Introdução ao Tratamento de Esgoto Sanitário

Daniel Costa dos Santos

Professor DHS/PPGERHA/UFPR

2017

1 Objetivo

Remoção de poluentes presentes no esgoto sanitário para promoção da saúde pública e da salubridade ambiental.

2 Poluentes

Classificação

Parâmetros Qualitativos

2.1 Classificação

Quanto a forma:

sólidos totais, sedimentáveis, suspensos (particulados ou dissolvidos), orgânicos, inorgânicos.

Quanto as características: matéria orgânica e inorgânica, nutrientes, patógenos, metais pesados, óleos, graxas, etc.

Características do Esgoto Sanitário

Matéria Sólida:

– 99,9% de água

– 0,1% de matéria sólida

Classificação da matéria sólida

Sólidos Orgânicos

Sólidos Sedimentáveis

Sólidos Minerais

Sólidos

Em Suspensão

Sólidos Orgânicos

Sólidos não Sedimentáveis

Sólidos Totais Sólidos Minerais

Sólidos Orgânicos

Sólidos Coloidais

Sólidos Minerais

Sólidos

Dissolvidos

Sólidos Orgânicos

Sólidos Dissolvidos

Sólidos Minerais

:

Exemplos

Sólidos suspensos: matéria orgânica dissolvida ou particulada, fósforo ou nitrogênio dissolvido, patógenos;

Sólidos sedimentáveis: matéria orgânica particulada, patógenos;

2.2 Parâmetros Qualitativos

Matéria orgânica: DBO, DQO, COT;

Nutrientes: fósforo e nitrogênio;

Patógenos: coliformes termotolerantes, vírus, protozoários, helmintos, etc.

Ex: DBO

3 Tipologia

Quanto à Natureza do Tratamento: Física, Química e Biológica; Quanto às Etapas do Tratamento: Preliminar, Primário, Secundário e Terciário; Quanto à Configuração do Sistema de Esgotamento: Descentralizado, Centralizado;

3.1 Tipologia quanto à Natureza

Física: sedimentação, filtração, ultravioleta;

Química: oxidação, variação do pH;

Biológica: oxidação bioquímica, cadeia alimentar;

3.1.1 Tratamento Físico

Sedimentação: de sólidos do esgoto;

Retenção:

. de sólidos grosseiros por peneiramento;

. de sólidos do esgoto por filtração;

Ultravioleta: inativação de patógenos;

3.1.2 Tratamento Químico

Oxidação:

. da matéria orgânica;

. de patógenos via desinfecção;

Variação do pH: eliminação de patógenos;

3.1.3 Tratamento Biológico

Oxidação bioquímica da matéria orgânica:

. por bactérias aeróbias;

. por bactérias facultativas;

. por bactérias anaeróbias;

Cadeia alimentar: eliminação de patógenos;

3.2 Tipologia quanto às Etapas

Preliminar

Primário

Secundário

Terciário

3.2.1 Tratamento Preliminar

Função: remoção de sólidos grosseiros de areia;

Tipos: grades, caixa de areia, desarenadores, etc;

Gradeamento

Tipos:

.Grades (simples

e mecanizadas) ;

.Trituradores.

CAIXA DE AREIA

Grade e Caixa de Areia

Grade mecanizada

ETE Salgado Filho – Campo Grande

Caixa de Areia Mecanizada – ETE Atuba Sul (Curitiba)

Caixa de Areia Mecanizada – ETE Piçarrão

Caixa em Funcionamento

Calha Parshall

3.2.2 Tratamento Primário

Função: remoção de sólidos sedimentáveis;

Tipos: decantador, tanque séptico, lagoas anaeróbias, etc;

TANQUE SÉPTICO

TANQUE SÉPTICO

Lagoa Anaeróbia

Lagoa anaeróbia

3.2.3 Tratamento Secundário

Função: remoção de sólidos suspensos (matéria orgânica dissolvida e particulada);

Tipos: lagoa facultativa, reator UASB, filtro anaeróbio, vala de filtração, filtro biológico, lagoa aerada, lodos ativados, etc.

Lagoa Facultativa

Lagoa City Petrópolis

Sistema de Lagoa Facultativa

Lagoa Jardim Paulistano I

Sistema de Lagoa Facultativa

Filtros Anaeróbios de Fluxo Ascendente

3.2.4 Tratamento Terciário

Função: remoção de sólidos suspensos (nutrientes e patógenos);

Tipos: wetlands, lagoa de maturação, filtro lento, vala de infiltração*, sumidouro*, cloração, etc.

* secundário e terciário.

WETLANDS

WETLANDS

WETLANDS

WETLANDS

Sumidouro

Valas de Infiltração

3.3 Quanto à Configuração do Sistema de Esgotamento:

Descentralizado, Centralizado;

4 SUB-PRODUTOS DE UMA ETE

4.1 Água de reúso

4.2 Lodo

4.3 Biogás

4.1 Água de reúso

Conselho Econômico e Social / ONU - 1985

“ A não ser que exista grande disponibilidade, nenhuma água de

boa qualidade deve ser utilizada para usos que tolerem águas de

qualidade inferior. ”

Reúso de Água: Finalidades

“Reutilizando águas para fins menos nobres ou, não utilizar água de certa qualidade em fins que requerem água de menor qualidade, consta de uma forma de conservar água no manancial.

Quanto ao controle ambiental, o fato positivo do reúso é a diminuição dos volumes de esgoto despejados nos mananciais hídricos (FRIEDLER, 2001)”.

Reúso de Água: Classificação

• Reúso direto: consta de direcionar o esgoto tratado diretamente ao seu local de uso.

• Reúso indireto: requer a passagem do esgoto tratado por um caminho intermediário, que no caso é o corpo d’água natural.

• Reúso potável: é aquele onde o efluente tratado atende os requisitos de potabilidade.

• Reúso não potável: requisitos de qualidade não são atendidos.

• Reúso planejado: há planejamento e monitoramento constante do efluente tratado que será distribuído.

• Reúso não planejado: ocorre de forma acidental.

Reúso de Água: Classificação (continuação)

• O reúso de micro abrangência seria aquele respectivo a pequenas instalações como prédios, indústrias, condomínios.

Ex.: água cinza

• O reúso de macro abrangência, no entanto, seria aquele voltado para bacias ou sub-bacias hidrográficas.

Ex.: esgoto sanitário tratado

Reúso de Água: Tipologia

Reúso de Água: Critérios de Qualidade

O reúso deve atender alguns critérios físicos, químicos e biológicos em função do uso que será dado;

USEPA/2012: critérios e recomendações em nível federal;

OMS: critérios para países em desenvolvimento por apresentar padrões menos exigentes;

4.2 Lodo do Tratamento de Esgoto

Retenção;

Tratamento do lodo;

Aproveitamento na agricultura.

4.3 Biogás nas ETEs

Geração

Potencial de aproveitamento

5 Configurações de Estações de Tratamento de Esgoto

. Gradeamento, caixa de areia, tanque séptico, filtro anaeróbio, sumidouro ou vala de infiltração;

. Gradeamento, caixa de areia, sistema australiano (lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa), lagoa de maturação;

5 Configurações de Estações de Tratamento de Esgoto

. Gradeamento, caixa de areia, lodos ativados, wetlands;

. Gradeamento, caixa de areia, lagoa anaeróbia, lagoa aerada, cloração;

Sistema Australiano: Lagoa Anaeróbia + Lagoa Facultativa

Dois Sistemas Australianos em Paralelo

Tanque Séptico e Sumidouro

Tanque Séptico, Filtro Anaeróbio e Sumidouro

Tanque Séptico e Filtro Anaeróbio FONTE:http://fibromuebles.com/sistemas.html

Tanque Séptico e Vala de Infiltração FONTE: http://bsseptictank.com/es/underground-services

Eficiências de Remoção (%) Parâmetro DBO Fósforo Nitrogênio Cterm

Tratamento (log)

Tanque séptico 30-35 < 35 < 30 < 1

Lagoa Anaeróbia

Filtro Anaeróbio

Filtro Biológico

Lagoa Facultativa 75-85 < 35 < 60 1-2

Reator UASB (RALF) 60-75 < 35 < 60 1

Lodo Ativado

Wetlands 80-90 < 35 < 60 3-4

Cloração

Lagoa de Maturaçâo

Parâmetros de Projeto

• Carga de poluente; Ex: CDBO , CP , CN

• Carga superficial; Ex: CDBO / m2 ; CP / m2

• Carga volumétrica; Ex: CDBO / m3 ; CP / m3

• Q = v . A

• Tempo de detenção; Td = Ʉ / Q

• Eficiência de remoção; E = (DBOa – DBOe)/DBOa