Saneamento I

Prof Eduardo Cohim

edcohim@gmail.br

1

Tratamento de Esgotos

QUALIDADE DAS ÁGUAS E USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA

OBJETIVOS DO TRATAMENTO DOS

ESGOTOS

Por que tratar os esgotos?

Remoção de

matéria orgânica

Remoção de sólidos

em suspensão

Remoção de organismos patogênicos

Remoção de

nutrientes

POLUIÇÃO DAS ÁGUAS • No caso de efluentes industriais

–M. Orgânica não biodegradável

–Metais pesados

– Sólidos inorgânicos dissolvidos

TURBIDEZ

5

COR

6

EXCESSO DE NUTRIENTES

7

8

Demanda Bioquímica de Oxigênio

DBO

IMPACTO DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES EM CORPOS D’ÁGUA: MATÉRIA ORGÂNICA

Organismos patogênicos

POLUIÇÃO POR MICRORGANISMOS

CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES QUANTIDADES

• Consumo de água

• Vazão média e variação horária

• Infiltração

• Vazão industrial

Quantificação das cargas poluidoras

• CARGA (L): p.e.: contribuição per capita

(Kg/cap.dia)

• CONCENTRAÇÃO:

Q

LC

CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS

Fonte

: von S

perlin

g

DESPEJOS INDUSTRIAIS • Biodegradabilidade

• Tratabilidade

• Concentração de matéria orgânica

• Disponibilidade de nutrientes

• Toxidez

• Equivalente populacional

CARACTERÍSTICAS DE DESPEJOS INDUSTRIAIS

MODELO SIMPLIFICADO

re

rreem

QQ

QCQCC

..

Um condomínio tem uma população de 2000 moradores e um consumo per capita de 120,0 L/hab.dia. A contribuição de carga orgânica é de 50 g/Hab.dia e a concentração de coliformes no esgoto é de 107 UFC/100 mL.

O lançamento do esgoto é feito em um rio que tem uma vazão de referência de 50,0 L/s e tem DBO igual a 2,0 mg/L e concentração de coliformes igual a 102 UFC/100mL.

Como ficariam essas características do rio caso o lançamento fosse feito sem tratamento?

Padrões de qualidade

FLUXOGRAMA DE UTILIZAÇÃO DA ÁGUA

ANÁLISES

E

EXAMES

CONDICIONAMENTO

PADRÕES

ANÁLISES E

EXAMES

USO

Lançamento

RESOLUÇÃO 357/05 - CONAMA

A

M

O

S

T

R

A

G

E

M

A

M

O

S

T

R

A

G

E

M

Classe especial Águas que podem ser destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano,

com desinfecção;

b) à preservação do equilíbrio natural das

comunidades aquáticas; e,

c) à preservação dos ambientes aquáticos em

unidades de conservação de proteção

integral.

Resolução 357/2005 do CONAMA

Classe 1 Águas que podem ser destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano, após

tratamento simplificado;

b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à recreação de contato primário, tais como natação,

esqui aquático e mergulho, conforme Resolução

CONAMA no 274, de 2000;

d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e

de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que

sejam ingeridas cruas sem remoção de película;

e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras

Indígenas.

Resolução 357/2005 do CONAMA

Classe 2 Águas que podem ser destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano, após

tratamento convencional;

b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à recreação de contato primário, tais como natação,

esqui aquático e mergulho, conforme Resolução

CONAMA no 274, de 2000;

d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de

parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os

quais o público possa vir a ter contato direto;

e) à aqüicultura e à atividade de pesca.

Resolução 357/2005 do CONAMA

Classe 3 Águas que podem ser destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano,

após tratamento convencional ou avançado;

b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas

e forrageiras;

c) à pesca amadora;

d) à recreação de contato secundário; e

e) à dessedentação de animais.

Resolução 357/2005 do CONAMA

Classe 4

Águas que podem ser destinadas:

a) à navegação;

b) à harmonia paisagística.

Resolução 357/2005 do CONAMA

PADRÕES DE QUALIDADE RESOLUÇAO 357 DO CONAMA

Classe

Parâmetro

OD

mg/l

DBO

mg/l

C. Termot.

UFC/100m

l

Clorofila

g/l

P Total

mg/l

Especial

Condições naturais

1

6,0

3,0

200

10,0

0,025 a

0,01

2

5,0

5,0

1000

30,0

0,03 a 0,05

3

4,0

10,0

4000

xxx

0,075 a

0,15

4

2,0

xxx

xxx

xxx

xxx

Parâmetro Limite Eficiência mínima de

remoção (1)

Observações

DBO5 (2) (3)

25 mg/l O2 70 -90 % -

DQO (3)

125 mg/l O2 75 % -

35 mg/l (4)

90 % População equivalente superior a 10.000 hab

60 mg/l 70% População equivalente de 2.000 a 10.000 hab

Sólidos em

suspensão totais

150 mg/l - Para efluentes de lagoas

Parâmetro Concentração Observações Eficiência mínima

de remoção (1)

Nitrogênio total 15 mg/l

10 mg/l

População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab

População equivalente superior a 100.000 hab (2)

70 - 80

Fósforo total 2 mg/l

1 mg/l

População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab

População equivalente superior a 100.000 hab

80

Legislação Européia

Padrões de lançamento para efluentes

urbanos

NÍVEIS DE TRATAMENTO

Gradeamento e

Remoção de

areia

Remoção de

óleos e graxas

Sedimentação

Sedimentação

quimicamente

assistida

Processos de

alta taxa

Lodo ativado

Bio-reator de

membrana

Filtro percolador

Biofiltro aerado

submerso

Contator

biológico rotativo

Desinfecção/

Remoção de

patógenos

UV

Cloro

Ozônio

Processos de

baixa taxa

Lagoas de

estabilização

Lagoas aeradas

Wetlands

Escoamento

superficial

Tratamento solo-

aqüifero

PRELIMINAR

Remoção de

sólidos

dissolvidos

Osmose reversa

Troca iônica

Nanofiltração

Remoção de

orgânicos e

metais

Adsorção em

carvao

Precipitação

química

Remoção de

sólidos

suspensos

Coagulação

química +

filtração

Remoção de

Fósforo

Precipitação

química

Remoção

biológica

Remoção de

Nitrogênio

Remoção

biológica de

nutrientes

PRIMÁRIO SECUNDÁRIO AVANÇADO

Sedimentação

secundária

Processamento

do lodo

Disposição final

Tratamento Preliminar Objetivo: remoção de sólidos grosseiros e areia

grade caixa de areia medidor

de vazão

adaptado de VON SPERLING, 1996

Tratamento Primário

Objetivo: remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis,

materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica

em suspensão

lodo primário

Tratamento Secundário

Objetivo: remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria

orgânica em suspensão não removida no tratamento primário

participação de microrganismos

contato entre os

microrganismos e o

material orgânico

contido no esgoto

matéria orgânica + H2O bactérias

mais bactérias + + CO2

TRATAMENTO TERCIÁRIO (OU AVANÇADO)

Objetivo: remoção de poluentes específicos e/ou

remoção complementar de poluentes não

suficientemente removidos no tratamento secundário.

Ex: nutrientes ou organismos patogênicos

Sistemas Anaeróbios X Sistemas Aeróbios

Reator

Anaeróbio Matéria

Orgânica

(100% DQO) Reator

Aeróbio

Lodo (5 a 15%)

Lodo (50 a 60%)

CO2

(40 a 50%)

Biogás

(70 a 90%)

Efluente

(10 a 30%)

Efluente (5 a 10%)

Aproveitamento Energético do Biogás?

Baixa Produção de Lodo! Reciclagem dos Biossólidos?

Atendimento à Legislação Ambiental?

PROCESSOS BIOLÓGICOS

Tratamento

Biológico

Infiltração

Rápida

Escoamento

Superficial

Irrigação

Wetlands

(Brejos

artificiais)

Aplicação

nSolo

Lagoas de

Estabilização

Filtro

BiológicoLodo AtivadoUASB

Naturais ou

Extensivos

Compactos

ou Intensivos

UASB – Reator anaeróbio de manta de lodo

FUNCIONAMENTO

influente

efluente

biogas

Leito de lodo

Coletor

De gás

decantador

Defl. de gás

Grão de lodo

Bolha de gas

vertedor Separador

trifásico

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

•Baixo custo de

implantação

•Operação simples

•Projeto simples

•Terreno reaproveitável

•Requer grandes áreas

•Excesso de algas no efluente

final

•Maus odores na lagoa

anaeróbia

Vantagens

Desvantagens

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

• Anaeróbias

• Facultativas

• Maturação

LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

LAGOAS FACILTATIVAS

Lodo

Esgoto

Sólidos

sedimentáveis

Vento

Mistura e reaeração O2

Zona

anaeróbia

Zona

facultativa

Zona

aeróbia

CO2

O2 CO2

Bactérias

Algas

NH3, PO4, etc Novas células

Células mortas

NH3, PO4, etc Novas células

Ácidos orgânicos CO2, NH3, H2S, CH4

H2S + 2O2 H2SO4

H2S

Ausênci

a

de O2

O2

Produção

durante o

dia

DISPOSIÇÃO NO SOLO

• Infiltração lenta

• Infiltração rápida

• Escoamento superficial

INFILTRAÇÃO LENTA

INFILTRAÇÃO RÁPIDA

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

SISTEMAS MECANIZADOS

49

20/09/07

Lodos ativados

tanque de

aeração decantador

secundário

adaptado de VON SPERLING, 1996

lodo secundário

linha de recirculação

Critérios e Parâmetros de Projeto

• Carga Hidráulica Volumétrica

Critérios e Parâmetros de Projeto

• Velocidade Ascendente do lodo

Remoção de Matéria Orgânica DBO Para θh=8h, Ef.=75%

Remoção de Sólidos

63

64

Fazer o pré-

dimensionamento do reator

anaeróbio para a cidade

exemplo e estimar a

qualidade do efluente em

termos de DBO e

coliformes

LAGOAS FACULTATIVAS PARÂMETROS DE PROJETO

•Profundidade típica: 1,5 metros

•Relação L/B: 3 a 5

•Taxa de aplicação superficial limite de

DBO

60.20 TL

40.14 TL

L taxa de aplicação de DBO (kg DBO/ha.d)

T = temperatura média do ar do mês mais frio do ano

Facultativas primárias

Facultativas secundárias

tk

NN

tK

SS

b

io

io

.1

.1

K=0,3 a 0,35 d-1 θ=1,05

Kb=2,6 d-1 θ=1,07