Vazao amostragem

Consultoria Claas Maia

• TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIAIS• REUSO DE EFLUENTE LÍQUIDO TRATADO

• USO DE ÁGUAS PLUVIAIS 09 e 10 de maio de 2008

Porquê tratar efluentes líquidos?

INTRODUÇÃO

Visto pelo lado de fora, o planeta deveria se chamar água.Com algumas "ilhas" de terra firme, cerca de 2/3 de sua superfície são dominados pelos vastos oceanos.

INTRODUÇÃO

• Os pólos e suas vizinhanças estão cobertos pelas águas sólidas das gigantescas geleiras.

• A pequena quantidade de água restante divide-se entre a atmosfera, o subsolo, os rios e os lagos.

• Estimam-se em cerca de 1,35 milhões de quilômetros cúbicos o volume total de água na Terra.

Onde está a água no planeta?

• Oceanos - 97,50%

Águas Subterrâneas - 0,514%

Rios e Lagos - 0,006%

Sangra o rio, chora a natureza

Geleiras - 1,979%

Atmosfera - 0,001%

1ª Parte

Caracterização de Efluentes Industriais e Sanitários

• Importante na etapa de projeto do sistema tratamento.

• Na operação e controle do sistema.Dados importantes:

– Volume gerado (vazão);– Características físico-químicas e biológicas.

• Vazão (m³/h, L/s)• É a medida do volume gerado

pela empresa em um determinado tempo. Depende do tipo de atividade, do porte e nível tecnológico empregado.

MEDIDORES DE VAZÃO

• Para conhecermos a vazão em uma ETE, há necessidade de utilizarmos determinados procedimentos de medida.

• Os medidores de vazão, dependendo das características da estação, podem estar localizados como primeira etapa do tratamento, como etapa intermediária ou como etapa final.

MEDIDORES DE VAZÃO

OBJETIVOS: • Determinar vazões de pico; • Vazão de efluente a ser tratada;• Vazão de efluente tratado;• Vazão dos equipamentos

utilizados.

MEDIDORES DE VAZÃO

Tipos mais utilizados:• Vertedores (triangular de

Thompson e retangular)• Calha Parshall

MEDIDORES DE VAZÃO

VERTEDORES TRIANGULARES• Indicado para vazões até 30

l/s. Pode ser construído de madeira, concreto, fibra.

VERTEDORES TRIANGULARES

Vertedor retangular

• Indicados para vazões entre 300-1000 l/s. Pode ser de madeira, concreto ou fibra. Não é um tipo muito utilizado.

• As dimensões de comprimento, localização da régua, localização da chicana são as mesmas do vertedor triangular.

Vertedor retangular

• Indicada para grandes vazões 300 - 400 l/s e para efluentes com grande quantidade de sólidos em suspensão. Depois dos vertedores triangulares é o segundo tipo mais utilizado.

• Pode ser construída em concreto, fibra de vidro ou aço inox ; é possível comprarmos calhas, já dimensionadas, de terceiros.

CALHA PARSHALL

Medição de vazão

• NBR 13403/95 - Medição de vazão em efluentes líquidos e corpos receptores - Escoamento livre - Procedimento.

• Agencia Estadual do Meio Ambiente e Recursos Hídricos - CPRH 2.004

• Medição De Vazão de Efluentes Líquidos – Escoamento Livre

Medidor de Vazão Ultra-sônico para Canais Abertos

• Utilizado na medição de vazão em canais abertos como calhas do tipo Parshall ou vertedouros;

• Não possui qualquer parte mecânica em contato com o processo;

• Funcionamento é baseado na emissão de pulsos de ultra-som por um sensor instalado acima do canal e que são refletidos pelo líquido que está sendo monitorando.

• A vazão é calculada com base na altura do nível do líquido em um ponto específico do canal;

• Esta altura medida pelo instrumento será utilizado para o cálculo da vazão por meio de fórmulas matemáticas.

• www.nivetec.com.br

• Possibilidade de monitoramento por módulo microprocessado com indicador e totalizador de vazão.

• Aplicações :- Uso em calhas Parshall e vertedouros;- Efluentes e esgotos (Estações de tratamento de efluentes);- Água bruta (Estações de tratamento de água);- Sistemas de irrigação.

Medidor de Vazão Ultra-sônico

• Desenvolvido para a medição de vazão de líquidos limpos em tubulações fechadas sem contato físico entre o medidor e o meio medido;

• Dispensa seccionamento ou furação na tubulação.

• Medição é baseada no princípio de tempo de trânsito : dois transdutores que são acoplados na parede externa do tubo emitem e recebem pulsos de ultra-som;

• O tempo de trajeto destes pulsos são analisados por um circuito eletrônico microprocessado que efetuará o cálculo da vazão instantânea.

•www.nivetec.com.br

• Aplicações :- Sistemas de osmose reversa, filtração e produção de água pura;- Líquidos que não possam sofrer qualquer tipo de contato com o meio;- Tubulações que não possam sofrer qualquer tipo de serviço;- Água, produtos químicos agressivos, produtos farmacêuticos, etc.

• Medição de vazão de líquidos em tubulações fechadas;

• A instalação é realizada por inserção e pode ser efetuada diretamente na tubulação através de uma luva ou por meio de acessórios como abraçadeiras;

• A medição da vazão é baseada no princípio de indução eletromagnética (Lei de Faraday), que determina a velocidade de escoamento do fluído no interior do tubo;

• Conhecendo-se a secção transversal e a velocidade, a vazão é determinada por um circuito eletrônico microprocessado.

Medidor de Vazão Eletromagnéticos

Aplicações :

• Macromedição;• Distribuição de água;• Água (tratada e bruta), efluentes, entre outros;

Amostragem e conservação de amostras

• Atualmente, os técnicos dos laboratórios de análises contam com aparelhos de alta tecnologia e precisão para executar seu trabalho.

• No entanto, de nada adiantará essa precisão se as amostras a serem analisadas não forem representativas das condições reais e/ou não forem devidamente conservadas.

Coleta e preservação de amostras

• NBR – 9897 Planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores – procedimento

• NBR – 9898 Preservação e técnicas de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores – procedimento

Coleta de amostras

Para o controle de uma estação de tratamento de efluentes são necessários dois tipos de coleta de amostras:

• Coleta (ou amostragem) simples.• Coleta (ou amostragem) composta.

Coleta de amostras

Coleta simples• A coleta simples restringe-se a recolher um

determinado volume de amostra instantaneamente. Esse tipo de coleta dá origem ao que é denominado de amostra simples. O volume de amostra vai depender das análises a que ela se destina.

Coleta de amostras

A coleta composta• É realizada recolhendo-se, em intervalos programados

ao longo de um dado período, uma determinada porção da amostra.

• O volume de cada porção única é variável de acordo com o tempo total em que se queira efetuar amostragem e com o volume final de amostra a ser obtido.

• As porções únicas coletadas devem ser conservadas a baixa temperatura (em torno de 4ºC a 5ºC),

Coleta de amostras

A coleta composta• Devem ser misturadas no final do período de

amostragem• O intervalo entre uma coleta e outra deve ser o menor

possível, sendo o ideal entre 10 e 15 minutos.• O período de tempo para a coleta composta deve ser

igual ao período de funcionamento da estação durante um dia de trabalho.

• Esse tipo de coleta pode ser realizado por amostradores automáticos ou manualmente.

Coleta de amostras

Coletor automático• Utiliza sistema à vácuo • Pode ser ligado ao medidor de vazão

de efluentes.• Coleta por tempo ou proporcional à

vazão.• Controlado por microprocessador e

alimentado por bateria interna.• Totalmente programável: início/

término de coletas, intervalo entre as coletas e quantidade a ser coletada.

• Opção: Composto (recipiente único para armazenamento) ou seqüencial, com 24 frascos de 500 ml.

Preservação de amostras

• No controle diário das estações, principalmente quando se trabalha com amostra simples, a conservação não representa um grande problema, pois as análises são realizadas imediatamente após a coleta.

• Quando isso não for possível, a amostra deve ser dividida e cada porção conservada para a análise específica a que se destina.

Preservação de amostrasStandard Methods

Parâmetro Frasco Volume mínimo de amostra (mL) Preservação Tempo Máximo

de Estocagem

Oxigênio Dissolvido Frasco de DBO5 300 mL Analisar

imediatamente -

DQOPlástico ou vidro 300 mL

Adicionar H2SO4 até pH < 2

DBO5 Plástico ou vidro 2000 mL Refrigerar a 4ºC 24 h

Padrão de emissão de poluentes

• Conteúdo máximo, expresso em concentração (massa/volume) e/ou em taxa de emissão (massa/tempo) de uma substância sólida, líquido ou gasosa, nos efluentes de uma fonte de emissão.

Principais análises utilizadas no monitoramento físico-químico de efluentes líquidos

• pH, • Temperatura,• DBO5, • DQO, • Oxigênio dissolvido, • Nitrogênio, • Fósforo, • Metais

pH = pH = potencial hidrogênio potencial hidrogênio iônicoiônico

• Def. clássica: logaritmo decimal do inverso da concentração de íons livre

• Nos indica o estado de acidez ou alcalinidade da amostra; quantificando na escala de 0 até 14, tendo o 7 como neutro

pH = pH = potencial hidrogênio iônicopotencial hidrogênio iônico

• Os organismos aquáticos estão geralmente adaptados às condições de neutralidade e, em conseqüência, alterações bruscas do pH de uma água podem acarretar o desaparecimento dos seres nela presentes.

• Valores fora das faixas recomendadas podem alterar o sabor da água e contribuir para corrosão dos sistemas de distribuição de água, ocorrendo com isso, uma possível extração do ferro, cobre, chumbo, zinco e cádmio, e dificultar a descontaminação das águas.

pH = pH = potencial hidrogênio iônicopotencial hidrogênio iônico

• O pH, a temperatura e o oxigênio dissolvido estão intimamente ligados a toxicidade, por exemplo, da amônia (quanto maior o pH, maior é a % tóxica da amônia).

Oxigênio dissolvido (mg/l)

• Importante no controle dos sistemas de tratamento biológico e para verificar e manter as condições aeróbias em um curso de água. Depende da temperatura. Coeficiente de saturação 20Cº = 9,2 mg O2/l.

• Teor OD = função inversa da temperatura, salinidade e altitude; direta da pressão atmosférica

DBO5 (mgO2/l): DEMANDA BIOLÓGICA DE OXIGÊNIO:

• Mede a quantidade de matéria orgânica presente em um efluente. A análise mede a quantidade de oxigênio dissolvido utilizado pelos microrganismos para estabilizar a matéria orgânica biodegradável.

• Lançada em pequenas quantidades é assimilada;• O excesso causa sérios danos aos ecossistemas

aquáticos;• É consumida pelas bactérias que terão condições de

multiplicar-se consumindo uma grande quantidade de oxigênio do meio aquático pelo processo da respiração;

• O consumo de oxigênio passa a ser maior do que a concentração disponível no meio podendo ocorrer à morte dos organismos aeróbios (que necessitam de oxigênio para sobreviver).

DQO• A DQO (mg O2/l): Demanda Química de Oxigênio - é a

quantidade de oxigênio quimicamente utilizada para oxidação da matéria orgânica e inorgânica de uma amostra.

• Associada a DBO5 possibilita conhecermos o fator de biodegradabilidade do efluente que estamos tratando. Quanto mais simplificado for o mecanismo bioquímico da degradação dos compostos presentes no efluente mais biodegradável será este efluente

DQO x DBO

• Possibilita conhecermos o fator de biodegradabilidade do efluente que estamos tratando.

• A biodegradabilidade é a capacidade de ser degradado biologicamente e depende diretamente das substâncias dissolvidas num determinado efluente. Quanto mais simplificado for o mecanismo bioquímico da degradação dos compostos presentes no efluente mais biodegradável será este efluente

Temperatura

• É um parâmetro muito importante pois a quantidade de oxigênio dissolvido é inversamente proporcional à temperatura; importante para o desenvolvimento microbiológico.

• 0 C ---> 14 mgO2/l ; 20 C ---> 9,2 mgO2/l ; 35 C ---> < 7 mgO2/l .

• Interfere em outras variáveis: pH, salinidade, alcalinidade, toxicidade de elementos/substâncias, na retenção de gases, etc.

• 5 graus de elevação = aumenta em 50% os efeitos tóxicos; tb reduz a sobrevivência de organismos

• 5 graus a menos produz retardamento e inativação dos peixes

• A cor é causada, principalmente, por sólidos dissolvidos ; é de difícil remoção e pode indicar as condições de um corpo receptor.

Turbidez ( turvação)

• Atribuída, principalmente, às partículas sólidas em suspensão , que diminuem a claridade e reduzem a transmissão da luz no meio; a água turva é aquela que não apresenta transparência e cristalinidade.

• Turbidez não caracteriza poluição

Sólidos(mg/l)• Podem ser de origem orgânica ou

inorgânica, dissolvidos ( fixos ou voláteis) , em suspensão (fixos ou voláteis) ou decantáveis.

Sólidos totais – ST• Quantidade total de matéria que não

seja água.Sólidos suspensos - SS (mg/l)• São todos os sólidos presentes na água,

exceto os solúveis e os em fino estado coloidal (< 1 m). Em laboratório são retidos por filtração.

Sólidos sedimentáveis - SP (mg/l)• Os sólidos sedimentáveis constituem

a parte mais grosseira dos SS. É o volume de sólidos que se deposita no fundo de um cone de Imhoff, após um determinado tempo de repouso do líquido ( normalmente 45 min).

Óleos e graxas ( mg/l)

• São considerados óleos e graxas os ácidos graxos, as graxas naturais e minerais, as ceras, os óleos vegetais e minerais.

Modificam a tensão superficial das águas dificultando astrocas gasosas, sobretudo do oxigênio, causando,

portanto,alterações no ecossistema aquático e nas característicasfísicas, químicas e biológicas das águas.

Nitrogênio e fósforo ( mg/l N e mg/l P )

• São nutrientes importantes para o bom funcionamento dos processos biológicos; a falta ou o excesso, levam ao desequilíbrio.

• Excesso causa eutrofização dos corpos d’água.

• Amônia é tóxica para microrganismos.

• É a concentração de sais da água.

• Se um efluente possuir alta salinidade e conferir esta característica ao manancial em que foi lançado, haverá uma tendência de que a água do interior das células saia, numa tentativa de diluir a concentração de sal do meio, o que ocasionará a morte dos organismos por murchamento.

Salinidade

Tensoativos• São os detergentes e sabões, tem a

capacidade de reduzir a tensão superficial da água.

Tensoativos• Causam a formação de espuma nas águas.• Por modificarem a tensão superficial dos

líquidos, influenciam nas trocas gasosas.• Causam gosto e odor nas águas.• Alguns tipos apresentam baixa degradação

biológica, sendo tóxicos para os peixes de águas interiores.

• Os efeitos tóxicos dos metais para o homem e para os ambientes aquáticos são bastante conhecidos, principalmente no que se refere aos metais pesados.

• Encontrados em alguns tipos de efluentes industriais, os metais pesados como Chumbo, Mercúrio e Cádmio são extremamente prejudiciais à saúde humana, fauna e flora em geral.

METAIS

METAIS• Por seu poder cumulativo, não são

eliminados do organismo uma vez ingeridos.

• Provocam males variados como degeneração do sistema nervoso central (Mercúrio e Chumbo), pressão alta, dores nos ossos e doenças renais (Cádmio).

Metais - Cromo

• O cromo pode existir sob diferentes formas de oxidação. O cromo trivalente é o mais estável. É o que existe no sistema biológico.A transformação do cromo inorgânico numa forma biologicamente ativa é indispensável para suas as biológicas.

Metais - Cromo

• O cromo é um elemento essencial para os animais e o homem. Um aporte insuficiente de cromo faz aparecer sinais e sintomas semelhantes aos da diabete e das doenças cardiovasculares

• É de 50 a 200 mcg por dia para adultos (National Research Council).

Metais - Cromo

• Nos ecossistemas aquáticos o cromo hexavalente exerce um efeito tóxico crônico e cumulativo aos peixes. Os sais de cromo, tanto trivalente como hexavalente, influenciam negativamente no processo de reprodução. Também são sensíveis crustáceos e algas.

• Salinidade: água do mar ---> 45 g/l água de rio------> 0,5 g/l• DBO5 de um rio : 0 - 2 mg O2/l• DBO5 do sangue: 162000 mg O2/l• DQO do efluente bruto de um curtume:

7250 mg O2/l• DQO de um esgoto doméstico: 250 a

1000 mg O2/l

PARÂMETROS COMPARATIVOS

PARÂMETROS COMPARATIVOSCaracterísticas do efluente homogeneizado sem reciclagem de banhos

Parâmetros Concentrações

PH 8,6

Sólidos sedimentáveis 90,0 ml/l

DQO 7.250 mg O2/l

DBO5 2.350 mg O2/l

Cromo total 94,0 mg/l

Sulfeto 26,0 mg/l

Fonte: CLAAS e MAIA, 1994:62.

PARÂMETROS COMPARATIVOSCaracterísticas do efluente homogeneizado com reciclagem de banhos

PH 7,5

DQO 4.000 mg O2/l

DBO5 1.800 mg O2/l

Sulfeto 10,0 mg/l

PARÂMETROS COMPARATIVOSCaracterísticas do efluente de empresas que processam couros a partir de wet blue

PH 5.0

DQO 3.500 mg O2/l

DBO5 1.200 mg O2/l

Sulfeto Ausente

Sólidos suspensos 895 mg/l

Características típicas de esgotos sanitários

Características típicas de efluentes industriais

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