Caracterização de Águas Residuárias

01092021 1 Caracterização de águas residuárias Alexandre Botari Agradecimentos ao Prof Titular Eduardo Cleto Pires EESCUSP por fornecer parte dos slides 2 Conteúdo Vazões de projeto Características dos esgotos sanitários Relação entre parâmetros de caracterização Estimativas de cargas orgânicas População equivalente 3 Vazões de projeto A estimativa da vazão de projeto para dimensionamento de ETEs tem maior importância do que no projeto de sistemas de esgoto justificativa em sistemas de coleta de esgoto adotamse diâmetros comerciais nas ETEs os equipamentos em potência ou quantidade são dimensionados especificamente para a aplicação determinada ETEs não podem ser superdimensionadas super e sub dimensionamento são igualmente prejudiciais para o desempenho 4 Procedimentos para estimativa das vazões de projeto Empregamse os mesmos procedimentos utilizados no dimensionamento das redes de coleta de esgoto Método dos componentes demográficos Métodos matemáticos Método de extrapolação gráfica Medição direta e estimativa da vazão futura 01092021 2 5 Procedimentos para estimativa das vazões de projeto Usualmente também se emprega 20 anos como intervalo de início e fim de plano como no projeto de redes de coleta 6 Características dos esgotos sanitários Principais características físicas Temperatura ligeiramente superior à da água de abastecimento varia conforme as estações do ano influência sobre atividade microbiana solubilidade dos gases velocidade das reações químicas 7 Características dos esgotos sanitários Cor esgoto fresco ligeiramente cinza esgoto séptico cinza escuro ou preto Odor esgoto fresco oleoso relativamente desagradável esgoto séptico fétido desagradável gás sulfídrico esgoto industrial característicos da indústria Turbidez elevada esgotos frescos possuem maior turbidez 8 Características dos esgotos sanitários Principais características químicas Sólidos totais fixos inorgânicos e voláteis orgânicos em suspensão retidos em filtros de papel com aberturas padronizadas de 045 a 20 μm dissolvidos fração não retida nos filtros de papel portanto inclui sólidos coloidais sedimentáveis fração que sedimento em uma hora em cone Imhoff indicação aproximada da sedimentação em tanque de decantação 01092021 3 9 Características dos esgotos sanitários Matéria orgânica Determinação indireta DBO5 5 dias e 20C associada à fração biodegradável DQO oxigênio para estabilização química DBOúltima consumo total de oxigênio requerido pelos microrganismos Determinação direta COT medida direta da matéria orgânica carbonácea 10 Características dos esgotos sanitários Nitrogênio total nitrogênio orgânico amônia livre NH3 ionizada NH4 nitrito NO2 nitrato NO3 Nitrogênio total Kjedahl NTK nitrogênio orgânico amônia Nitrogênio orgânico nitrogênio na forma de proteínas aminoácidos e uréia 11 Características dos esgotos sanitários Amônia livre NH3 ionizada NH4 produzida como primeiro estágio da decomposição do nitrogênio orgânico Nitrito NO2 estágio intermediário da oxidação da amônia praticamente ausente no esgoto bruto Nitrato NO3 produto final da oxidação da amônia praticamente ausente no esgoto bruto 12 Características dos esgotos sanitários Fósforo orgânico inorgânico ortofosfato PO43 HPO42 H2PO4 H3PO4 polifosfatos pH Alcalinidade indica a capacidade tampão do meio decorre da presença de bicarbonato carbonato e íon hidroxila Cloretos Óleos e graxas 01092021 4 13 Relação entre parâmetros de caracterização Relação entre DBOúltima e DBO5 Para esgotos domésticos considerase que a DBOu é atingida aos 20 dias de digestão Origem DBOuDBO5 Esgoto concentrado Esgoto de baixa concentração Efluente primário Efluente secundário 11 15 12 16 12 16 15 30 Importância Alguns processos de tratamento de esgotos são dimensionados com base na DBOu 14 Relação entre parâmetros de caracterização Relação DQODBO5 Interpretação e tratamento indicado DQODBO5 Fração biodegradável elevada Tratamento biológico DQODBO5 25 Fração biodegradável não é elevada Fazer estudos de tratabilidade 25 DQODBO5 35 Fração não biodegradável elevada Provável tratamento físicoquímico DQODBO5 35 a 40 15 Estimativas de cargas orgânicas Carga per capita contribuição de cada indivíduo por unidade de tempo ghab1dia1 gramas poluente por habitante por dia valor usual 54gDBOhab1dia1 16 Estimativas de cargas orgânicas Carga afluente à ETE quantidade de poluente massa por unidade de tempo cargaafluente população x carga per capita cargaafluente concentração x vazão gm3 mgL 01092021 5 17 Estimativas de cargas orgânicas Valores típicos médios encontrados em esgotos sanitários Parâmetro Contribuição per capita ghab1dia1 Concentração mgL Sólidos totais 180 1100 em suspensão 60 350 fixos 10 80 voláteis 50 320 dissolvidos 120 700 fixos 70 400 voláteis 50 300 sedimentáveis 15 mLL 18 Estimativas de cargas orgânicas Valores típicos encontrados em esgotos sanitários Parâmetro Contribuição per capita ghab1dia1 Concentração Matéria orgânica DBO5 50 300 600 mgL DQO 100 600 1000 mgL DBOu 75 450 a 850 mgL pH 70 Alcalinidade 30 200 mgCaCO3L Metais pesados 0 traços Compostos orgânicos tóxicos 0 traços 19 Estimativas de cargas orgânicas Valores típicos encontrados em esgotos sanitários Parâmetro Contribuição per capita ghab1dia1 Concentração Nitrogênio total 80 45 mgNL N orgânico 35 20 mgNL Amônia 45 25 mgNH3 NL Nitrito 0 0 mgNO2 NL Nitrato 0 0 mgNO3 NL Fósforo 10 7 mgPL Orgânico 03 2 mgPL Inorgânico 07 5 mgPL 20 Equivalente populacional EP ou População equivalente É um parâmetro caracterizador dos despejos industriais indica a equivalência entre o potencial poluidor de uma indústria e uma determinada população que produza a mesma carga poluidora é usual o cálculo do equivalente populacional em termos da carga orgânica DBO é importante explicitar a carga per capita de referência usual 54 gDBOhabd