Águas Residuárias:
conceitos e classificação
Águas Residuárias (efluentesefluentes)
Termo usado para caracterizar os despejos provenientes dos diversos usos das águas, tais como doméstico, comercial, industrial, agrícola, estabelecimentos públicos...
Esgoto SanitárioEsgoto Sanitário“Despejo líquido constituído de esgotos domésticos e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária” (NBR 9648 / ABNT, 1986)
Esgoto DomésticoEsgoto Doméstico“Despejo líquido resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas” (NBR 9648 / ABNT, 1986)
Esgoto IndustrialEsgoto Industrial“Despejo líquido resultante dos processos industriais, respeitados os padrões de lançamento estabelecidos” (NBR 9648 / ABNT, 1986)
Água de infiltraçãoÁgua de infiltração“Toda água, proveniente do subsolo, indesejável ao sistema separador e que penetra nas canalizações” (NBR 9648/ABNT, 1986)
Contribuição pluvial parasitáriaContribuição pluvial parasitária“Parcela de deflúvio superficial inevitavelmente absorvida pela rede coletora de esgoto sanitário” (NBR 9648 / ABNT, 1986)
Caracterização das águas
residuárias
Esgoto Sanitário
Água(99,9%)
Sólidos(0,1%)
Orgânicos (70%)
Inorgânicos(30%)
Detritos (Areia)Sais
MetaisProteínas Carboidratos
Gorduras
Fonte:Tebbeut (1970 apud Daltro Filho, 2004)
sabão, partículas de alimentos, fezes, urina, microrganismos, papel, plásticos, pó, areia, madeira, compostos orgânicos e inorgânicos solúveis, colóides,...
Sólidos Suspensos
Sólidos Dissolvidos
Matéria Orgânica: proteínas: cerca de 40%;
Carboidratos: 20 a 50%;
Gorduras e óleos: aproximadamente 10%;
Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros.
Nutrientes (N e P)
Organismos Patogênicos: Vírus, bactérias, protozoários
PRINCIPAIS CONSTITUÍNTES DO PRINCIPAIS CONSTITUÍNTES DO
ESGOTO SANITÁRIOESGOTO SANITÁRIO
CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS FÍSICOSCARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS FÍSICOS
Sólidos Totais
Sólidos Suspensos
Sólidos Dissolvidos
Cor
Turbidez
Odor
TemperaturaEquipamentos para realização dos ensaios de sólidos
FRAÇÕES DE SÓLIDOS DOS ESGOTOS
ST1000mg/L
SS350mg/L
SD650mg/L
SSF50mg/L
SSV300mg/L
SDF400mg/L
SDV250mg/L
Sólidos sedimentáveis sedimentação em cone
Imhoff após 1h
Esgoto DomésticoEsgoto Doméstico
Fonte: von Sperling (1996)
COR
Responsável pela coloração na água;
Constituída por sólidos dissolvidos;
Corantes orgânicos e inorgânicos;
Principais origens: decomposição da matéria orgânica e
esgotos industriais (tinturarias, tecelagem, produção de
papel);
Toxidade variável.
ODOR
Gases
Decomposição da matéria orgânica
Também pode ser produzido por contaminantes: fenol,
tanantes, etc.
Se for fresco- lembra cheiro de mofo
Se for séptico- cheiro de “ovo podre”, oriundo da
liberação de gás sulfídrico
TURBIDEZ
Grau de interferência da
passagem de luz pelo líquido;
Constituída por sólidos em
suspensão;
Origem: partículas de rochas,
argila, siltes, algas e outros
microrganismos, despejos
domésticos, industriais, erosão,
etc.
CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS QUÍMICOS
DBO5,20
DQO Nitrogênio Fósforo pH Alcalinidade Acidez Cloretos Oxigênio Dissolvido Micropoluentes inorgânicos Metais pesados
espectofotômetro
MATÉRIA ORGÂNICA - DBO
DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio
Corresponde a demanda biológica de oxigênio em 5 dias
a 200C. É a quantidade de oxigênio utilizado por
microrganismos em mg/L.
Quantifica, indiretamente, o material orgânico
biodegradável, presente numa amostra.
MATÉRIA ORGÂNICA - DQO
DQO - Demanda Química de Oxigênio
Corresponde à demanda química do oxigênio,
necessária à oxidação do material carbonáceo
contido nos esgotos.
Quantifica, indiretamente, o material orgânico
oxidável quimicamente.
MATÉRIA ORGÂNICA - COT
COT – Carbono Orgânico Total
COD – Carbono orgânico dissolvido
COP – Carbono orgânico particulado
Águas naturais 1 a 20 mg/L (esgotos 1000mg/L)
Não há padrão de potabilidade
Contribuição “per capita” e concentração típica da matéria
orgânica presente nas águas residuárias domésticas.
Matéria
Orgânica
Contribuição per capita típica
(g/hab.d)
Concentração típica no esgoto bruto
(mg/L)
DQO 100 700
DBO 50 350
COT 45 250
Fonte: Von Sperling (1996)
Processos de degradação remoção M.O.
Mediado por microrganismos:
Classificação
Fonte de Energia
Fonte de Carbono
Autotróficos
Fotoautotróficos
Quimioautotróficos
Luz
Reações inorgânicas de oxi-redução
CO2
CO2
Heterotróficos
Quimioheterotróficos
Fotoheterotróficos
Reações inorgânicas de oxi-redução
Luz
Carbono orgânico
Carbono orgânico
NUTRIENTES - NITROGÊNIO
Presente em todos os tecidos vivos;
Indispensáveis ao metabolismo biológico;
Origem: despejos domésticos, industriais, excremento de animais e fertilizantes.
Problemas: eutrofização, toxidade aos peixes, doenças (metahemoglobinemia, câncer, etc).
Transformações da série nitrogenada
Contribuição “per capita” e concentração típica das formas
nitrogenadas presentes nas águas residuárias domésticas. Forma
nitrogenada
Contribuição per capita típica
(g/hab.d)
Concentração típica no esgoto bruto
(mg/L)
N orgânico 3,5 20
NH3 e NH4 4,5 30
NO3 e NO2 0 0
Fonte: Von Sperling (1996)
NUTRIENTES - FÓSFORO
Componente importante e necessário do protoplasma;
No meio líquido - fosfatos;
Origem: Decomposição das rochas, dissolução dos compostos do solo,esgotos domésticos, industriais, excremento de animais e fertilizantes;
Problemas: eutrofização
eutrofização
Contribuição “per capita” e concentração típica das formas
fosforadas presentes nas águas residuárias domésticas.
Forma
fosforada
Contribuição per capita típica
(g/hab.d)
Concentração típica no esgoto bruto
(mg/L)
P orgânico 0,8 4
P inorgânico 1,7 10
P Total 2,5 14
Fonte: Von Sperling (1996)
pH
pH - potencial hidrogeniônico - concentração de íons H+ (escala logarítmica);
Indica a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade do líquido;
Faixa: 0 - 14;
Constituíntes: sólidos dissolvidos, gases dissolvidos;
Origem: dissolução de rochas, absorção de gases da
atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese,
despejos domésticos e despejos industriais
ALCALINIDADE
Capacidade de neutralizar os ácidos;
Principais constituíntes: Bicarbonatos (HCO3-), Carbonatos
(CO3-) e os Hidróxidos (OH-);
Sólidos dissolvidos
Origem: dissolução das rochas, reação CO2 com a água,
despejos industriais;
pH>9,4 - hidróxidos e carbonadospH entre 8,3 e 9,4 - carbonatos e bicarbonatos
pH entre 4,4 e 8,3 - bicarbonatos
OXIGÊNIO DISSOLVIDO
Gás oxigênio dissolvido na água;
Vital para o metabolismo dos organismos aeróbios;
Processos envolvidos: respiração e fotossíntese
Importante parâmetro de caracterização dos efeitos da
poluição por matéria orgânica, em ambientes aquáticos.
METAIS PESADOS
Metais pesados: arsênio, cádmio, cromo, chumbo,
mercúrio e prata;
Efeitos cumulativos, percorrem a cadeia alimentar;
Origem: esgotos industriais, atividades mineradoras,
atividades de garimpo e agricultura.
CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS BIOLÓGICOS
Coliformes Totais
Coliformes Fecais (Termotolerantes)
Escherichia coli - constituí na espécie dominante de coliformes fecais .
Streptococos fecais - Streptococos faecalis - homem; Streptococos
bovis - gado bovino; Streptococos equinus - equinos
Testes de Biotoxidade
Comunidade Fitoplanctônica
Algas tóxicas e cianotoxinas
COLIFORMES TOTAIS E FECAIS
Colifomes Totais - grande grupo de bactérias encontradas
em vários ambientes, poluídos e não poluídos;
Coliformes Fecais - Bactérias indicadoras de resíduo do
trato intestinal humano e de outros animais endotermos;
E. coli e Estreptococos fecais
Escherichia coli - constituí na espécie dominante de
coliformes fecais .
Estreptococos fecais - Várias espécies ou variedades de
estreptococos. Habitam o intestino de seres humanos e
outros animais.
Ex: Streptococos faecalis - homem; Streptococos bovis -
gado bovino; Streptococos equinus - equinos
MICRORGANISMOS PRESENTES NOS ESGOTOS
DOMÉSTICOS BRUTOS
Microrganismo Contribuição per capita (org/hab.d)
Concentração (org/100mL)
Bactérias totais 1012 - 1013 109 – 1010 Coliformes totais 109 – 1012 106 – 109 Coliformes fecais 108 - 1011 105 – 108 Estreptococos fecais 108 - 109 105 – 106 Cistos de protozoários <106 <103 Ovos de helmintos <106 <103 Vírus 105 - 107 102 - 104
Fonte: Arceivalla (1981).
Importância do tratamento de
efluentes
Finalidades do
tratamento
Remoção de matéria orgânica
Remoção de sólidos
em suspensão
Remoção de
organismos
patogênicos
Remoção de
nutrientes
Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de EfluentesCurso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes
Impactos gerados pela ausência
de sistemas de tratamento
Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de EfluentesCurso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes
Impactos pela ausência de sistemas de esgotamento sanitário
Contaminação biológica e
química das águas superficiais,
subterrâneas:
Problemas de saúde pública Eutrofização Eusaprobicidade
Assoreamento
Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de EfluentesCurso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes
O que ocorre quando um despejo orgânico (material carbonáceo) é O que ocorre quando um despejo orgânico (material carbonáceo) é
lançado num corpo d´água?lançado num corpo d´água?
O que ocorre quando um despejo rico em nutrientes é O que ocorre quando um despejo rico em nutrientes é
lançado num corpo d´água?lançado num corpo d´água?
O que ocorre quando um despejo contendo patógenos é O que ocorre quando um despejo contendo patógenos é
lançado num corpo d´água?lançado num corpo d´água?
PARA PESQUISAR!!!! – Apreciação Interpretativa
Concepção do Tratamento de
Efluentes
Desenvolvimento do tratamento de esgotos
Na EuropaNa Europa
1920 – objetivo prevenir acumulo de lodo nos rios / emprego de decantadores /
remoção de SS;
1950 – prevenir, reduzir a proliferação (crescimento) das bactérias nos rios e lagos /
emprego do tratamento biológico (anaeróbio e aeróbio) / remoção de DBO;
1965 – prevenção da eutrofização dos lagos / emprego de processos de precipitação
/ remoção de PO4-;
1975 – ocorrência de mortandade de peixes por excesso de NH4 / emprego do
processo de nitrificação / remoção da NH4;
1980 – presença de resíduos tóxicos nos corpos d’água / emprego de processos
químicos / remoção de metais pesados;
1990 – eutrofização do mar / presença excessiva de NO3 / promoção da
desnitrificação;
A partir de 1990 – agregação de valor aos subprodutos
Desenvolvimento do tratamento de esgotos - Alemanha
Desenvolvimento do tratamento de esgotos - Alemanha
Desenvolvimento do tratamento de esgotos
No Brasil ????No Brasil ????
era medieval????era medieval????
Desenvolvimento do tratamento de esgotos
No BrasilNo Brasil
REMOÇÃO DE SÓLIDOS, MATERIAL CARBONÁCEO E COLIMETRIAREMOÇÃO DE SÓLIDOS, MATERIAL CARBONÁCEO E COLIMETRIA
- A primeira lagoa de estabilização foi construída em São José dos
Campos, SP, por volta de 1960;
- A partir do processo de crescimento das grandes cidades brasileiras,
mais especificamente a partir do final de 1970, inicia-se a aplicação de
sistemas compactos – Lodos Ativados;
- A prática no Brasil é a aplicação de sistemas localizados, tendo como
unidade de tratamento o Tanque Séptico seguido de infiltração no solo.
Desenvolvimento do tratamento de esgotos – Brasil / SC
Lagoa AnaeróbiaLagoa Anaeróbia
Lagoas FacultativasLagoas Facultativas
Lagoa Lagoa MaturaçãoMaturação
Tratamento de esgotos – Brasil / SC / Vale do Rio do Peixe
CONCEPÇÃO DO TRATAMENTOCONCEPÇÃO DO TRATAMENTO
Esgoto Sanitário Esgoto Tratado
Estação de Tratamento de Esgotos - ETEs
Esgoto domésticoInfiltração na Rede
Contribuições específicas
•Padrões de Emissão•Padrões de qualidade
Tratamento de Esgotos - ETEsTratamento de Esgotos - ETEs
Naturais
Compactas
Princípios e Etapas do
Tratamento de Efluentes
Processos de tratamento de esgotos Processos de tratamento de esgotos
- físicos
- químicos
- biológicos
Processos biológicosProcessos biológicos
biomassa suspensabiomassa suspensa
biomassa aderida biomassa aderida
Tratamento de Esgotos – ETEsTratamento de Esgotos – ETEs
ETAPAS DO TRATAMENTOETAPAS DO TRATAMENTO
Esgoto Bruto
TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado
Objetivo: remoção física de sólidos grosseiros e areia
Unidades: caixas de areia, grades, peneiras,...
Objetivo: remoção física e bioquímica dos sólidos facilmente
sedimentáveis
Unidades: fossas sépticas, reatores anaeróbios, decantadores
primários,...
Objetivo: remoção bioquímica da matéria orgânica dos esgotos
Unidades: lodos ativados, biofiltros, reatores anaeróbios, lagoas
de estabilização,....
Objetivo: remoção de microorganismos patogênicos, remoção de nutrientesUnidades: reatores com UV, ozônio, precipitação dos fosfatos, ....
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