Tratamento de Efluentes Industriais- Introducao, Caracteristicas e Padroes

Introdução ao Tratamento Terciário Alimentícia Química Petroquímica Papel e Celulose Metalúrgica Têxtil Qual a vazão Qual a composição Onde são lançados Padrões de lançamento Tratamento de Efluente Tratamento de Efluente Introdução A vazão depende Nível de produção Capacidade instalada Sazonalidade Nível de automação Disponibilidade de água Nível de reuso 3 Tratamento de Efluente Introdução A composição química física e biológica Tipo de indústria Tipo de matéria prima Tipo de produto Nível de reuso 4 Tratamento de Efluente Introdução Onde são lançados Sistema público de esgoto sanitário Coleções hídricas Conama 357 5 Tratamento de Efluente Características Apresentam ampla variabilidade das suas características qualitativas 6 Dificulta uma generalização dos valores mais comuns Tratamento de Efluente Características Despejos Industriais são inerentes a composição das matérias primas das águas de abastecimento e do processo industrial A concentração dos poluentes nos efluentes é função das perdas no processo ou pelo consumo de água 7 Tratamento de Efluente Características Despejos Industriais Para a avaliação da carga poluidora dos efluentes industriais e esgotos sanitários são necessárias as medições de vazão in loco Coleta de amostras para análise de diversos parâmetros sanitários que representam a carga orgânica e a carga tóxica dos efluentes 16 Flagrante de Despejo Industrial Tratamento de Efluente Tratamento de Efluente Despejos Industriais Em cada caso estudar a natureza dos efluentes industriais Não se deve permitir o lançamento in natura no coletor público de despejos industriais Que sejam nocivos à saúde Que interfiram em qualquer sistema de tratamento Que obstruam tubulações e equipamentos Que ataquem a tubulações afetando a resistência ou durabilidade de suas estruturas Com temperaturas elevadas acima de 45C Tratamento de Efluente Despejos Industriais Poluição Térmica importante fonte de poluição dos corpos hídricos devido às perdas de energia calorífica nos processos de resfriamento ou devido às reações exotérmicas no processo industrial Neste caso o parâmetro de controle é a temperatura do efluente Tratamento de Efluente Despejos Industriais Características sensoriais As características sensoriais dos efluentes notadamente o odor e a cor aparente são muito importantes pois despertam as atenções inclusive dos leigos podendo ser objeto de atenção das autoridades Tratamento de Efluente Despejos Industriais Odor nos efluentes industriais pode ser devido à exalação de substâncias orgânicas ou inorgânicas devidas a reações de fermentação decorrentes da mistura com o esgoto ácidos voláteis e gás sulfídrico aromas indústrias farmacêuticas essências e fragrâncias solventes indústrias de tintas refinarias de petróleo e pólos etroquímicos amônia do chorume Tratamento de Efluente Despejos Industriais Cor nos efluentes industriais Efluentes coloridos atrai a atenção de quem estiver observando um corpo hídrico A cor no ambiente é a cor aparente composta de substâncias dissolvidas corantes naturais ou artificiais e suspençãocoloidais turbidez Tratamento de Efluente Despejos Industriais Características físicoquímicas As características físicoquímicas são definidas por parâmetros que quantificam os sólidos a matéria orgânica e alguns de seus componentes orgânicos ou inorgânicos Tratamento de Efluente Objetivos Preservação ambiental Recurso Hídrico Preservação do meio ambiente corpo receptor Esgoto Publico Preservação do sistema pub esgoto sanitário indireto Necessidade de compatibilizar para evitar riscos Corrosão pH sulfatos e sulfetos Entupimento sedimentos e incrustações Explosão gases solventes óleos e graxas Tratamento de Efluente Objetivos Preservação ambiental Esgoto Publico Riscos poluentes orgânicos e inorgânicos Excesso de carga poluidora na ETE não atinge o índice de despejo ou não degrada Pode provocar efeitos inibidores no sistema biológico aeróbico eou anaeróbico Ex metais pesados e orgânicos persistentes Danos no sistema de coleta Contaminação do lodo Tratamento de Efluente Objetivos Otimização de recursos Reuso Reciclagem interna água não potável gerando economia de água e redução de custos operacionais Tratamento de Efluente Objetivos Base para associação de parâmetros com unidades de produção por tipo de indústria Origem despejos Base Papel e celulose Frigorífico Cervejaria Galvanoplastia Refinaria Kg DBO ou SSton de papel ou polpa de madeira ou polpa branqueada Kg DBO ou SSton de rês abatido Kg DBO ou SS hl cerveja produzida mg metal m2 de área galvanizada Kg DBO ou SSton petróleo cru 5 Fonte geradoras Tratamento visando atendimento aos padrões Pré tratamento Rede pública ETE Tratament o completo Corpo receptor Tratamento visando reuso Atendimento aos padrões de reuso Processo produtivo ou utilidades Tratamento de Efluente Efluente Industrial Tratamento de Efluente Despejos Industriais Legislação é a primeira condicionante para um projeto de uma estação de tratamento de efluentes industriais Importante ressaltar que as diferenças das legislações muitas vezes inviabilizam a cópia de uma estação de tratamento que apresente sucesso em um Estado para outro Legislação Efluentes Destaque Resolução CONAMA no 357 de 170305 Trata da classificação das águas doces salgadas e salinas de acordo com suas utilizações e respectivos padrões de qualidade 22 Legislação Efluentes Classe Destinação Uso preponderante Classe especial consumo humano com desinfecção preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral 1 consumo humano após tratamento simplificado proteção das comunidades aquáticas recreação de contato primário natação esqui e mergulho Res 2742000 irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rente ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas 2 consumo humano após tratamento convencional proteção das comunidades aquáticas recreação de contato primário irrigação de hortaliças plantas frutíferas e de parques jardins campos de esporte lazer com os quais o público possa vir a ter contato direto aqüicultura e à atividade de pesca 3 abastecimento para consumo humano após tratamento convencional avançado irrigação de culturas arbóreas cerealíferas e forrageiras pesca amadora recreação de contato secundário dessedentação de animais 4 navegação harmonia paisagística ESAMC 23 Legislação Efluentes 24 Resolução CONAMA no 357 de 170305 Regulamenta os procedimentos para lançamento de efluentes nos corpos dágua e define as concentrações máximas p o lançamento de algumas substâncias Vide tabelas Parâmetro Unidade Águas doces 1 2 3 4 Cor verdadeira mgPtL natural 75 75 Turbidez UNT 40 100 100 Sólidos dissolvidos totais mgL 500 500 500 pH 60 a 90 60 a 90 60 a 90 60 a 90 Coliformes termotolerantes NMP100mL 200 Resol274 1000 Resol274 b Clorofila a gl 10 30 60 Densidade de cianobactérias célulasmL mm3L 20000 ou 2 50000 ou 5 100000 10 c DBO5 mgL 3 5 10 OD mgL 6 5 4 2 N amoniacal total pH75 mgNL 37 37 133 N amoniacal total 75pH80 mgNL 20 20 56 N amoniacal total 80pH85 mgNL 10 10 22 N amoniacal total pH85 mgNL 05 05 10 Nitrato mgNL 100 100 100 Nitrito mgNL 10 10 10 P total ambiente lêntico mgPL 0020 0030 0050 P total amb interm e tribut direto lêntico mgPL 0025 0050 0075 P total amb lótico e tribut amb interm mgPL 010 010 015 Parâmetro Unidade Águas salinas Águas salobras 1 2 3 1 2 3 pH 65 85 6585 65 85 6585 6585 59 Coliformes termotolerantes org100mL d 2500 4000 e 2500 4000 OD mgL 6 5 4 5 4 3 Carbono orgânico total mgCL 3 5 10 3 5 10 N amoniacal total mgNL 040 070 040 070 Nitrato mgNL 040 070 040 070 Nitrito mgNL 007 020 007 020 Fósforo total mgPL 0062 0093 0124 0186 Polifosfatos mgPL 0031 00465 0062 0093 Legislação Efluentes ÁGUAS DOCES 35705 CLASSE I e II CLASSE III Parâmetros orgânicos Valor máximo Valor máximo Acrilamida 05 μgL Alacloro 20 μgL Atrazina 2 μgL 2 μgL Benzidina 0001 μgL Benzoaantraceno 005 μgL Benzobfluoranteno 005 μgL Benzokfluoranteno 005 μgL 2Clorofenol 01 μgL Criseno 005 μgL Dibenzoahantraceno 005 μgL 24Diclorofenol 03 μgL Diclorometano 002 mgL Dodecacloro pentaciclodecano 0001 μgL 0001 μgL Estireno 002 mgL Etilbenzeno 900 μgL Glifosato 65 μgL 280 μgL Hexaclorobenzeno 00065 μgL Indeno123cdpireno 005 μgL Metolacloro 10 μgL Simazina 20 μgL Tolueno 20 μgL Tributilestanho 0063 μgL TBT 20 μgL TBT Triclorobenzeno 123TCB 124TCB 002 mgL Tricloroeteno 003 mgL 003 mgL Trifluralina 02 μgL Xileno 300 μgL Classe 1 ÁGUAS DOCES 35705 Águas doces onde ocorra pesca ou cultivo de organismos para fins de consumo intensivo Parâmetros inorgânicos Valor máximo Arsênio total 014 μgL Parâmetros orgânicos Valor máximo Benzidina 00002 μgL Benzoaantraceno 0018 μgL Benzoapireno 0018 μgL Benzobfluoranteno 0018 μgL Benzokfluoranteno 0018 μgL Criseno 0018 μgL Dibenzoahantraceno 0018 μgL 33Diclorobenzidina 0028 μgL Heptacloro epóxido Heptacloro 0000039 μgL Hexaclorobenzeno 000029 μgL Indeno123cdpireno 0018 μgL PCBs Bifenilas policloradas 0000064 μgL Pentaclorofenol 30 μgL Tetracloreto de carbono 16 μgL Tetracloroeteno 33 μgL Toxafeno 000028 μgL 246triclorofenol 24 μgL A grande maioria das cidades brasileiras não tem laboratórios aparelhados para executar todo o elenco de análises dos parâmetros previstos na legislação Algumas águas naturais já possuem concentrações superiores aos padrões estabelecidos Excetuandose os parâmetros DBOOD e Coliformes onde existem modelagens de comportamento conhecidas os outros são de difícil avaliação comportamental nos cursos dágua trazendo incertezas na avaliação As razões de diluição rioefluente para cada parâmetro variam bastante entre si dificultando o controle da qualidade das águas pelo controle dos lançamentos Legislação Efluentes 29 ResCONAMA no 35705 Dificuldades Legislação Brasileira ResCONAMA no 35705 Pt Positivos Introdução de Metas Parciais que possibilita melhor gestão das condições de qualidade da água Compatibilização com a PNRH e com a Portaria 518 MS Distinção entre as ferramentas de enquadramento e de controle da qualidade de água Atendimento às condições e aos padrões de qualidade de acordo com uma vazão de referência 30 8 Tratamento de Efluente Fases do Tratamento Pré Tratament o Processos Físicos Tratamento primário Processos Físicos Tratamento secundário Processo Biológico Tratamento terciário Remoção de nutrientes Desinfecção 9 Tratamento de Efluente Fases do Tratamento Tratamento Preliminar Tratamento primário Tratamento secundário Tratamento terciário Objetivo remoção física de sólidos grosseiros e areia Unidadescaixas de areia grades peneiras Objetivo remoção física e bioquímica dos sólidos facilmente sedimentáveis Unidades decantadores primários Objetivo remoção bioquímica da matéria orgânica dos esgotos Unidades lodos ativados biofiltros reatores anaeróbios lagoas de estabilização Objetivo remoção de microrganismos patogênicos remoção de nutrientes e processos específicos Unidades reatores com UV ozônio precipitação dos fosfatos stripping de amônia etc efluente afluente 24 Tratamento de Efluente Fases do Tratamento Tratamento Terciário Normalmente antes do lançamento final no corpo receptor é necessário proceder à desinfecção das águas residuais tratadas para a remoção dos organismos patogénicos em casos especiais à remoção de determinados nutrientes como o nitrogênio e o fósforo que podem potencializar isoladamente ou em conjunto a eutrofização das águas receptoras Tratamento de Efluente Fases do Tratamento Remoção de Nutrientes As águas residuais podem conter altos níveis de nutrientes como nitrogênio e fósforo A emissão em excesso destes pode levar à acumulação de nutrientes fenômeno chamado de eutrofização que encoraja o crescimento excessivo de algas e cianobactérias 34 Tratamento de Efluente Fases do Tratamento Remoção de Nutrientes A maior parte destas algas acaba morrendo porém a decomposição das mesmas por bactérias remove oxigênio da água e a maioria dos peixes morrem Além disso algumas espécies de algas produzem toxinas que contaminam as fontes de água potável 35 Tratamento de Efluente Fases do Tratamento Desinfecção A desinfecção das águas residuais tratadas tem como objetivo a remoção dos organismos patogénicos 36 Tratamento de Efluente Métodos Como tratar um efluente industrial A remoção dos contaminantes presentes em efluentes industriais se dá através de métodos físicos químicos e biológicos envolvendo processos e operações unitárias de natureza física química e biológica utilizadas isoladamente ou em uma multiplicidade de combinações 37 Métodos Operações unitárias Forças físicas Processos Reação química ou biológicas Tratamento de Efluente Métodos Tratamentos Físicos gradeamento Peneiramento Sedimentação Separação gravidade diferencial Flotação Filtração Aeração Stripping Adsorção Tratamento químicos Acerto de pH Preciptação química Oxiredução Trocaiônica Tratamento biológicos Processo aeróbicos Lodos ativados Lagoas aeradas Lagoas de estabilização Filtros biológicos Contactores biologicos rotativos Processos anaeróbicos Reatores fluxo ascendente Tratamento de Efluente Principais Processos Óleos e Graxas Separador por gravidade diferencial Flotação Filtração por membrana Sólidos em suspensão Peneiramento Remoção de areia Sedimentação Filtração Flotação Coagulação sedimentação 40 Tratamento de Efluente Principais Processos Orgânicos biodegradáveis Lodos ativados e suas modalidades Filtros biológicos Reatores biológicos rotativos Lagoas aeradas e de estabilização Sistemas anaeróbicos Orgânicos voláteis Stripping a Ar dissolvido dessorção Adsorção em carvão ativado Orgânicos Refratários Adsorção com carvão ativado Precipitação Química Tratamentos oxidativos avançados Incineração 32 Tratamento de Efluente Principais Processos Nitrogênio Tratamentos biológicos stripping de amônia Troca iônica Cloração ao break point Fosforo Coagulação Tratamento biológico Sólidos dissolvidos Troca iônica Osmose reversa Eletrodiálise reversa Eletrodeionização 42 Tratamento de Efluente Principais Processos Metais Pesados Troca iônica Precipitação química Patógenos Cloração Permanganato potássio Ozonização UV Dióxido de cloro Peróxido de hidrogênio 43 Tratamento de Efluente Tratamentos Físicos No que consiste os tratamentos físicos São operações unitárias em que atuam forças físicas promovendo a separação de fases de modo a que cada uma dessas fases segregadas sofra tratamentos específicos ou complementares 44 Tratamento de Efluente Tratamentos Físicos Os tratamentos físicos são caracterizados pelos seguintes processos Separação de fases Sedimentação Decantação Flotação centrifugação Transição de fases Destilação Evaporação Cristalização Transferência de fases Adsorção stripping extração Separação molecular Microfiltração Ultrafiltração Nanofiltração Osmose reversa eletrodiálise Tratamento de Efluente Tratamentos Físicos O tratamento físico pode ser considerado propriamente uma depuração Não Só uma transferência de fases onde uma delas concentrada de poluentes ou contaminantes Qual a importância dos tratamentos físicos Viabilização para as fases subsequentes do tratamento visto que permite a retirada de determinados poluentes refratários do fluxo principal de despejo 46 Tratamentos Físicos Principais tratamentos físico de ETE Gradeamento Peneiramento Sedimentação Separação por gravidade diferencial Flotação Filtração Aeração Stripping Adsorção Eletrodiálise 47 Tratamento de Efluente Stripping de Amônia O que é Stripping de amônia é um processo de dessorção simples usado para reduzir o teor de amônia de uma corrente de águas residuais Alguns efluentes contêm grandes quantidades de amônia eou nitrogênio contendo compostos que podem facilmente formar amônia Muitas vezes é mais fácil e menos dispendioso remover o nitrogênio de águas residuais na forma de amônia que a convertem em nitratos e nitrogênio antes de removêlo 63 Tratamento de Efluente Stripping de Amônia Onde é aplicado o Stripping de amônia O processo de stripping de amônia funciona bem com água residuária de teores de amônia entre 10 e 100mg l Para teores maiores de amônia mais de 100mg l pode ser mais econômico usar técnicas de remoção de amônia alternativo tais como métodos de vapor ou biológicas Air Stripping também pode ser usado para remover muitas moléculas orgânicas hidrofóbicas 49 Tratamento de Efluente Stripping de Amônia 50 Tratamento de Efluente Stripping de Amônia soda cáustica é adicionada ao efluente até pH 108115 51 Tratamento de Efluente Poluentes Aquáticos Poluentes Orgânicos Biodegradáveis Poluentes Orgânicos RecalcitrantesRefratários Metais Nutrientes Sólidos em Suspensão Calor Microrganismos Patogênicos Tratamento de Efluente Poluentes Aquáticos Poluentes Orgânicos Biodegradáveis Lançamento de matéria orgânica esgoto doméstico e decomposição a Por organismos aeróbios na presença de oxigênio podendo levar à morte organismos que dependem do oxigênio para respirar peixes b Por organismos anaeróbios na ausência de oxigênio formando gases como metano e sulfídrico O impacto causado pelo lançamento de esgotos se dá pela queda no teor de O2 dissolvido na água e não pela presença de substâncias tóxicas nesses despejos Poluentes Aquáticos Poluentes Orgânicos RecalcitrantesRefratários Compostos não biodegradáveis ou de degradação lenta na maioria criados por processos tecnológicos recentes sem organismos naturais capazes de digerilos O impacto está associado à sua toxicidade a Defensivos agrícolas tóxico ao homem largamente disseminado b Detergentes sintéticos tóxico para os peixes e microrganismos decompositores dificulta trocas gasosas arágua ocasiona formação de espuma que dispersa poluentes c Petróleo várias taxas de biodegradabilidade com formação de película que dificulta trocas gasosas arágua veda estômatos e órgãos respiratórios impermeabiliza raízes de plantas e penas ou pelos de aves e mamíferos além de conter substâncias tóxicas Poluentes Aquáticos Metais Todos os metais podem ser solubilizados pela água e gerar danos à saúde em função da quantidade ingerida da toxicidade e do potencial carcinogênico mutagênico ou teratogênico Organismos podem ser ou não sensíveis ao metal mas o bio acumula Metais tóxicos arsênico bário cádmio cromo chumbo e mercúrio Metais menos tóxicos cálcio magnésio sódio ferro manganês alumínio cobre e zinco que podem produzir inconvenientes para o consumo humano como alteração de cor sabor e odor da água Fontes atividades industriais agrícolas e de mineração Poluentes Aquáticos Nutrientes Excesso de nutrientes pode levar à proliferação de algas acarretando prejuízo para certos usos da água como mananciais de água potável Fontes erosão dos solos fertilização dos campos agrícolas e a própria decomposição de matéria orgânica Poluentes Aquáticos Sólidos em Suspensão Aumentam a turbidez que reduz a fotossíntese e altera a cadeia alimentar Sedimentos podem ser tóxicos e se depositar ao fundo Calor Afeta as características físicas químicas e biológicas da água Fonte efluentes aquecidos de termoelétricas independentemente do combustível utilizado fóssil ou nuclear Poluentes Aquáticos Microrganismos Patogênicos A água e o esgoto pode transmitir um grande número de doenças As principais classes de organismos patogênicos e suas doenças são bactérias cólera febre tifóide febre paratifóide disenteria salmoneloses leptospirose vírus hepatite infecciosa poliomielite febre amarela dengue sarampo rubéola gripe protozoários amebíase malária Plasmodium giardíase helmintos esquistossomose e ascaridíase