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Fundamentos do Controle de Poluição
das Águas
30/11/2018
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Desinfecção
• Inativação dos organismos patogênicos para proteção da saúde pública, evitando transmissão de doenças de veiculação hídrica
• Principais indicadores de contaminação:
– Coliformes Totais
– Coliformes Fecais ou Termotolerantes
– Enterecocos Fecais
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Desinfecção
• Processos Naturais
– Lagoas de Estabilização
– Disposição Controlada no Solo
• Processos Artificiais
– Físico
– Químico
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Desinfecção
• Lagoa de Estabilização (Maturação)
– Os agentes desinfetantes naturais são:
•Temperatura
• Insolação
•pH
•Escassez de alimento
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Desinfecção
• Lagoa de Estabilização (Maturação)
– Os agentes desinfetantes naturais são:
•Organismos predadores
•Compostos Tóxicos
•Elevada concentração de OD
•Para cistos e protozoários principal mecanismo é a sedimentação
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Desinfecção
• Disposição no solo
– Os agentes desinfetantes naturais são:
•Radiação UV
•Dessecação
•Ação de predadores
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Desinfecção• Cloração
– Utiliza cloro gasoso, hipoclorito de sódio ou hipoclorito de cálcio, que penetram nas células dos microrganismos e reagem com suas enzimas
– Tempo de detenção recomendado na norma ABNT 12209/11 é de 30 minutos
– Para dióxido de cloro recomenda residual de 0,10 mg/L após tempo de contato de 5 minutos
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Desinfecção• Cloração
Vantagens Desvantagens
• Tecnologia amplamente conhecida.• Menor custo.• Cl residual prolonga a desinfecção
e indica a eficiência do processo.• Efetiva e confiável para grande
variedade de patógenos.• Oxida certos compostos orgânicos
e inorgânicos.• Flexibilidade de dosagens.
• Cl residual é tóxico; requer descloração.
• Todas as formas de cloro são altamente corrosivas e tóxicas.
• As reações com Cl geram compostos potencialmente perigosos (trihalometanos-THM).
• Aumenta os sólidos totais dissolvidos.
• Cl residual é instável na presença de materiais que demandam cloro.
• Alguns patógenos são resistentes.
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Desinfecção• Descloração
Vantagens Desvantagens
• Tecnologia bem desenvolvida.• Efetiva e confiável para grande
variedade de patógenos.• Oxidação de certos compostos
orgânicos e inorgânicos.• Flexibilidade de dosagens.
• Requer adição de produtos químicos para eliminar cloro residual.
• Elimina o efeito residual da desinfecção com cloro.
• Gera subprodutos potencialmente perigosos.
• Aumenta os sólidos totais dissolvidos.
• Alguns patógenos são resistentes.
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Desinfecção• Ozonização (gás ozônio – O3)
– Recomendado para efluentes que tenham passado por processo de nitrificação e filtração
– Aplicação do gás Ozônio (O3) não gera trihalometanos, mas não há muitas informações sobre a formação de subprodutos
– Alto custo operacional e tecnologia complexa uma vez que o O3 é gerado no local de aplicação porque se decompõe rapidamente
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Desinfecção• Ozonização
Vantagens Desvantagens
• Mais efetivo na destruição de vírus e bactérias que o cloro.
• Utiliza curto tempo de contato (de 10 a 30 minutos).
• Não gera residuais perigosos.• Não resulta em recrescimento de
bactérias, exceto as protegidas pelo material particulado.
• É gerado in situ, com fácil armazenamento e manuseio.
• Eleva o oxigênio dissolvido (OD) no efluente tratado.
• Baixas doses podem não inativar alguns vírus, esporos e cistos.
• Tecnologia mais complexa que a desinfecção com cloro ou UV.
• O3 muito reativo e corrosivo.• Não é econômico para esgotos
com muito SS, DBO ou DQO.• O3 é extremamente irritante e
possivelmente tóxico.• O custo do tratamento pode ser
relativamente alto.
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Desinfecção• Radiação Ultravioleta
– Não gera subprodutos tóxicos
– Ação direta aos ácidos nucleicos celulares causando alterações no DNA impedindo reprodução
– Depende das características do efluente, intensidade da radiação UV, tempo de contato e tipo de reator (contato ou não contato)
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Desinfecção• Radiação Ultravioleta
Vantagens Desvantagens
• Efetiva na inativação de vírus e esporos.
• Não necessita de geração, manuseio, transporte ou estocagem de produtos químicos.
• Não gera efeitos residuais prejudiciais.
• Operação simples.• Tempo de contato muito curto (de
20 a 30s).• Menor demanda de espaço do que
os outros processos.
• Baixas dosagens não inativam alguns vírus, esporo e cistos.
• Os microrganismos podem se multiplicar por fotorreativação ou recuperação no escuro.
• Necessita de controle da formação de biofilmes nos reatores de contato.
• É sensível à turbidez e a sólidos suspensos totais no esgoto.
• É mais caro do que a cloração e mais barato do que a cloração/descloração.
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Desinfecção• Filtração por Membranas
Vantagens Desvantagens
• Melhora significativamente a qualidade físico-química do efluente.
• Realiza a remoção complementar de fósforo do esgoto.
• Eficiente na remoção de ovos e larvas de helmintos e cistos de protozoários.
• Eficiência variável e inespecífica em relação aos patógenos.
• Requer produtos químicos de coagulação/floculação.
• Funcionamento intermitente, devido à necessidade de lavagem dos filtros.
• Demanda operacional com nível intermediário.
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TRATAMENTO DO LODO
Sistema de Tratamento
Freqüência de remoção
Adensamento Digestão Desidratação
Tratamento primário
variável X X X
Lagoa Facultativa
>20 anos X
Lagoa Anaer. + Facultativa
>20 anos X
Lagoa Aerada Facultativa
>10 anos X
Lagoa Aerada + Decantação
<5 anos X
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TRATAMENTO DO LODOSistema de Tratamento
Freqüência de remoção
Adensamento Digestão Desidratação
Lodo Ativado Convencional
contínua X X X
Lodo Ativado Aeração prolongada
contínua X X
Lodo Ativado (Batelada)
contínua X X
Filtro Biológico (baixa carga)
contínua X
Filtro Biológico (alta carga)
contínua X X X
Biodiscos contínua X
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TRATAMENTO DO LODOSistema de Tratamento
Freqüência de
remoção
Adensamento Digestão Desidratação
Reator Anaeróbio (UASB)
variável X
Tanque Séptico +Filtro Anaeróbio
variável X
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Adensamento
• Adensamento por gravidade ou flotação
– Remover água;
– Aumentar o teor de sólidos;
– Reduzir volume.
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Ponte
Coluna de sustentação
Defletor Lâmina
defletora Flexível
Motor da ponte
Calha coletora de
Alimentação
Saída do lodo e dreno de
Adensamento
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Adensador por Gravidade - Adensador por Flotação -
Adensamento
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Tanque de Lodo
Lodo Adensado
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Estabilização Biológica do Lodo
• Reduzir a quantidade de patógenos
• Eliminar odores ofensivos
• Inibir, reduzir ou eliminar o potencial de putrefação do lodo
• Digestão Anaeróbia
• Digestão Aeróbia
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Digestores Cilíndricos e Ovais.Fonte: Jordão, E.P., Pêssoa, C.A. Tratamento de Esgotos Domésticos. 4ª Ed. 2005
Estabilização Biológica do Lodo
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Digestores Anaeróbios. Digestores Anaeróbios.
Estabilização Biológica do Lodo
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• Adição de produtos químicos alcalinospara elevar o pH até 12 ou mais por pelomenos 2 horas, aumentando atemperatura, resultando na inativaçãodos microorganismos.
• O produto alcalino de fácil aplicação eigualmente econômico e mais utilizado éa cal - cal virgem, CaO, ou cal apagada,Ca(OH)2.
Estabilização Química do Lodo
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• A principal desvantagem é o aumentodos custos operacionais e o aumento nageração de lodo, que inclui a massa dacal adicionada.
• Eficiência: avaliação pelos seguintesindicadores principais:
– Redução de organismos patogênicosno lodo
– Redução de odor: a fração de H2Sdecresce a medida que o pH aumenta.
Estabilização Química do Lodo
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Desidratação do Lodo
• Aumentar o teor de sólidos do lodo para reduzir o volume a ser transportado.
• Tipos de Remoção de Umidade:
- Leito de Secagem
- Lagoa de Lodo;
- Filtro Prensa
- Filtro de Esteiras;
- Centrífugas;
- Secagem Térmica.
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LEITOS DE SECAGEM
Leitos de Secagem de Lodo da ETE de Ribeirão Pires.
Canal de alimentação dos Leitos de Secagem da ETE de Ribeirão Pires.
Desidratação do Lodo
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Camada Drenante do Leito de Secagem.
LEITOS DE SECAGEM
Desidratação do Lodo
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BAG
Desidratação do Lodo
Detalhe da Draga Flutuante Detalhe de Aplicação de Polímero na Tubulação
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BAG
Desidratação do Lodo
Vista dos BAGs Preenchidos Vista dos BAG’s Preenchidos
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• Dispositivo: conjunto de placasverticais revestidas por tecidofiltrante, o lodo é acumulado nocentro da placa;
• Eficiência: Teor de Sólidos na tortaentre 25 e 40%;
• Necessidade pré-condicionamentodo lodo
Filtro Prensa
Desidratação do Lodo
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Lodo Desidratado.
Desidratação do Lodo
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• Dispositivo: o lodo é colocado em uma seção da esteira onde a água é retirada por gravidade, em seguida o lodo é comprimido entre duas esteiras que se deslocam entre roletes;
• Eficiência: Teor de Sólidos na torta entre 15 a 25%;
• Necessidade de pré-condicionamento do lodo digerido (polieletrólitos);
Desidratação do LodoFiltro de Esteira
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Desidratação do Lodo
Filtro de Esteira
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• Eficiência: Teor de Sólidos na torta entre 20 a 35%;
• Necessidade de pré-condicionamento do lodo digerido (polieletrólito catiônico).
Desidratação do LodoCentrífugas
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1. MOTOR PRINCIPAL3. TAMBOR4. ROSCA
5. CABEÇOTES DE DESCARGA DE LÍQUIDOS10. TUBO DE ALIMENTAÇÃO AJUSTÁVEL
11. SUPORTES PADRÃO12. DESCARGA DE SÓLIDOS13. DESCARGA DE LÍQUIDOS
Desidratação do Lodo
Centrífugas
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• Dispositivos: submeter o lodo a uma fonte de calor para evaporar a água presente, aumentando o teor de sólidos.
• Eficiência: Teor de Sólidos na torta entre 80 a 90%.
Desidratação do LodoSecagem Térmica
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Disposição Final do Lodo
• Aterros Sanitários
• Incineração
• Lançamento no oceano
• Uso Agrícola
• Uso Industrial
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Estudos de Caso
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GradePeneira EstáticaCx. de Areia
Tq. Equaliz.
Reator UASB
Lodos Ativados Aeração
Prolongada
Filtro Prensa
RioClasse 2
COP COR
Cervejaria Operação: 16hQ=133,12 m3/d DBOB=1.000 mg/LEprojeto =97%
Rio 1 Classe 2Q7,10=44L/sDBO=2,00 mg/LOD=5,50 mg/L
Rio 2 Classe 2Q7,10=49L/sDBO=8,00 mg/LOD=2,30 mg/L
Cervejaria
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CervejariaQ=133,12 m3/d = 2,31 L/s (Descarte 16h)DBOB=1.700 mg/L DBO T=85 mg/L
DBOFoz=4,69 mg/LODFoz=5,34 mg/L
Rio 2 Classe 2Q7,10=49L/sDBO=8,00 mg/LOD=2,10 mg/L
DBOM=6,14 mg/LODM=5,23 mg/L
Rio 1 Classe 2Q7,10=44L/sDBO=2,00 mg/LOD=5,50 mg/L
Cervejaria
DBOFoz=5,99 mg/LODFoz=5,21 mg/L
DBOM=4,81 mg/LODM=5,31 mg/L
Q=133,12 m3/d = 1,54 L/s (Descarte 24h)
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Atendimento a PQ
DBOM= Q7,10 (L/s) x DBORio (mg/L) + Q (L/s) x DBOT (mg/L)
Q7,10 (L/s) + Q (L/s)
DBOM = 44,00 x 2,00 + 1,54 x 85,0044,00 + 1,54
DBOM = 88,00 + 130,9045,54
DBOM = 4,81 mg/L < 5,00 mg/L
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Atendimento a PQ
ODM= Q7,10 (L/s) x ODRio (mg/L) + Q (L/s) x ODT (mg/L)
Q7,10 (L/s) + Q (L/s)
ODM = 44,00 x 5,50 + 1,54 x 0,0044,00 + 1,54
ODM = 242,00 + 0,0045,54
ODM = 5,31 mg/L > 5,00 mg/L
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Q=133,12 m3/d
DBOT = 85,00 mg/L = 0,085 kg DBO/m3
COR = Q x DBOT = 133,12 m3/d x 0,085 kg DBO/m3
COR= 11,32 kg DBO/d
DBOB=1.700 mg/L = 1,70 kg DBO/m3
COP= 133,12 m3/d x1,70 kg DBO/m3
COP = 226,30 kg DBO/d
Emín= (COP-COR)x100 = (226,30-11,32)x100= 95%
COP 226,30
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Petroquímica Operação: 24h/dQ=5,96 m3/h DBOB=2.852 mg/L OG=428 mg/L DBO T ≤ 10 mg/LEProj.> 99,65%Rio Classe 3 (Desenquadrado – DBO)
Esgoto SanitárioGradeCx. de Areia
Valo Oxidação Decantador
RioClasse 3
Leito Secagem
Tq. Equaliz.
Remoção OG
Valo de Oxidação
RioClasse 3
Industrial
Decantador
Leito Secagem
Nutrientes
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Tq. Equaliz.
Neutralização CoagulaçãoFloculação
Tq. Aeração
Tq. Lodo
RioClasse 3
Industrial – Q=5,00 m 3/h
Flotador Tq. Equaliz.
Flotador
Lodo (reuso)Esgoto Sanitário
Q=0,96m3/h
Tq. MBR
Centrífuga
Soda
Polímeros
Nutrientes
Polímeros
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OGB = 428 mg/L = 0,428 kg OG/m 3
COGP = Q x OGB = 5,00 m3/h x 24h x 0,428 kg OG/m 3
COGP= 51,36 kg OG/d
OGT=20 mg/L = 0,02 kg OG/m 3
COGR= 5,00 m3/h x 24h x 0,02 kg OG/m 3
COGR = 2,40 kg OG/dEOG= (COGP-COGR)x100 = (51,36-2,40)x100 = 95,33%
COGP 51,36
Tq. Equaliz.
Neutralização CoagulaçãoFloculação
Flotador Tq. Equaliz.
Tq. Aeração
Industrial – Q=5,00 m 3/h
Soda
Polímeros
OGB=428 mg/L
OGT < 20 mg/L
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Industrial – Q = 5,00 m 3/hEsgoto Sanitário – Q = 0,96m 3/hDBO = 2.852 mg/L DBOFlo=143 mg/L
Tq. Aeração
Tq. Lodo
RioClasse 3
Flotador Tq. MBR
CentrífugaNutrientes
COP= 5,96 m3/h x 24h x 2,852 kg DBO/m 3 = 407,80 kg DBO/d
CORFlo= 5,96 m3/h x 24h x 0,143 kg DBO/m 3 = 20,45 kg DBO/d
E1= (407,80-20,45) x100 = 94,99%407,80
COMBR=5,96 m3/h x24h x 0,00835 kg DBO/m 3= 1,19 kg DBO/d
E2= (20,45-1,19) x100 = 94,18%20,45
DBOMBR=8,35 mg/L
Polímeros
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Industrial – Q = 5,00 m 3/hEsgoto Sanitário – Q = 0,96m 3/hDBO = 2.852 mg/L DBOFlo=143 mg/L
Tq. Aeração
Tq. Lodo
RioClasse 3
Flotador Tq. MBR
CentrífugaNutrientes
COP= 5,96 m3/h x 24h x 2,852 kg DBO/m 3 = 407,80 kg DBO/d
COMBR=5,96 m3/h x24h x 0,00835 kg DBO/m 3= 1,19 kg DBO/d
EGlobal = (407,80-1,19) x100 = 99,71%407,80
DBOMBR=8,35 mg/L
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Automobilística Operação: 24h/d
Q=90,00 m3/h DBOB=662 mg/L
PB=0,90 mg/L Fluoreto B=4,73 mg/L
Rio Classe 3 (Desenquadrado – DBO, P, F, OD)
DBOT ≤ 10 mg/L
PT ≤ 0,15 mg/L
FT ≤ 1,40 mg/L
OD ≥ 4,00 mg/L
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GradeCx. de AreiaCx.
Gordura
Tq. Equaliz.
Decantador
RioClasse 3
Ajuste pHPrecipitação
Química (P e F -)
Desinfecção Flotador Decantador
AdensamentoCentrífuga
Prod. QuímicosTq.
AnóxicoTq.
Aeração
Tq. Anóxico Secund.
Tq. Aeração Rápido
Filtro Carvão Ativado
AdensamentoCentrífuga
Prod. Químicos
Aeração
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DBOB=662 mg/L DBO T ≤ 10 mg/L
EDBO ≥ (662 - 10) x100 ≥ 98,49%662
PB=0,90 mg/L P T ≤ 0,15 mg/L
EP ≥ (0,90 – 0,15) x100 ≥ 83,33%0,90
Fluoreto B=4,73 mg/L F T ≤ 1,40 mg/L
EF ≥ (4,73-1,40) x100 ≥ 70,40%4,73
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![Page 59: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/59.jpg)
Abate Aves Operação: 24h/d
Abate 27.000 aves Ampliação para 90.000 aves
Q=99,72 m3/h DBOB=1.200 mg/L
NamB=97,30 mg/L
Rio Classe 2 com captação a 13 Km do lançamento
Sistema Existente
Peneira Estática
Tq. Equaliz.
Lagoa Decantação
Flotador Lagoa Aerada
Rio Classe 2
Filtro Prensa
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AbatedouroQ=17,76 L/s
Rio 1 Classe 2Q7,10=1.601 L/s
Córrego 1
Córrego 2
Córrego 3
Indústria
Captação Água
13 Km
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Desinfecção
Filtro Areia
Peneira Estática
(existente)Tq.
Equaliz.Flotador
SecundárioFlotador
(existente)
Tq. Aeração
com zona
anóxica
Rio Classe 2
Centrífuga
Projeto: E FLO=70% e ELA>98% – EGlobal =99,44%
![Page 62: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/62.jpg)
Simulação 1: E FLO=60% e ELA=90% – EGlobal =95,85%
AbatedouroQ=17,76 L/s
DBOM=4,14 mg/LODM=7,80 mg/L
Rio 1 Classe 2Q7,10=1.601 L/sDBO=3,67 mg/LOD=7,89 mg/L
DBO1Km=4,10 mg/LOD1Km=7,84 mg/L
Simulação 2: DBO M < 5,00 mg/L – E Global Mín =89,59%
DBOM=4,99 mg/LODM=7,80 mg/L
DBO1Km=4,94 mg/LOD1Km=7,83 mg/L
![Page 63: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/63.jpg)
Atendimento a PQ (DBO máxima de lançamento)
1 L/s = x 86,40 = m3/d / 1mg/L = x 10-3 = kg/m3
DBOM= Q7,10 (m3/d) x DBORio (kg/m3) + Q (m3/d) x DBOT (kg/m3)
Q7,10 (m3/d) + Q (m3/d)
5,00x10-3 = 138.326,40 x (3,67x10-3) + 1,534,46 x DBOT (kg/m3)(138.326,40 + 1,534,46)
5,00x10-3 x 139.860,86 = 507,65789 + 1.534,46 DBOT
DBOT = 699,30 – 507,66 = 0,12489 kg/m3 = 124,89 mg/L 1.534,46
E = DBOB – DBOT x 100 = 1.200 – 124,89 x 100 = 89,59%DBOB 1.000
![Page 64: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/64.jpg)
Curtume
Efluentes Acabamento/Recurtimento Q=2.000,00 m 3/d
Efluentes Ribeira/Caleiro e Curtimento Pré-Tratados Q=500,00 m3/d
Rio Classe 4
![Page 65: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/65.jpg)
Fonte: COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO; FIESP. Guia Técnico Ambiental de Curtumes -Série P+L . São Paulo, 2005
![Page 66: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/66.jpg)
Fonte: COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO; FIESP. Guia Técnico Ambiental de Curtumes -Série P+L . São Paulo, 2005
![Page 67: Fundamentos do Controle de Poluição das Águas€¦ · –Lagoas de Estabilização –Disposição Controlada no Solo •Processos Artificiais –Físico –Químico. Desinfecção](https://reader034.fdocumentos.com/reader034/viewer/2022050221/5f672a7859027f0e5241e0cf/html5/thumbnails/67.jpg)
Grade Fina
Caixa de Areia
Oxidação Sulfeto
Decantador
Efluentes Ribeira/Caleiro
Tratamento Externo
Peneira
Grade Fina
Caixa de Areia Decantador
Efluentes Curtimento
Tratamento Externo
Peneira Precipitação Cromo
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Grade Fina
Caixa de AreiaCalha
Parshall 6”
Tanque Equalização
Aerado
CoagulaçãoSulfato de Alumínio, Cloreto
Férrico ou Ferroso
FloculaçãoPolímero
Decantador
Efluentes Acabamento /Recurtimento (Q=2000 m 3/d)
Tanque AeraçãoDecantadorCalha
Parshall 6”Tanque
Equalização
Lodo Tratamento Físico-Químico e Biológico para Tan que de Lodo e Centrífuga
Efluentes Ribeira/Caleiro e Curtimento (Q=500 m 3/d)
Rio Classe 4
Concentração máxima de Sulfeto de 1,00 mg/L
Fosfato
Ajuste pHRemoção Odor
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Obrigada!
Sandra Ruri FugitaSetor de Avaliação de Efluentes – IPEE
Email: [email protected].: 11-3133-3128