios Eficiência de remoção de DBO Exemplo Redução de 400 mgL para 187 mgL Remoção necessária 53 Escolha dos processos de tratamento Depende de uma série de fatores tais como Eficiência de remoção requerida função de padrões de lançamento corpo receptor enquadramento reuso etc Área disponível Geração e disposição final de resíduos Mão de obra para operação e respectiva qualificação Monitoramento e controles operacionais requeridos Recursos disponíveis Viabilidade técnica econômica e ambiental Escolha dos processos de tratamento Processo de lodos ativados convencional Decantador Primário Tanque de Aeração Decantador Secundário Digestão Secagem Lodo Seco Rio Líquidos removidos do lodo Grade Caixa de areia Adensamento Escolha dos processos de tratamento Processo de lodos ativados com aeração prolongada Grade Caixa de areia Aeração Secundário Secagem Lodo Seco Rio Adensamento Escolha dos processos de tratamento Grade Lagoas aeradas Rio Lodo Sistemas de lagoas aeradas mecanicamente seguidas de lagoas de decantação Caixa de areia Lagoas de decantação Escolha dos processos de tratamento Sistemas de filtros biológicos aeróbios Decantador Primário Decantador Secundário Digestão Secagem Lodo Seco Rio Grade Caixa de areia Filtros Biológicos Adensamento Escolha dos processos de tratamento Sistemas de tratamento conjugado anaeróbioaeróbio Grade Caixa de areia UASB Lagoas de estabilização Lagoas aeradas Filtros Biológicos Convencional Processos físicoquímicos Filtros BiológicosAerado Submerso Lodos ativados