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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

ESCOLA DE ENGENHARIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITRIA E AMBIENTAL

CONTROLE AMBIENTAL

Aula 8: Tratamento de efluentes

Profa.: Mriam Cristina Santos Amaral

Abril/2015

Introduo

Tratamento de efluentes

Legislao cada vez mais restritiva;

Diversidade de efluentes; Aumento do custo da gua.

Problemtica

Reduo do consumo de gua; Reso de gua; Tratamento mais eficiente; Tratamento segregado.

Tendncia

Introduo

Legislao

Legislao Nacional

Legislao Estadual

Resoluo CONAMA n 430, de 13

de maio de 2011.

Deliberao Normativa COPAM n 1,

de 5 de maio de 2008.

Sistemas de tratamento de efluentes

Conjunto de operaes arranjadas para alcanar o grau de

tratamento desejado;

Maior eficincia

Menor custo.

A seleo das operaes baseada:

Caractersticas do efluente;

Qualidade final do efluente desejado;

Proximidades de reas de estocagem;

Topografia e condies do local, espao disponvel,

requerimentos hidrulicos.


Tratamento de efluentes

Peneiramento, Mistura, Floculao, Sedimentao, Flotao, Filtrao e Transferncia gasosa

Fsicos

Lagoas, Lodos ativados, Reatores anaerbios, Filtros biolgicos, Biorreatores a membrana

Qumicos

Precipitao, Oxidao, Adsoro.

Biolgicos


Poluentes x tipo de tratamento

Slidos

suspensos

Peneiramento, triturao, filtro de areia,

filtrao, flotao, coagulao/floculao,

decantao

Orgnicos

Processos biolgicos (reatores aerbios,

anaerbios, bioreator a membrana), qumicos

(oxidao) e fsicos (absoro e adsoro)

Inorgnicos

Biolgicos (remoo de nitrognio e fsforo),

precipitao, coagulao/ floculao,

adsoro, troca inica, osmose inversa.

Patognicos Clorao, cloreto de Bromo, Ozonizao

Radiao UV

Gradeamento

O gradeamento objetiva a remoo de slidos grosseiros e

so constitudos de barras de ferro ou ao paralelas,

posicionadas transversalmente no canal de chegada dos

efluentes na estao de tratamento, perpendiculares ou

inclinadas, dependendo do dispositivo de remoo do material

retido. As grades devem permitir o escoamento dos efluentes

sem produzir grandes perdas de carga.

Gradeamento

Caractersticas

Tipo Espaamento (cm)

Grade grosseira 4 - 10

Grade mdia 2 - 4

Grade fina 1 - 2

Largura:

4 mm a 10 mm

Comprimento:

25 mm a 75 mm

Dimenso das

barras Limpeza manual:

45 ou 60

Limpeza mecanizada:

70 a 90

Inclinao das

barras

Decantao

Objetivo:

Remoo de slidos em suspenso por deposio

Tipos:

Discreta: no h interao entre as partculas, que conservam as suas propriedades durante todo o processo.

Floculante: h aglomerao das partculas, por isso as suas propriedades mudam (caso dos decantadores primrios).

Zonal: as partculas formam um manto, com uma interface distinta com a fase lquida (caso dos decantadores secundrios - lodos ativadas ou da coagulao com alumina - lodos qumicos).

Decantao

Exemplos:

Caixa de areia

Objetivo:

Remoo de areia atravs de sedimentao, sem que haja

remoo conjunta de slidos orgnicos

Caractersticas das partculas a serem removidas (Areia)

Dimetro efetivo: 0,2 mm a 0,4 mm

Massa Especfica: 2.650 kg/m3

Velocidade de sedimentao: 2,0 cm/s

Coagulao/Floculao

Coagulao

Processos de desestabilizao

onde se neutralizam as foras

eltricas superficiais e se

anulam as foras repulsivas.

Floculao

Processo de aglomerao dos

colides descarregados at a formao de flocos que

sedimentam a uma velocidade

adequada.

Coagulao/Floculao

Insumos necessrios

Coagulantes (sulfato de alumnio,

sulfato frrico, cloreto

frrico)

Compostos capazes de

produzir hidrxidos gelatinosos

insolveis e englobar as impurezas.

Alcalinizantes (hidrxido de clcio,

xido de clcio hidrxido

de sdio)

Capazes de conferir a alcalinidade

necessria coagulao

Coadjuvantes (slica ativa,

polieletrlitos)

Capazes de formar partculas ou

flocos mais densos.

Coagulao/Floculao

Processo

Adio de produtos

qumicos

Coagulao agitao vigorosa

Floculao agitao lenta

Decantao

Flotao

Remoo de slidos no sedimentveis. Efluente lquido a

ser tratado passa por cmara pressurizada onde h

injeo de gs (normalmente ar) que dissolvido na

cmara de despressurizao (tanque aberto). O gs

liberado, formando bolhas que arrastam as partculas no

sedimentveis.

Filtrao

Definio: Processo de separao slido-lquido utilizado para

promover a remoo de material particulado presente na fase

lquida.

Tipos de filtrao:

Filtrao em membranas

Filtrao em meio granular

Filtrao


Filtrao


Meio Filtrante d10 (mm) C.U. Altura (m)

CAMADA NICA

Areia 0,45-0,55

Filtrao

Filtrao em membranas

Microfiltrao

Ultrafiltrao

Nanofiltrao

Osmose inversa

Tratamento biolgico

Reproduo dos processos naturais que ocorrem nos

corpos dgua.

Diferencial: insero de tecnologias para otimizar o

processo e promover condies controladas.

Ocorrem num volume limitado: Reator.

Influenciados pelo transporte hidrulico dos materiais e

pelas reaes no reator.

Remoo de matria orgnica, nitrognio e fsforo

Tratamento biolgico

Mecanismo aerbio

Mecanismo anaerbio

Matria Orgnica + Bactrias +

O2 Bactrias + H2O + CO2

Bactrias + CO2 + CH4 Matria Orgnica + Bactrias

Tratamento biolgico

Parmetros de processos

Concentrao de oxignio;

Concentrao de biomassa;

Nutrientes;

Tempo de deteno hidrulica;

pH;

Biodegradabilidade do substrato.

Lagoas facultativas

Lagoas facultativas

Lagoa anaerbia: decomposio parcial da MO (50 a 60%)

alivia a carga da lagoa facultativa

Economia de rea: 2/3 da rea requerida para a lagoa

facultativa

Lagoa anaerbia possibilidade de maus odores

Lagoas aeradas facultativas

Insero mecnica de Oxignio;

Degradao mais rpida da matria orgnica;

Menor tempo de deteno hidrulica (TDH) na unidade;

Menor volume.

Lagoas aeradas de mistura completa

Maior contato biomassa matria orgnica

maior eficincia de degradao: menor volume da lagoa

Maior produo de lodo

Necessidade de remoo contnua ou peridica do lodo

Lagoas anaerbia, facultativa e de maturao

Elevada eficincia na remoo de patgenos;

Razovel eficincia na remoo de nutrientes;

Elevados requisitos de reas

Lodos ativados

Lodos ativados convencional

tanque de

aerao decantador

secundrio

lodo secundrio

linha de recirculao

tanque de

aerao

lodo secundrio

linha de recirculao

decantador

primrio

Lodos ativados

Lodos ativados aerao prolongada

tanque de

aerao

lodo secundrio

linha de recirculao

Lagoas anaerbia, facultativa e de maturao

Filtro biolgico percolador

Filtro biolgico percolador de baixa carga

MO estabilizada por bactrias que crescem aderidas a um

meio suporte

Esgoto aplicado na superfcie do filtro

Aerao natural

Filtro biolgico percolador de alta carga

Melhor resistncia a variaes de carga que filtros de baixa

carga.



Meio Suporte

Os biodiscos rodam a baixa velocidade, sendo 40% da sua

rea submersa no efluente.

MO estabilizada por bactrias que crescem aderidas a no

disco.

Biodisco

Biodisco

Biorreator com membranas

Biorreator com membranas

Planas Tubulares Fibra oca

Membranas e mdulos

Adsoro

Mecanismo de adsoro

A + B A.B

Em que:

A = adsorvato,

B = adsorvente ,

A.B = composto adsorvido

Adsoro

Tipos de adsoro:

Adsoro fsica ou fisiosoro;

Adsoro qumica ou quimiosoro.

Foras qumicas envolvidas:

Ligaes de Hidrognio;

Interaes Dipolo-Dipolo;

Foras de London ou Van der Waals.

Adsoro

Carvo ativado:

Elevada rea superficial;

Elevada capacidade na remoo de ons metlicos e matria

orgnica (corantes orgnicos, agrotxicos, cobre, cromo,

cdmio, chumbo...)

Ocorrncia significativa de grupos funcionais superficiais.

Adsoro

Carvo ativado:

Elevada rea superficial;

Elevada capacidade na remoo

de ons metlicos e matria

orgnica (corantes orgnicos,

agrotxicos, cobre, cromo,

cdmio, chumbo...)

Ocorrncia significativa de

grupos funcionais superficiais.

Processos Oxidativos

Altamente reativos;

Tm a capacidade de destruio total de muitos poluentes

orgnicos;

No depende da biodegradabilidade do efluente.

Processos Oxidativos

Os processos oxidativos avanados (POA) so processos que

envolvem a gerao de radicais hidroxila (.OH);

O perxido de hidrognio um oxidante eficiente, seguro e de

custo acessvel;

Adio de ativadores:

sais de ferro;

oznio ;

luz ultravioleta;

dixido de titnio (TiO2);

xido de zinco (ZnO).

Precipitao

Remoo principalmente de inorgnicos. Ex.: metais pesados,

fsforo, nitrognio dentre outros poluentes.

Reao Separao

Precipitao

Remoo de fsforo

Reao com FeCl3: Fe3+ + PO43- FePO4

Reao com Ca(OH)2: 3Ca2+ + 2PO43- Ca3(PO4)2

Reao com Al2SO4: Al3+ + PO43- AlPO4

Remoo de nitrognio

Processos fsicos Processos qumicos

Stripping Precipitao qumica

Processos biolgicos

Nitrificao/

Desnitrifio

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