[Apostila] Tratamento de Efluentes Líquidos - UFMS

7/31/2019 [Apostila] Tratamento de Efluentes Lquidos - UFMS

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Profa. Dra. Marta Regina Lopes Tocchetto email: [email protected] ; www.marta.tocchetto.com

QMC 1036QMC 1036QMC 1036QMC 1036 QUQUQUQUMICAMICAMICAMICA AMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESDUOSDUOSDUOSDUOS

CURSO DECURSO DECURSO DECURSO DE QUQUQUQUMICA INDUSTRIALMICA INDUSTRIALMICA INDUSTRIALMICA INDUSTRIAL

PARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LPARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LPARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LPARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LQUIDOSQUIDOSQUIDOSQUIDOS

QMC 1036QMC 1036QMC 1036QMC 1036 QUQUQUQUMICAMICAMICAMICA AMBIENTAL EAMBIENTAL EAMBIENTAL EAMBIENTAL E

GERENCIAMENTO DE REGERENCIAMENTO DE REGERENCIAMENTO DE REGERENCIAMENTO DE RESSSSDUOSDUOSDUOSDUOS

PARTE 1PARTE 1PARTE 1PARTE 1 EFLUENTES LQUIDOSEFLUENTES LQUIDOSEFLUENTES LQUIDOSEFLUENTES LQUIDOS

Profa. Dra. Marta Regina Lopes TocchettoProfa. Dra. Marta Regina Lopes TocchettoProfa. Dra. Marta Regina Lopes TocchettoProfa. Dra. Marta Regina Lopes Tocchetto

Departamento de Qumica UFSM (RS)

---- Santa MariaSanta MariaSanta MariaSanta Maria,,,, marmarmarmaroooo 2222000000008888----


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2QMC 1036QMC 1036QMC 1036QMC 1036 QUQUQUQUMICAMICAMICAMICA AMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESDUOSDUOSDUOSDUOS


PARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LPARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LPARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LPARTE 1: TRATAMENTO DE EFLUENTES LQUIDOQUIDOQUIDOQUIDOSSSS

SUMRIOSUMRIOSUMRIOSUMRIO

1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL ...................................................................... 7777

1.11.11.11.1 Ecoeficincia e Sustentabilidade AmbientalEcoeficincia e Sustentabilidade AmbientalEcoeficincia e Sustentabilidade AmbientalEcoeficincia e Sustentabilidade Ambiental ................................................. 7777

1.1.1 Indstria - Ecoeficincia e Sustentabilidade ............................................................. 7

2. EFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAIS2. EFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAIS2. EFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAIS2. EFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAIS ................................................ 10101010

2.1 Gerao x Consumo de gua2.1 Gerao x Consumo de gua2.1 Gerao x Consumo de gua2.1 Gerao x Consumo de gua ......................................................................... 10101010

2.2 Tratamento Fsico2.2 Tratamento Fsico2.2 Tratamento Fsico2.2 Tratamento Fsico----QumicoQumicoQumicoQumico ............................................................................... 10101010

2.2.1 Precipitao qumica com coagulantes .................................................................... 12

2.2.2.1 Polieletrlitos ........................................................................................ 14

2.2.3 Nveis de tratamento ................................................................................ 15

2.2.4 Escolha do tratamento .............................................................................................. 16

2.2.5 Caractersticas dos efluentes industriais .................................................................. 19

2.2.5.1 Matria orgnica .................................................................................................... 19

2.2.5.2 DBO Demanda bioqumica de oxignio ............................................................ 20

2.2.5.3 DQO Demanda qumica de oxignio ..................................................... 21

2.2.5.4 Slidos totais ........................................................................................ 24

2.2.5.5 pH.......................................................................................................................... 25

2.2.5.6 Temperatura .......................................................................................................... 25

2.2.5.7 Compostos txicos ................................................................................................. 26

2.2.5.8 Nutrientes ............................................................................................................... 26

2.2.5.8.1 Eutrofizao ........................................................................................................ 26

2.2.6 Processos Unitrios.................................................................................................. 28

2.2.6.1 Peneiramento ......................................................................................................... 28

2.2.6.2 Resfriamento......................................................................................................... 29

2.2.6.3 Gradeamento......................................................................................................... 29

2.2.6.4 Desarenao .......................................................................................................... 30

2.2.6.5 Reteno de gordura............................................................................................. 31

2.2.6.6 Reteno de leo ................................................................................................... 32

2.2.6.7 Equalizao ........................................................................................................... 34

2.2.6.8 Correo de pH ...................................................................................................... 35


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2.2.6.9 Mistura rpida ........................................................................................................ 37

2.2.6.10 Floculao........................................................................................................... 41

2.2.6.11 Decantao.......................................................................................................... 432.2.6.12 Flotao ............................................................................................................... 45

2.2.6.13 Adensamento de lodo .......................................................................................... 47

2.2.6.14 Desaguamento de lodo ........................................................................................ 48

2.2.7 Processos Qumicos Especficos............................................................................. 55

2.2.7.1 Recuperao de cromo......................................................................................... 55

2.2.7.2 Oxidao de sulfetos............................................................................................. 56

2.2.7.3 Oxidao de cianetos ............................................................................................57

2.2.7.4 Reduo de cromo hexavalente ............................................................................ 58

2.2.7.5 Remoo de metais pesados e outras substncias txicas ................................. 59

2.2.7.6 Remoo de fsforo por precipitao qumica ...................................................... 60

2.2.7.7 Remoo de nitrognio por arraste de ar .............................................................. 61

2.3 Tratamentos Tercirios Avanados2.3 Tratamentos Tercirios Avanados2.3 Tratamentos Tercirios Avanados2.3 Tratamentos Tercirios Avanados ......................................................... 66662222

2.3.1 Adsoro ................................................................................................................... 62

2.3.2 Eletrodilise ..............................................................................................................632.3.3 Osmose reversa ........................................................................................................ 65

2.3.4 Troca inica............................................................................................................... 66

2.4 Processos Biolgicos2.4 Processos Biolgicos2.4 Processos Biolgicos2.4 Processos Biolgicos ........................................................................... 66669999

2.4.1Consumo de nutrientes em sistemas biolgicos ...................................................... 70

2.4.2 Tratamento aerbio .................................................................................................. 71

2.4.2.1 Lagoas facultativas ................................................................................................ 71

2.4.2.2 Sistema de lagoas anaerbias-lagoas facultativas ................................................ 73

2.4.2.3 Lagoa aerada facultativa ........................................................................................ 74

2.4.2.4 Sistema de lagoas aeradas de mistura completa lagoas de decantao ......... 75

2.4.2.5 Lodos ativados convencional................................................................................. 76

2.4.2.6 Lodos ativados com aerao prolongada .............................................................. 78

2.4.2.7 Fluxo intermitente (batelada) ................................................................................. 79

2.4.2.8 Filtros biolgicos de baixa carga ............................................................................ 80

2.4.2.9 Filtros biolgicos de alta carga ....................................................................... 82

2.4.3 Tratamento anaerbio ............................................................................................... 83


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2.4.3.1 Sistema fossa sptica filtro anaerbio ............................................................... 83

2.4.3.2 Reator anaerbio de manta de lodo ...................................................................... 84

2.4.3.3 Disposio de efluentes no solo............................................................................ 852.2.5 Legislao ................................................................................................................. 89

2.2.5.1 Projeto e licenciamento de ETE ............................................................................. 89

2.2.5.2 Padres de emisso de efluentes lquidos ............................................................ 91

2.6 Frigorficos e Abatedouros2.6 Frigorficos e Abatedouros2.6 Frigorficos e Abatedouros2.6 Frigorficos e Abatedouros ................................................................... 99992222

2.6.1 Graxarias .................................................................................................................. 96

2.6.2 Operao de limpeza ............................................................................................... 97

2.6.3 Currais ......................................................................................................................98

2.6.4 Consumo de gua ..................................................................................................... 99

2.6.5 Uso de produtos qumicos........................................................................................ 101

2.6.6 Caractersticas dos efluentes lquidos ...................................................................... 103

2.6.7 Tratamento dos efluentes lquidos ............................................................................ 108

2.6.8 Resduos slidos ....................................................................................................... 110

3.3.3.3. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAREFERNCIAS BIBLIOGRFICAREFERNCIAS BIBLIOGRFICAREFERNCIAS BIBLIOGRFICASSSS ..................................................... 111111113333


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1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL1. GERENCIAMENTO AMBIENTAL

1.11.11.11.1 Ecoeficincia e Sustentabilidade AmbientalEcoeficincia e Sustentabilidade AmbientalEcoeficincia e Sustentabilidade AmbientalEcoeficincia e Sustentabilidade Ambiental

A integrao entre Qualidade e Meio Ambiente possibilita s instalaes a

substituio da antiga viso, fim de tubo, por procedimentos que levam

preveno dos impactos sade e ao meio ambiente, ou seja, a introduo do

conceito de ecoeficincia. Essa estratgia visa prevenir a gerao de resduos,

em primeiro lugar, e ainda minimizar o uso de matrias-primas e energia. Ossetores crticos das instalaes so os alvos para a introduo destas

modificaes, constituindo-se, quase sempre, em solues suficientes para a

maioria das indstrias. Maior eficincia resulta, naturalmente, em reduo de

desperdcios e, conseqentemente, em menor gerao de resduos,

racionalizao dos recursos naturais, aumento da produtividade e

desenvolvimento econmico e social.

Nesse contexto, considerando uma viso holstica do sistema de produo, odesenho do produto tem grande importncia, pois leva em conta que um dia

este se tornar resduo. O projeto deve prever a futura desmontagem,

facilitando a recuperao ou reciclagem. A adoo de medidas neste sentido,

independe de regulamentaes e acordos, reflete a responsabilidade do setor

industrial. Para assegurar a Qualidade Ambiental deve-se prever o ciclo de vida

do produto, j na fase de concepo, identificando as matrias-primas e o

desenvolvimento do respectivo processo produtivo, as solues para osresduos gerados atravs do gerenciamento dos mesmos e da produo,

passando assim, a ser tratados de forma integrada, abandonando a antiga

forma de gesto fim de tubo .

1.1.11.1.11.1.11.1.1 IndstriaIndstriaIndstriaIndstria ---- Ecoeficincia e SustentabilidadeEcoeficincia e SustentabilidadeEcoeficincia e SustentabilidadeEcoeficincia e Sustentabilidade


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O processo competitivo e econmico est cada vez mais fundamentado no

emprego de medidas que permitam minimizar o consumo de matrias-primas e

outros insumos. Assim, as indstrias esto buscando caminhos para diminuir ovolume de resduos gerados com a implantao de estratgias de recuperao

e de reuso (EPA, 2002). H inmeras vantagens, diretas e indiretas, com a

implantao de estratgias de recuperao. Hart apud Carlos et al. (2003),

afirma que o alcance da sustentabilidade est associado estabilizao ou

reduo da carga ambiental. O desenvolvimento sustentvel, a preveno e

controle integrados da poluio, so palavras-chave para uma nova

abordagem, visando a proteo ambiental. Atualmente se consideraindissocivel do conceito de produtividade, a minimizao de efluentes e a

racionalizao do consumo de matrias-primas (CEPIS/OPS, 2002; NCDENR,

2004). So diversos os benefcios advindos da implantao de programas de

reuso e reaproveitamento:

reduo dos custos de implantao e operao de estaes de tratamento;

possibilidade de aumentar a produo sem ampliar as instalaes para

tratamento de efluentes;

aumento de produtividade e reduo de perdas decorrentes da otimizao

do processo, da conscientizao e do envolvimento dos funcionrios.

Projetos voltados reduo, ao reuso ou reciclagem, por exemplo, de gua e

de produtos qumicos exigem uma viso de produtividade, em que a substncia

a ser recuperada deve ser vista como matria-prima. Contribuindo para o

desenvolvimento da viso de produtividade, Staniskis e Stasiskiene (2003)apresentam os aspectos-chave para o entendimento do processo de integrao

entre meio ambiente e o crescimento econmico, ou seja:

compreender o meio ambiente e o processo que o afeta, atravs da

identificao na origem das provveis fontes de degradao ambiental,

suas conseqncias e os custos de reduo, como um fundamento para

polticas efetivas;


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desenvolver indicadores de performanceambiental a serem aplicados nas

polticas locais, regionais e nacionais;

usar informaes ambientais para melhorar as regulamentaes pblicas e

privadas nas decises a tomar;

gerenciar o meio ambiente atravs da compreenso, construo,

acumulao e disseminao do entendimento, melhorando o setor privado e

ampliando os modelos de polticas pblicas para incluir as variveis

ambientais.

O cerne da questo ambiental fundamenta-se na sustentabilidade,

conforme o conceito encontrado no Relatrio de Brundtland, ou seja,

satisfazer as necessidades das geraes presentes sem, contudo

comprometer a sobrevivncia das geraes futuras (Frankenberg et al.,

2003, p.30).

ComentrioComentrioComentrioComentrio

A busca de novas tecnologias em substituio as poluentes tem sido uma

forma eficaz de reduzir os problemas ambientais, mas na maioria das vezes

isto ocorre em resposta a presses legais ou a outro risco eminente. preciso

que se faa uma abordagem bem mais ampla e profunda incorporando-se

gesto empresarial aes que possam acompanhar todo o processo industrial

desde a negociao com fornecedores para a aquisio de matria-prima,

at a disposio final ou reciclagem dos produtos consumidos introduzindo

uma mudana organizacional consciente em prol da adequao ambiental da

empresa industrial. A preocupao de gerenciar a natureza de forma

equilibrada j era evidenciada por Francis Bacon, no final do ano de 1500:

Para comandar a natureza preciso obedec-la .


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2.2.2.2. EFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAIS

EFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAISEFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAISEFLUENTES LQUIDOS INDUSTRIAIS

2.1 Gerao2.1 Gerao2.1 Gerao2.1 Gerao xxxx Consumo de guaConsumo de guaConsumo de guaConsumo de gua

A gua um bem inestimvel. Em nosso planeta a disponibilidade de gua

para consumo humano dramtica. Em se tratando de gua para o consumo

industrial, a situao bastante grave, pois alm de satisfazer as

especificaes legais para descarte, deve-se considerar o elevado custo de

tratamento e disposio final.

Os despejos industriais so originados de resfriamentos, lavagens, descargas,

extraes, tratamentos qumicos e outras operaes. So to variados quantos

os processos de fabricao. Variam de grandes descargas de gua de

refrigerao que causam poluio trmica at as relativamente pequenas com

concentraes elevadas de substncias qumicas. sabido que certos

despejos industriais ocasionam dificuldades nas estaes de tratamento.

Metais txicos e produtos qumicos podem destruir a atividade biolgica nasestaes e cursos d gua, dificultando ou inviabilizando o aproveitamento

posterior.

O consumo de gua deve ser bem analisado tanto na fase de projeto da

estao quanto na operao, visando verificar o consumo excessivo que trs

custos significativos ao tratamento de efluentes. Com o consumo elevado de

gua, a vazo de efluente para a ETE ser maior, consequentemente as

unidades tero dimenses maiores, assim como o consumo de produtos

qumicos, a energia eltrica e a potncia dos equipamentos.

Outra forma de reduzir o consumo de gua na indstria a recuperao

atravs da recirculao de guas que podero ser aproveitadas em outros

setores. o caso de guas de refrigerao e condensao.

necessrio urgentemente agir nos processos industriais objetivando

implementar sistemas de produo mais limpa. Trata-se, hoje, de uma questo


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de sobrevivncia, no s dos empreendimentos, mas fundamentalmente dos

habitantes terrestres.

Atualmente diversas tecnologias esto disponveis, porm h diversas barreiras

legais, financeiras, governamentais para introduzir muitas delas em nosso pas.

H escassez de acessabilidade para o empreendedor agir e implantar solues

para estes problemas. Tambm h carncia de cultura da gua no setor

industrial. muito comum o desperdcio de gua quando a captao prpria,

pois os custos se resumem ao consumo de energia para funcionamento das

bombas e outros equipamentos.

O fechamento de ciclos de gua em etapa especficas do processo ou mesmo

aps o tratamento fsico-qumico permite reduo da captao de gua,

desperdcios, alm da possibilidade de implantao de estratgias de reuso e

recuperao de matrias primas.

2.2 Tratamento Fsico2.2 Tratamento Fsico2.2 Tratamento Fsico2.2 Tratamento Fsico----QumicoQumicoQumicoQumico2.2.1 Precipitao2.2.1 Precipitao2.2.1 Precipitao2.2.1 Precipitao qqqqumicaumicaumicaumica com coagulantescom coagulantescom coagulantescom coagulantes

O tratamento fsico-qumico por coagulao-floculao de guas residurias

decorrentes de processos industriais tem sido empregado, na maioria das

vezes, a nvel primrio, precedendo o tratamento biolgico de depurao,

objetivando reduzir a carga orgnica afluente, resultando em um

dimensionamento menor destas unidades. A finalidade principal deste tipo de

tratamento a remoo de poluentes inorgnicos, matrias insolveis, metais

pesados, matrias orgnicas no biodegradveis, slidos em suspenso, cor,

etc.

O tratamento fsico-qumico por coagulao-floculao difere muito pouco dos

sistemas de tratamento empregados no tratamento de gua bruta para

abastecimento pblico, nos quais a concepo bsica consiste em transformar

e flocos, impurezas em estado coloidal, suspenses etc. e, posteriormente,


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remov-los em decantadores. Para ocorrer a floculao, lana-se mo de

coagulantes qumicos, como sais de alumnio e de ferro, que reagem com a

alcalinidade contida ou adicionada nas guas residurias, formando hidrxidosque desestabilizam os colides, partculas em suspenso, para reduo do

potencial zeta a valores prximos a zero, denominado potencial isoeltrico1.

A remoo dos slidos coloidais e em suspenso pode ocorrer atravs dos

seguintes mecanismos:

Varredura os slidos so removidos ao serem envolvidos pelo gel do

hidrxido, sendo posteriormente arrastados na precipitao. Os flocosformados possuem maior densidade, consequentemente, tm melhor

sedimentao.

Adsoro os produtos de hidrlise de cargas opostas s dos slidos

adsorvem em sua superfcie as partculas coloidais. Como as partculas

formadas so muito pequenas, a remoo mais eficiente por meio da

filtrao.

Alm dos mecanismos citados, existem as atraes atravs de foras fracas de

Van der Walls e a adsoro atravs da formao de pontes quando se adiciona

polieletrlitos para melhorar a coagulao-floculao e, tambm atravs da

polimerizao dos coagulantes. Pequena parte dos slidos solveis arrastada

juntamente com os flocos sedimentveis (co-precipitao).

2.2.2 Precipitao2.2.2 Precipitao2.2.2 Precipitao2.2.2 Precipitao qqqqumica pelaumica pelaumica pelaumica pela vvvvariao de pHariao de pHariao de pHariao de pH

Existe tambm a precipitao de poluentes sem ocorrer a coagulao-

floculao, apenas pela variao do pH. Os metais pesados podem ser

1Nas guas naturais e residurias os colides frequentemente encontram-se carregados

negativamente que permanecem estveis graas s foras de repulso. Na coagulao h o

agrupamento das micelas formando uma disperso tipo gel. Quando o coagulante adicionado, h reduo do potencial zeta valores muito baixos, permitindo a aglomeraoatravs de foras eletrostticas e de Van der Walls.


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precipitados pela elevao do pH, na forma de hidrxidos ou carbonatos,

fsforo na forma de fosfatos, etc.

Quando se usa cal, o produto formado carbonato de clcio que atua como

coagulante, conseguindo precipitar certas protenas, lignina alm dos metais

pesados e fsforo. Sempre necessrio pesquisar o pH timo em que a

solubilidade do slido mnima e a precipitao mxima. Quando a elevao

ultrapassa este ponto, os slidos podem tornar-se solveis. Exemplo: efluentes

cidos de minerao. No caso de efluentes muito alcalinos, efluentes de ltex,

por exemplo, em que os slidos encontram-se solveis, devido a forte

alcalinizao acima do ponto timo, necessrio adicionar cido para atingir o

ponto timo.

Existem substncias que tambm precipitam com cidos, como, por exemplo,

protenas animais, encontradas em efluentes de curtumes que alm de

precipitarem entre 8 e 8,4, precipitam tambm entre 6 e 6,5. Os corantes como

lixvia negra, da indstria de celulose, precipitam em pH em torno de 4. Na

maioria dos casos, a precipitao ocorre na fase alcalina.

A adio de cal pode elevar o pH muito alm do ponto timo de coagulao,

acarretando com isso maior consumo de coagulante. Nem todos os

precipitantes podem ser empregados para qualquer efluente. Cada caso deve

ser analisado separadamente, objetivando selecionar o precipitante ou os

precipitantes que daro melhores resultados de remoo de poluentes. A

natureza dos resduos, custos e a disponibilidade dos precipitantes so fatores

importantes a serem considerados.

s vezes, pode-se empregar simultaneamente a cal com sais de ferro ou de

alumnio, inclusive polieletrlitos para obter uma melhor sedimentao dos

slidos precipitveis pela floculao e pela formao de insolveis.

Slidos insolveis de difcil sedimentao podem ser removidos por filtrao,

aps a decantao ou mesmo por flotao.


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2.2.2.1 Polieletrlitos2.2.2.1 Polieletrlitos2.2.2.1 Polieletrlitos2.2.2.1 Polieletrlitos

Dificuldades ocorrem com a coagulao, frequentemente, ocorrem devido aos

precipitados de baixa decantabilidade e o enrijecimento dos flocos. Os

materiais mais usados so os polieletrlitos. Os polmeros sintticos so

substncias orgnicas de cadeia longa e alto peso molecular, disponveis numa

variedade de nomes comerciais. Os polieletrlitos so classificados de acordo

com a carga eltrica na cadeia do polmero.

Os aninicos so os que possuem cargas eltricas negativas, os carregados

positivamente so os catinicos e que no possuem carga eltrica so os no-

inicos. Os aninicos ou no-inicos so frequentemente usados com

coagulantes metlicos para promoverem a ligao entre os colides, a fim de

desenvolver flocos maiores e mais resistentes.

A dosagem requerida de um auxiliar de coagulao geralmente da ordem de

0,1 a 1,0 mg/L. Na coagulao de algumas guas, os polmeros podem

promover floculao satisfatria, com significativa reduo das dosagens de

sulfato de alumnio. As vantagens potenciais do uso de polmeros so a

reduo da quantidade de lodo e a sua amenidade desidratao.

Os polmeros catinicos tm sido usados com sucesso, em alguns casos como

coagulantes primrios. Embora o custo unitrio destes polmeros seja alto, 10 a

15 vezes maior que os custos do sulfato de alumnio, as reduzidas dosagens

requeridas podem igualar o custo final com substncias qumicas para os dois

casos. Adicionalmente, ao contrrio do lodo gelatinoso e volumoso oriundo do

uso do sulfato de alumnio, o lodo formado pelo uso de polmero

relativamente mais denso e fcil para ser desidratado, facilitando o manuseio e

a disposio.

Algumas vezes, os polmeros catinicos e no-aninicos podem ser usados

conjuntamente para formar um floco mais adequado, o primeiro sendo o

coagulante primrio e o segundo um auxiliar de coagulao. Embora

significativos progressos tenham sido feitos na aplicao de polieletrlitos, no

tratamento de gua sua principal aplicao ainda auxiliar de coagulao.


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Testes de floculao devem ser feitos para determinar a eficincia de um

determinado polieletrlito na floculao de uma determinada gua.

2.2.3 Nveis de2.2.3 Nveis de2.2.3 Nveis de2.2.3 Nveis de ttttratamentoratamentoratamentoratamento

Dependendo das condies das guas receptoras e da eficincia dos

processos, podemos classificar o tratamento de guas residurias em

diferentes nveis ou fases.

Tratamento Preliminar remove apenas slidos grosseiros, flutuantes e

matria mineral sedimentvel. Os processos preliminares so:

Gradeamento

Desarenao

Reteno de leo e gordura

Peneiramento

Tratamento primrio remove matria orgnica em suspenso e a DBOparcialmente. Os processos so:

Decantao primria ou simples

Precipitao qumica com baixa eficincia

Flotao

Neutralizao

Tratamento Secundrio remove matria orgnica dissolvida e em

suspenso. A DBO removida quase totalmente. Dependendo do sistema

adotado a eficincia muito alta. Os processos so:

Lodos ativados

Lagoas de estabilizao

Sistemas anaerbicos com alta eficincia

Lagoas aeradas Filtros biolgicos


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Precipitao Qumica com alta eficincia

Tratamento Tercirio quando se pretende obter um efluente com alta

qualidade ou a remoo de outras substncias contidas nas guas residurias.

Os processos so:

Adsoro em carvo ativado;

Osmose reversa

Eletrodilise

Troca inica Filtros de areia

Remoo de nutrientes

Oxidao qumica

Remoo de organismos patognicos

2.2.4 Escolha do2.2.4 Escolha do2.2.4 Escolha do2.2.4 Escolha do ttttratamentoratamentoratamentoratamento

Os processos fsico-qumicos so recomendados para a remoo de poluentes

inorgnicos, metais pesados, leos e graxas, cor, slidos sedimentveis,

slidos em suspenso atravs da coagulao-floculao, matria orgnica no

biodegradvel, slidos dissolvidos por precipitao qumica e outros compostos

por oxidao qumica.

Na remoo de slidos volteis (dissolvidos e em suspenso), o tratamento

biolgico o mais indicado. Num sistema de lodos ativados com aerao

prolongada, por exemplo, a eficincia de remoo da DBO encontra-se em

torno de 90 a 95%. Para remover slidos fixos dissolvidos, recomenda-se

tratamentos avanados como troca inica, adsoro em leitos de carvo

ativado e outros.

No tratamento de esgotos sanitrios atravs da coagulao-floculao a

eficincia de remoo da DBO situa-se entre 50 e 75% e h a remoo quase

total dos slidos em suspenso. Para slidos efluentes industriais, a eficincia


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de remoo bastante varivel, dependendo muito das caractersticas de cada

efluente. A eficincia ser mais elevada, se grande parte dos slidos se

encontrarem em suspenso. No caso de slidos dissolvidos, a eficincia muito baixa. A eficincia mais elevada de remoo de DBO dificilmente

ultrapassa 75%. A remoo de slidos em suspenso, a eficincia geralmente

ultrapassa 90%.

No caso, da escolha do tratamento, dois parmetros so de grande importncia

para avaliar o mais adequado DQO e DBO. No caso, da DQO ser menor

que o dobro da DBO, provvel que grande parte da matria orgnica seja

biodegradvel, podendo ser adotado os tratamentos biolgicos convencionais.

Se a DQO for muito alm do dobro da DBO (triplo ou qudruplo) possvel que

grande parte da matria orgnica no seja biodegradvel. Se a causa for, por

exemplo, a existncia de celulose, que no biodegradvel e no txica,

poder ser aplicado o tratamento biolgico. Caso a grande parte da matria

no biodegradvel for causadora da poluio, os processos fsico-qumicos por

precipitao qumica e coagulao-floculao podero ser os mais adequados.

O procedimento para avaliar a eficincia, objetivando oferecer subsdios para

estudo preliminar de projetos de tratamento de efluentes, recorrer aos

ensaios de floculao (Jar-Test) que uma simulao do que realmente ocorre

na estao de tratamento (Figura 1). Analisam-se parmetros de DBO, DQO,

slidos sedimentveis, slidos volteis, etc. dos efluentes bruto e do clarificado

obtidos no ensaio e, posteriormente, calcula-se a eficincia de remoo em

percentagem. recomendvel efetuar cinco anlises, sendo tolervel o mnimode trs, para se ter uma boa representao e confiabilidade dos resultados.


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Figura 1: Jar Test

Parmetros muito importantes na caracterizao dos despejos so a variao

de pH, temperatura, DBO, DQO, slidos totais, slidos sedimentveis e

volteis, leos e graxas etc. O procedimento para caracterizar e determinar as

vazes de efluentes visando o tratamento bastante complexo.

importante observar as matrias primas, os produtos qumicos utilizados e

consumo de gua nas diversas operaes da fbrica e etapas do processo.

Exemplo: Num matadouro so consumidos de 1200 a 2500 L de gua por

cabea de gado abatido, sendo as contribuies correspondentes a sala de

matana, bucharia, triparia, midos, sanitrios, ptios, currais, lavagem de

caminhes e outras operaes. De acordo com o fabricante, pois o consumo

de gua varia de um matadouro para outro, este volume pode chegar a 2500L/cabea.

O consumo de gua fundamental para determinar o dimensionamento da

estao de tratamento, portanto cabe ao projetista considerar o nmero de

setores e a contribuio de cada um na gerao dos efluentes.


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2.2.5 Caractersticas dos2.2.5 Caractersticas dos2.2.5 Caractersticas dos2.2.5 Caractersticas dos eeeefluentesfluentesfluentesfluentes iiiindustndustndustndustriaisriaisriaisriais

O conhecimento das caractersticas das guas residurias industriais, constitui-

se no primeiro passo para o estudo preliminar do projeto e tambm permite

estabelecer o potencial poluidor dos efluentes. A variao de concentrao em

efluentes industriais grande, mesmo em empresas do mesmo ramo, devendo

por tanto serem analisadas caso a caso, isto ocorre em decorrncia da

diversidade de matrias primas e dos prprios processos.

2.2.5.1 Matria orgnica2.2.5.1 Matria orgnica2.2.5.1 Matria orgnica2.2.5.1 Matria orgnica

A matria orgnica um composto considerado principal poluente dos corpos

d gua, pelo fato de ocasionar consumo de oxignio dissolvido, pois os

microrganismos que a utilizam nas suas atividades metablicas. So

constitudas principalmente por elementos como: C, H, O e, dependendo da

origem podemos encontrar outros, N, P, S e Fe. Os principais compostos

orgnicos encontrados em efluentes urbanos e industriais so protenas,

carboidratos, lipdios, fenis, uria, surfactantes, pesticidas e outros.

O nitrognio e o fsforo so nutrientes essenciais para o crescimento dos

microrganismos que degradam a matria orgnica, encontram-se em elevada

concentrao em efluentes urbanos. Protenas so encontradas em grande

concentrao nos alimentos crus e nas carnes magras, e em pequenas

concentraes em frutas que contm muita gua.

Os acares, amidos e celulose so os carboidratos mais encontrados em

guas residurias. Os acares so solveis, o amido e a celulose insolveis,

sendo esta ltima mais resistente a degradao microbiana. A celulose

empregada na fabricao do papel, fios de algodo, pelculas fotogrficas.

Os lipdios (gorduras, leos e graxas) so insolveis em gua e solveis em

solventes orgnicos (hexano, clorofrmio, benzeno). So encontrados em

carnes, cereais e algumas frutas. No so facilmente degradados pelos


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microrganismos. A concentrao de matria orgnica expressa a partir da

anlise de DBO e DQO.

2.2.5.2 DBO2.2.5.2 DBO2.2.5.2 DBO2.2.5.2 DBO DemandaDemandaDemandaDemanda bbbbioqumica deioqumica deioqumica deioqumica de ooooxignioxignioxignioxignio

O principal efeito da poluio orgnica em um curso d gua o decrscimo

de oxignio dissolvido. A DBO representa a quantidade de oxignio necessria

para oxidar biologicamente a matria orgnica. uma medida indireta da

quantidade de carbono biodegradvel. um dos parmetros mais importantes

na medio da poluio orgnica e da quantidade de material orgnico para

efeito de dimensionamento de reatores biolgicos.

A estabilizao completa demora, em termos prticos, vrios dias (cerca de 20

dias ou mais para esgotos domsticos). Convencionou-se proceder a anlise

no 5 dia (DBO5). Para esgotos domsticos tpicos, esse consumo do quinto dia

pode ser relacionado com o consumo total final (DBOu). O teste realizado a

uma temperatura de 20 C, j que temperaturas diferentes interferem no

metabolismo bacteriano, alterando os resultados.

Simplificadamente, o teste da DBO pode ser entendido da seguinte forma: no

dia da coleta determinada a concentrao do oxignio dissolvido (OD) da

amostra. Cinco dias depois, com a amostra mantida em um frasco fechado e

incubada a 20 C determina-se a nova concentrao, j reduzida, devido ao

consumo de oxignio durante o perodo. A diferena entre o teor de OD no dia

zero e no dia 5 representa o oxignio consumido para a oxidao da matriaorgnica, sendo, portanto, a DBO5.

No caso de esgotos, alguns aspectos de ordem prtica fazem com que o teste

tenha algumas adaptaes (diluio da amostra). Os esgotos urbanos

possuem DBO na ordem de 300 mg/L, ou seja, 1 L de esgoto consume

aproximadamente 300 mg de oxignio em 5 dias. O teste permite:

Indicao aproximada da frao biodegradvel do esgoto;

Indicao de taxa de degradao do despejo;


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Indicao da taxa de consumo de oxignio em funo do tempo;

Determinao aproximada da quantidade de oxignio requerido para a

estabilizao da matria orgnica presente.

No entanto, tambm apresenta limitaes:

Pode-se encontrar valores baixos de DBO5 caso os microrganismos no

estejam adaptados ao despejo;

Os metais pesados e outras substncias txicas podem matar ou inibir os

microrganismos;

H necessidade de inibio dos organismos responsveis pela oxidao da

amnia, para evitar o consumo de oxignio para nitrificao (demanda

nitrogenada) interfira na demanda carboncea;

A relao DBOu/DBO5 varia em funo do despejo;

A relao DBOu/DBO5 varia, para um mesmo despejo, ao longo da linha do

tratamento da ETE;

O teste demora 5 dias, no sendo til para controle operacional de umaETE.

Apesar das limitaes, o teste da DBO continua sendo extensivamente

utilizado.

2.2.5.3 DQO2.2.5.3 DQO2.2.5.3 DQO2.2.5.3 DQO DemandaDemandaDemandaDemanda qqqqumica deumica deumica deumica de ooooxignioxignioxignioxignio

Quantidade de oxignio necessria para oxidar quimicamente a matria

orgnica. No teste de DQO, alm da matria orgnica biodegradvel, tambm

oxidada a no biodegradvel e outros compostos inorgnicos, como os

sulfetos. tambm usado na quantificao de matria orgnica, principalmente

quando h a presena de substncias txicas.


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A relao DQO/DBO importante no estudo de possveis tipos de tratamento,

haja vista que importante saber o grau de biodegradabilidade das guas

residurias, como tanto pode-se eliminar os testes de DBO, caso se chegue aconcluso que h uma relao praticamente constante.

A principal diferena com relao ao teste de DBBBBO que este se relaciona a

oxidao bioqumicabioqumicabioqumicabioqumica da matria orgnica, realizada inteiramente por

microrganismosmicrorganismosmicrorganismosmicrorganismos. J a DQQQQO corresponde a oxidao qumicaqumicaqumicaqumica da matria

orgnica, obtida atravs de um forte oxidanteforte oxidanteforte oxidanteforte oxidante (dicromato de potssio) em meio

cido. Principais vantagens:

O tempo de realizao da anlise, 2 a 3 horas;

O resultado do teste d uma indicao do oxignio requerido para

estabilizao da matria orgnica;

O teste no afetado pela nitrificao, dando uma indicao da oxidao

apenas da matria carboncea e no da nitrogenada.

As principais limitaes so:

No teste de DQO so oxidadas tanto a frao biodegradvel quanto a

frao inerte do despejo. O teste superestima, portanto, o oxignio a ser

consumido no tratamento biolgico;

O teste no fornece informaes sobre a taxa de consumo da matria

orgnica ao longo do tempo;

Certos constituintes inorgnicos podem ser oxidados e interferir no

resultado.

Para esgotos urbanos brutos, a relao DQO/DBO varia em torno de 1,7 a 2,4.

Para efluentes industriais, a relao bastante varivel. Dependendo da

magnitude da relao pode-se tirar concluses sobre a biodegradabilidade e do

processo de tratamento a ser empregado.


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Relao DQO/DBO baixa

A frao biodegradvel elevada;

Indicao para tratamento biolgico.

Relao DQO/DBO elevada

A frao inerte (no biodegradvel) elevada;

Se a frao no biodegradvel no for importante em termos de poluio do

corpo receptor: possvel indicao de tratamento biolgico;

Se a frao no biodegradvel for importante em termos de poluio do

corpo receptor: possvel indicao de tratamento fsico-qumico.

A relao DQO/DBO varia tambm medida que o esgoto passa pelas

diversas etapas do tratamento. A tendncia da relao aumentar, medida

que a frao biodegradvel vai sendo reduzida, ao passo que a frao inerte

permanece inalterada (tratamento biolgico) (Quadro 1). Assim, o efluente final

do tratamento biolgico possui valores da relao DQO/DBO, usualmente

superior a 3,0.

Quadro 1: DBO e DQO de alguns despejos industriais

FONTEFONTEFONTEFONTE POLUENTEPOLUENTEPOLUENTEPOLUENTE DBODBODBODBO

(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)

DQO (dicromato)DQO (dicromato)DQO (dicromato)DQO (dicromato)

(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)

Acar carboidratos 850 1150

cervejaria Carboidratos e protenas 550 320

lavanderias Carboidratos, sabes e

detergentes

1600 2700

Polpa de madeira Carboidratos, lignina, sulfatos 25000 76000

Refinaria de petrleo Fenis, hidrocarbonetos,sulfetos,

mercaptanas, cloretos

850 1500

curtume Protenas, sulfetos, lcalis 3300 5100

Esgoto domstico Slidos, leos, graxas,

carboidratos e protenas

300 300


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2.2.5.4 Slidos totais2.2.5.4 Slidos totais2.2.5.4 Slidos totais2.2.5.4 Slidos totais

Slidos totais so os slidos que permanecem como resduo da evaporao de

uma amostra a temperatura de 105 C (inclui os slidos dissolvidos e os slidos

suspensos).

ClassificaoClassificaoClassificaoClassificao quanto a:quanto a:quanto a:quanto a:

Tamanho e estado: slidos em suspenso; slidos dissolvidos.

Caractersticas qumicas: slidos volteis; slidos fixos.

Decantabilidade: slidos sedimentveis; slidos no sedimentveis.

O teor de slidos dissolvidos representa a quantidade de substncias

dissolvidas na gua, que alteram suas propriedades fsicas e qumicas da

gua. O excesso de slidos dissolvidos na gua pode causar alteraes no

sabor e problemas de corroso.

Os slidos em suspenso provocam a turbidez da gua gerando problemas

estticos e prejudicando a atividade fotossinttica.

Classificao pelas caractersticas qumicas: T = 550 C, fraofraofraofrao orgnicaorgnicaorgnicaorgnica oxidada (slidos volteisslidos volteisslidos volteisslidos volteis), enquanto que a inorgnicainorgnicainorgnicainorgnica representada pelos

slslslslidos fixosidos fixosidos fixosidos fixos (Figura 2).

Figura 2: Representao esquemtica da determinao de slidos totais

Slidos totais

Slidos volteis

Slidos

suspensos

Slidos

dissolvidos

Slidos fixos

Slidos volteis

Slidos fixos


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2.2.5.5 pH2.2.5.5 pH2.2.5.5 pH2.2.5.5 pH

Mede a concentrao hidrogeninica, ons H+, de guas residurias. A

eficincia da precipitao qumica, assim como da coagulao-floculao

dependem do pH do efluente a ser tratado e do ponto timo para ocorrncia

das reaes.

2.2.5.6 Temperatura2.2.5.6 Temperatura2.2.5.6 Temperatura2.2.5.6 Temperatura

Do ponto de vista do tratamento biolgico aerbio, temperaturas altas

diminuem a concentrao de oxignio dissolvido e interferem na velocidade de

degradao, elevando a atividade dos microrganismos com acrscimo do

consumo de oxignio. Nos sistemas anaerbios, as temperaturas muito baixas

(abaixo de 30 C) retardam o processo de digesto. Nos sistemas fsico-

qumicos por coagulao-floculao, existe influncia na formao de flocos,

sendo as temperaturas mais altas favorveis (at certo limite) acelerando a

reao. A temperatura da gua residuria pode ser decorrente do processo

industrial ou das condies climticas da regio.

2.2.5.72.2.5.72.2.5.72.2.5.7 Compostos txicosCompostos txicosCompostos txicosCompostos txicos

Nas guas residurias industriais, compostos txicos, tais como, cianetos,

sulfetos e metais pesados como cromo, cobre, chumbo, nquel, cdmio,

mercrio etc. so encontrados em altas concentraes em despejos industriais

(galvanoplastia, por exemplo). Em muitos casos o tratamento biolgico torna-se

invivel devido a toxidez.

2.2.5.8 Nutrientes2.2.5.8 Nutrientes2.2.5.8 Nutrientes2.2.5.8 Nutrientes

Os nutrientes principalmente, nitrognio e fsforo so considerados essenciais

ao crescimento dos microrganismos responsveis pela degradao das guas

residurias. As principais fontes de nitrognio so protenas e uria.

Detergentes sintticos e protenas so as fontes de fsforo. Algumas indstrias


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possuem caractersticas ideais para o tratamento biolgico so: laticnios,

matadouros, frigorficos e alimentares.

Uma das principais preocupaes com os nutrientes a eutrofizao de corpos

d gua, considerando que efluentes, mesmo tratados, podem carrear

concentraes destes nutrientes, suficientes para proliferar grande quantidade

de algas.

2.2.5.8.2.2.5.8.2.2.5.8.2.2.5.8.1 Eutrofizao1 Eutrofizao1 Eutrofizao1 Eutrofizao

As algas so plantas simples, a maioria microscpica. Incluem plantas de

movimentao livre, fitoplnctons e algas bnticas fixas. Ambas obtm energia

do processo da fotossntese.

A eutrofizao o crescimento excessivo das plantas aquticas, a nveis tais

que causa interferncias indesejveis nos corpos d gua. O processo mais

freqente em lagos, lagoas e represas. As principais causas da eutrofizao

so: ocupao por matas e florestas (decomposio de material), agricultura

(fertilizantes) e urbanizao (assoreamento, drenagem pluvial e esgotos). Estas

aes oferecem condies para o desenvolvimento de algas e, ainda so fonte

de N e P, como a agricultura e os esgotos.

Figura 3: Eutrofizao de um aude

Autor: Sten Porse (www.dicionario.pro.br)


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Os principais efeitos da eutrofizao so:

Problemas estticosProblemas estticosProblemas estticosProblemas estticos diminuio do uso da gua para recreao,

balneabilidade e outros usos em geral, devido as freqentes floraes das

guas, crescimento excessivo da vegetao, distrbios com mosquitos e

insetos, maus odores e mortandade de peixes.

Condies anaerbias no fundo do corpo d guaCondies anaerbias no fundo do corpo d guaCondies anaerbias no fundo do corpo d guaCondies anaerbias no fundo do corpo d gua no fundo predominam as

condies anaerbias em funo da deposio de slidos e a reduzida

penetrao de oxignio, bem como a ausncia de fotossntese (falta de luz).

Com a anaerobiose, predominam condies redutoras, com compostos eelementos no estado reduzido o ferro e o mangans encontram-se na forma

solvel, trazendo problemas ao abastecimento; o fosfato encontra-se tambm

na forma solvel, representando uma fonte interna de fsforo s algas e o gs

sulfdrico causa problemas de toxicidade e mau cheiro.

Mortandade de peixesMortandade de peixesMortandade de peixesMortandade de peixes em funo das condies de anaerobiose e aumento

da concentrao de amnia toxicidade da amnia (NH3) maior que a forma

NH4+.

Problemas com o abastecimento de gua industrialProblemas com o abastecimento de gua industrialProblemas com o abastecimento de gua industrialProblemas com o abastecimento de gua industrial elevao dos custos de

tratamento e maior consumo de produtos qumicos, devido a alterao de

sabor, cor, odor; maior concentrao das algas e maior freqncia na limpeza

dos filtros.

DesaparecDesaparecDesaparecDesaparecimento gradual do lagoimento gradual do lagoimento gradual do lagoimento gradual do lago em decorrncia da eutrofizao e do

assoreamento, aumenta o acmulo de matrias e de vegetao. O lago setorna cada vez mais raso, at vir a desaparecer. Esta tendncia de

desaparecimento de converso de brejos ou reas pantanosas irreversvel,

porm geralmente lenta. A interferncia do homem pode acelerar o processo.

2.2.2.2.2.2.2.2.6666 Processos UnitriosProcessos UnitriosProcessos UnitriosProcessos Unitrios

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.1 Peneiramento.1 Peneiramento.1 Peneiramento.1 Peneiramento


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Tem como principal finalidade remover slidos grosseiros suspensos das

guas residurias com granulometria superior a 0,25 mm. H dois tipos de

peneiras: esttica e rotativa. As peneiras estticas ou hidrodinmicas so muitoempregadas na indstria de celulose e papel, txtil (remoo de fios e fibras),

frigorficos, curtumes, fbricas de sucos e tambm na remoo de slidos

suspensos de esgotos sanitrios.

Figura 4 Peneira estticaFonte: www.vibrotex.com.br

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.2 Resfriamento.2 Resfriamento.2 Resfriamento.2 Resfriamento

Despejos muito quentes, como os provenientes da indstria txtil, devem ser

reduzidos a valores timos, para no prejudicar a floculao ou a solubilizao

de oxignio em tanques de aerao de lodos ativados. Para lanamento no

corpo receptor, a legislao federal limita a 40 C CONAMA 357/2005. Empequenas indstrias, tanques de equalizao podem ser dimensionados com

superfcie maior, para haver melhor contato com a atmosfera e reteno mais

prolongada. Em grandes indstrias, podem ser empregados tanques com

aspersores de ar ou torres de resfriamento. A reduo de temperatura no

mnimo de 10 C.

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.3 Gradeamento.3 Gradeamento.3 Gradeamento.3 Gradeamento


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As grades, na maioria das vezes, fazem parte da primeira etapa de remoo de

slidos, retendo material grosseiro em suspenso e corpos flutuantes. Tm a

vantagem de, alm de remover slidos, proteger os equipamentossubseqentes (bombas, registros, vlvulas de reteno, tubulaes) e evitar

obstrues e danos causados por estes materiais. As grades podem ser

simples ou mecanizadas.

Figura 5: Gradeamento para separao de slidos grosseiros

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.4 Desarenao.4 Desarenao.4 Desarenao.4 Desarenao

As caixas de areia tm como objetivo reter substncias inertes, como areias e

slidos minerais sedimentveis, originrias de guas residurias, que provm

da lavagem de frutas, pisos e esgotos urbanos. de grande importncia a

remoo destas substncias para proteger bombas, vlvulas de reteno,

registros, canalizaes, evitando entupimento e abraso.


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As caixas de areia podem ser simples ou mecanizadas, sendo as primeiras

utilizadas em pequenas e mdias estaes. O mais comum uso de caixas em

cmara dupla, podendo retirar uma cmara para limpeza, enquanto o efluenteflui pela outra (Figura 6).

Figura 6: Caixas de areia

So dimensionadas para uma velocidade mdia de 30 m/s, com variao de +

20 %. A velocidade s se manter nos valores recomendados, se houver,

jusante, dispositivo para controlar o nvel, podendo ser um medidor de vazo

Parshall (Figura 7).

Figura 7: Medidor de vazo tipo Parshall

Fonte: www.agetec.com.br


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2.2.2.2.2.2.2.2.6666.5 Reteno de gordura.5 Reteno de gordura.5 Reteno de gordura.5 Reteno de gordura

As caixas retentoras de gordura so unidades destinadas a reter gorduras e

materiais que flotam naturalmente. So utilizadas no tratamento preliminar de

guas residurias de frigorficos, curtumes, laticnios, matadores. O princpio de

separao se d por diferena de densidade. Em matadouros e curtumes, as

gorduras recuperadas tm valor comercial (sabo, rao).

A caixa deve ser construda de forma que o lquido tenha permanncia

tranqila durante o tempo em que as partculas, a serem removidas, percorram

desde o fundo at a superfcie lquida. O tempo de deteno dever situar-seentre 3 a 5 minutos, se a temperatura do lquido se encontrar abaixo de 25 C.

Acima de 30 C, o tempo poder chegar at 30 minutos.

O formato da caixa dever ser retangular, possuindo duas ou mais cortinas,

uma prxima a entrada para evitar a turbulncia do lquido e a outra prxima

sada. Em um dos lados da caixa dever ter uma calha para remoo da

gordura (Figura 8).

Figura 8: Caixa retentora de gordura

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.6 Reteno de leo.6 Reteno de leo.6 Reteno de leo.6 Reteno de leo


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As caixas retentoras de leo ou caixas separao gua/leo se destinam a

remover leo das guas residurias provenientes de postos de lavagem e

lubrificao de veculos, oficinas mecnicas. O princpio similar s caixasretentoras de gordura porque, o leo menos denso que a gua, tendendo a

flotar (Figura 9). Uma vez que as guas residurias provenientes de lavagem

de veculos arrastam grande quantidade de areia e outros materiais inertes,

conveniente que as caixas retentoras de leo sejam precedidas de unidades de

desarenao.

Figura 9: Caixa de reteno de leo

Para guas residurias provenientes de atividades industriais, como, por

exemplo, da indstria petroqumica, onde as vazes so considerveis e as

concentraes de leos so elevadas, recomenda-se a adoo de caixas API

ou tanques de flotao. Como nas caixas de gordura, o lquido dever ter

permanncia tranqila e o mesmo tempo de deteno.

O formato da caixa dever ser retangular, possuindo duas cortinas, uma

prxima a entrada para evitar a turbulncia do lquido e a outra prxima

sada, imersa at perto do fundo para que os slidos sedimentveis sejam


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arrastados com o efluente. A forte inclinao do fundo em direo sada evita

o acmulo de slidos grosseiros sedimentveis.

Existem leos solveis e insolveis em gua. Os solveis so os mais difceis

de serem removidos, enquanto que os insolveis so mais fceis, sendo

removidos na superfcie. As indstrias que mais geram este tipo de efluente

so: mecnica, automobilstica, refinaria, e outras.

Os leos solveis para serem removidos requerem reduo de solubilidade. Os

meios fortemente cidos ou fortemente alcalinos diminuem a solubilidade,

sendo neste caso usados cidos ou lcalis e tambm dispersantes.Coagulantes so utilizados para a separao de leos solveis juntamente com

o lodo, enquanto que os leos insolveis so removidos pela superfcie.

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.7 Equalizao.7 Equalizao.7 Equalizao.7 Equalizao

Tem como principal finalidade regular a vazo que deve ser constante nas

unidades subseqentes. praticamente impossvel operar a estao sem ter avazo regularizada, pois variaes bruscas impossibilitam o funcionamento de

tanques de correo de pH, floculadores e decantadores, provocando tambm

cargas de choque em tanques de aerao de lodo ativado.

Alm de regular vazes tm a finalidade de homogeneizar o efluente, tornando

uniformes: pH, temperatura, turbidez, DBO, DQO, cor, etc. Tanques com nveis

variveis so utilizados para atender as duas finalidades.

O formato do tanque dever ser de seo quadrada, se a agitao for com

aerador de superfcie (Figura 10). necessrio instalar sistemas para mistura

atravs de aerador de superfcie, agitador mecnico, borbulhador e outros

equipamentos.


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Figura 10: Tanque de equalizao com aerador de superfcie

Nos tratamentos anaerbios, a agitao dos efluentes no pode ser realizada

por aeradores de superfcie ou difusores de ar, por transferirem oxignio

dissolvido massa lquida, que considerado inibidor do processo. O indicado

uso de mixxers. No caso de tratamento fsico-qumico por precipitao

qumica, a aerao com bolhas de ar, alm de agitar, tambm favorece aremoo de slidos em suspenso.

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.8 Correo de pH.8 Correo de pH.8 Correo de pH.8 Correo de pH

A necessidade de correo de pH decorre da coagulao exigir valor timo,

quando ocorre a formao dos flocos. Por isso, importante ensaios de

floculao, visando determinar este valor. No caso de efluentes alcalinos, como

de industriais txteis, aps a homogeneizao, necessrio pesquisar o pH

timo de coagulao e corrigi-lo, usando cido sulfrico ou gs carbnico,

antes da cmara rpida de mistura.

Nos sistemas biolgicos aerbios, a faixa ideal de pH situa-se entre 6,5 e 8,5

para o crescimento normal dos microrganismos. Nos sistemas anaerbios,

devido a maior sensibilidade das bactrias, a faixa ideal mais estreita, 6,3 a7,8. s vezes, possvel o lanamento no reator biolgico de efluentes com pH


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alcalino, acima da faixa, devido ao efeito tampo, conferido pelo sistema

carbnico: gs carbnico, bicarbonato e carbonato.

A correo de pH uma soluo tcnica e econmica, pois alm dos

coagulantes serem mais caros que os cidos, so necessrias dosagens

menores de corretivos: 1 ppm de cido sulfrico equivale a 2,5 ppm de sulfato

de alumnio.

O cido sulfrico um acidificante muito utilizado, porm seu manuseio merece

cuidados: os recipientes e equipamentos devem ser resistentes corroso e

recomenda-se utiliz-lo diludo. Para maior segurana operacional, a diluiodeve ser feita cido gua e nunca o contrrio, pois pode haver projeo de

cido no operador.

Atualmente bastante difundido o uso do gs carbnico para correo do pH,

no tocante manipulao do produto e corroso dos equipamentos.

No rebaixamento de pH de efluentes alcalinos contendo sulfetos, no

recomendado o uso de gs carbnico ou cidos devido a formao de gs

sulfdrico. Uma das solues usar sulfato ferroso e aerao para precipitar os

sulfetos sob a forma de hidrxido frrico e rebaixar o pH, atravs dos produtos

da hidrlise do sulfato ferroso.

Por outro lado, se o efluente for cido, a correo poder ser feita com

alcalinizantes: soda custica, carbonato de sdio, amonaco ou a cal que o

produto mais utilizado. A cal deve ser adicionada em duas ou mais etapas, no

caso de efluentes com pH muito baixo (abaixo de 3).

A neutralizao de efluentes pode ser conseguida tambm pela reunio de

efluentes cidos e alcalinos gerados na prpria indstria. o caso de efluentes

de galvanoplastia, em que se renem os despejos do tanque de oxidao de

cianetos e os cidos do tanque de reduo de cromo.

O pH timo de floculao depende muito do coagulante utilizado. Se for usado

sulfato de alumnio, o valor timo deve situar-se entre 5 e 8. No caso, docloreto frrico, o pH ideal para floculao se situa entre 5 e 11. No caso, de


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efluentes industriais, em muitos casos, o cloreto frrico mais utilizado por ter

faixa mais larga de pH.

A correo de pH deve ser feita em tanques especiais e no no tanque de

equalizao ou de mistura rpida. mais prtico e econmico uniformizar

primeiro no tanque de equalizao e depois corrigi-lo no tanque de correo de

pH, para atender a faixa de coagulao.

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.9 Mistura rpida.9 Mistura rpida.9 Mistura rpida.9 Mistura rpida

A mistura do coagulante e do efluente provoca a hidrlise, polimerizao e a

reao com a alcalinidade, formando hidrxidos denominados gis, produzindo

na soluo ons positivos que desestabilizaro as cargas negativas dos

colides e slidos em suspenso, permitindo a aglomerao das partculas e,

consequentemente a formao de flocos. Os flocos assim formados podem ser

separados por decantao, flotao ou filtrao. A reao do coagulante com a

alcalinidade ocorre em curtssimo espao de tempo, em torno de 1 segundo.

A mistura feita atravs de misturadores mecnicos ou hidrulicos, que fazem

a disperso do coagulante na massa lquida e, com energia suficiente para a

disperso total. realizada em tanques especficos situados montante da

unidade de floculao (mistura lenta). O misturador hidrulico muito utilizado

em estao de tratamento de gua para abastecimento pblico, que poder ter

uma calha Parshall, cujo ressalto fornece a energia especfica para a mistura

rpida (Figura 11).


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Figura 11: Ressalto hidrulico para mistura rpida

Outros dispositivos podem ser utilizados: canais de entradas de bombas,

canalizaes, difusores, etc. (Figura 12). A aplicao da soluo de coagulante

deve ser a montante do ponto de maior agitao nos sistemas hidrulicos e,

nos pontos de maior turbulncia da hlice do agitador em sistemas

mecanizados.

Figura 12: Mistura rpida do floculante e polieletrlito (unidade de flotao)


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A mistura rpida tambm pode ser utilizada para elevar o pH com alcalinizante

(cal, p.ex.), objetivando provocar a precipitao qumica dos metais pesados

ou de matria orgnica como algumas protenas. O carbonato formado tambmatua como coagulante. Neste caso, no necessria a implantao de

floculador e, sim decantador. A dosagem de cal deve ser determinada pelo

ensaio Jar-Test. A lignina encontrada em efluentes de indstria de papel pode

ser removida por precipitao qumica (pH em torno de 12), matria orgnica

no biodegradvel e encontra-se solvel.

Reaes

Formao de hidrxidos (gel)

Sulfato de alumnio com alcalinidade natural de bicarbonato de clcio

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(HCO3)2 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 6 CO2 +

18 H2O

Cloreto frrico com alcalinidade natural de bicarbonato de clcio

2 FeCl3 + 3 Ca(HCO3)2 2 Fe(OH)3 + 3 CaCl2 + 6 CO2

Sulfato ferroso com alcalinidade natural de bicarbonato de clcio e aerao

FeSO4 + Ca(HCO3)2 Fe(OH)2 + CaSO4 + 2 CO2

4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O 4 Fe(OH)3

Sulfato ferroso com alcalinidade natural de bicarbonato de clcio, adio de cal

e aerao

FeSO4 + 7 H2O + Ca(HCO3)2 Fe(HCO3)2 + CaSO4 + 7 H2O

Fe(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 Fe(OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2O


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4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O 4 Fe(OH)3

Formao de carbonato de clcio (insolvel)

Cal e alcalinidade natural de bicarbonato de clcio

2 Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2 CaCO3 + 2 H2O

Cal e gs carbnico

2 Ca(OH)2 + H2CO3 CaCO3 + 2 H2O

O carbonato de clcio atua como se fosse coagulante.

Formao de produtos de hidrlise

Hidrlise do sulfato de alumnio, formando o hidrxido de alumnio

Al2(SO4)3 2 Al3+aq + SO42-aq

Al3+aq + 3 H2O Al(OH)3 s + 3 H+aq

Hidrlise do cloreto frrico, formando hidrxido frrico

FeCl3 Fe3+aq + 3 Cl-aq

Fe3+aq + 3 H2Ol Fe(OH)3 s + 3 H+aq

Hidrlise do sulfato ferroso, formando hidrxido ferroso

FeSO4 Fe2+aq + SO42-aq

Fe2+aq + 2 H2Ol Fe(OH)2 s + 3 H+aq

A formao de H+ no meio diminui o pH.


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Figura 13: Tanque mecanizado de mistura rpida

2.2.2.2.2.2.2.2.6666.10 Floculao.10 Floculao.10 Floculao.10 Floculao

Aps a coagulao no tanque de mistura rpida, o efluente passa para a

unidade subseqente de mistura lenta, cujo gradiente de velocidade passa de

200 a 300 s-1 para 20 a 80 s-1, objetivando fazer com que os cogulos, que so

partculas desestabilizadas, tendam a formar partculas maiores denominadasflocos.

A formao de flocos se d medida que h colises entre as partculas. Alm

disso, importante salientar que, para haver a formao de flocos

perfeitamente grandes e com densidade suficiente para boa sedimentao, o

tempo de agitao dever ficar em torno de 30 minutos. A formao de bons

flocos ocorre quando se emprega dosagem de coagulante adequada, que sofre

influncia do pH e outros fatores. Pequenas dosagens no chegam a atingir

prximo do ponto isoeltrico, enquanto altas dosagens podem reverter o sinal

das cargas, reesestabilizando-as, sendo ambas prejudiciais.

Nos efluentes industriais, tem-se verificado que os flocos formados necessitam

de maior densidade para poderem sedimentar em decantadores. Recorre-se,

ento, aos auxiliares de coagulao, que so os polieletrlitos que aumentam a

velocidade de sedimentao dos flocos e a resistncia s foras de

cisalhamento.

entrada

coagulante

sada


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39QMC 1036QMC 1036QMC 1036QMC 1036 QUQUQUQUMICAMICAMICAMICA AMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTAL E GERENCIAMENTO DE RESAMBIENTA

[Apostila] Tratamento de Efluentes Líquidos - UFMS

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