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QUALIDADE DAS ÁGUAS E USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA
OBJETIVOS DO TRATAMENTO DOS
ESGOTOS
Por que tratar os esgotos?
Remoção de
matéria orgânica
Remoção de sólidos
em suspensão
Remoção de organismos patogênicos
Remoção de
nutrientes
POLUIÇÃO DAS ÁGUAS • No caso de efluentes industriais
–M. Orgânica não biodegradável
–Metais pesados
– Sólidos inorgânicos dissolvidos
TURBIDEZ
5
COR
6
EXCESSO DE NUTRIENTES
7
8
Demanda Bioquímica de Oxigênio
DBO
IMPACTO DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES EM CORPOS D’ÁGUA: MATÉRIA ORGÂNICA
Organismos patogênicos
POLUIÇÃO POR MICRORGANISMOS
CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES QUANTIDADES
• Consumo de água
• Vazão média e variação horária
• Infiltração
• Vazão industrial
Quantificação das cargas poluidoras
• CARGA (L): p.e.: contribuição per capita
(Kg/cap.dia)
• CONCENTRAÇÃO:
Q
LC
CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS
Fonte
: von S
perlin
g
DESPEJOS INDUSTRIAIS • Biodegradabilidade
• Tratabilidade
• Concentração de matéria orgânica
• Disponibilidade de nutrientes
• Toxidez
• Equivalente populacional
CARACTERÍSTICAS DE DESPEJOS INDUSTRIAIS
MODELO SIMPLIFICADO
re
rreem
QCQCC
..
Um condomínio tem uma população de 2000 moradores e um consumo per capita de 120,0 L/hab.dia. A contribuição de carga orgânica é de 50 g/Hab.dia e a concentração de coliformes no esgoto é de 107 UFC/100 mL.
O lançamento do esgoto é feito em um rio que tem uma vazão de referência de 50,0 L/s e tem DBO igual a 2,0 mg/L e concentração de coliformes igual a 102 UFC/100mL.
Como ficariam essas características do rio caso o lançamento fosse feito sem tratamento?
Padrões de qualidade
FLUXOGRAMA DE UTILIZAÇÃO DA ÁGUA
ANÁLISES
E
EXAMES
CONDICIONAMENTO
PADRÕES
ANÁLISES E
EXAMES
USO
Lançamento
RESOLUÇÃO 357/05 - CONAMA
A
M
O
S
T
R
A
G
E
M
A
M
O
S
T
R
A
G
E
M
Classe especial Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano,
com desinfecção;
b) à preservação do equilíbrio natural das
comunidades aquáticas; e,
c) à preservação dos ambientes aquáticos em
unidades de conservação de proteção
integral.
Resolução 357/2005 do CONAMA
Classe 1 Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento simplificado;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação,
esqui aquático e mergulho, conforme Resolução
CONAMA no 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e
de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que
sejam ingeridas cruas sem remoção de película;
e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras
Indígenas.
Resolução 357/2005 do CONAMA
Classe 2 Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação,
esqui aquático e mergulho, conforme Resolução
CONAMA no 274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de
parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os
quais o público possa vir a ter contato direto;
e) à aqüicultura e à atividade de pesca.
Resolução 357/2005 do CONAMA
Classe 3 Águas que podem ser destinadas:
a) ao abastecimento para consumo humano,
após tratamento convencional ou avançado;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas
e forrageiras;
c) à pesca amadora;
d) à recreação de contato secundário; e
e) à dessedentação de animais.
Resolução 357/2005 do CONAMA
Classe 4
Águas que podem ser destinadas:
a) à navegação;
b) à harmonia paisagística.
Resolução 357/2005 do CONAMA
PADRÕES DE QUALIDADE RESOLUÇAO 357 DO CONAMA
Classe
Parâmetro
OD
mg/l
DBO
mg/l
C. Termot.
UFC/100m
l
Clorofila
g/l
P Total
mg/l
Especial
Condições naturais
1
6,0
3,0
200
10,0
0,025 a
0,01
2
5,0
5,0
1000
30,0
0,03 a 0,05
3
4,0
10,0
4000
xxx
0,075 a
0,15
4
2,0
xxx
xxx
xxx
xxx
Parâmetro Limite Eficiência mínima de
remoção (1)
Observações
DBO5 (2) (3)
25 mg/l O2 70 -90 % -
DQO (3)
125 mg/l O2 75 % -
35 mg/l (4)
90 % População equivalente superior a 10.000 hab
60 mg/l 70% População equivalente de 2.000 a 10.000 hab
Sólidos em
suspensão totais
150 mg/l - Para efluentes de lagoas
Parâmetro Concentração Observações Eficiência mínima
de remoção (1)
Nitrogênio total 15 mg/l
10 mg/l
População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab
População equivalente superior a 100.000 hab (2)
70 - 80
Fósforo total 2 mg/l
1 mg/l
População equivalente entre 10.000 e 100.000 hab
População equivalente superior a 100.000 hab
80
Legislação Européia
Padrões de lançamento para efluentes
urbanos
NÍVEIS DE TRATAMENTO
Gradeamento e
Remoção de
areia
Remoção de
óleos e graxas
Sedimentação
Sedimentação
quimicamente
assistida
Processos de
alta taxa
Lodo ativado
Bio-reator de
membrana
Filtro percolador
Biofiltro aerado
submerso
Contator
biológico rotativo
Desinfecção/
Remoção de
patógenos
UV
Cloro
Ozônio
Processos de
baixa taxa
Lagoas de
estabilização
Lagoas aeradas
Wetlands
Escoamento
superficial
Tratamento solo-
aqüifero
PRELIMINAR
Remoção de
sólidos
dissolvidos
Osmose reversa
Troca iônica
Nanofiltração
Remoção de
orgânicos e
metais
Adsorção em
carvao
Precipitação
química
Remoção de
sólidos
suspensos
Coagulação
química +
filtração
Remoção de
Fósforo
Precipitação
química
Remoção
biológica
Remoção de
Nitrogênio
Remoção
biológica de
nutrientes
PRIMÁRIO SECUNDÁRIO AVANÇADO
Sedimentação
secundária
Processamento
do lodo
Disposição final
Tratamento Preliminar Objetivo: remoção de sólidos grosseiros e areia
grade caixa de areia medidor
de vazão
adaptado de VON SPERLING, 1996
Tratamento Primário
Objetivo: remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis,
materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica
em suspensão
lodo primário
Tratamento Secundário
Objetivo: remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria
orgânica em suspensão não removida no tratamento primário
participação de microrganismos
contato entre os
microrganismos e o
material orgânico
contido no esgoto
matéria orgânica + H2O bactérias
mais bactérias + + CO2
TRATAMENTO TERCIÁRIO (OU AVANÇADO)
Objetivo: remoção de poluentes específicos e/ou
remoção complementar de poluentes não
suficientemente removidos no tratamento secundário.
Ex: nutrientes ou organismos patogênicos
Sistemas Anaeróbios X Sistemas Aeróbios
Reator
Anaeróbio Matéria
Orgânica
(100% DQO) Reator
Aeróbio
Lodo (5 a 15%)
Lodo (50 a 60%)
CO2
(40 a 50%)
Biogás
(70 a 90%)
Efluente
(10 a 30%)
Efluente (5 a 10%)
Aproveitamento Energético do Biogás?
Baixa Produção de Lodo! Reciclagem dos Biossólidos?
Atendimento à Legislação Ambiental?
PROCESSOS BIOLÓGICOS
Tratamento
Biológico
Infiltração
Rápida
Escoamento
Superficial
Irrigação
Wetlands
(Brejos
artificiais)
Aplicação
nSolo
Lagoas de
Estabilização
Filtro
BiológicoLodo AtivadoUASB
Naturais ou
Extensivos
Compactos
ou Intensivos
UASB – Reator anaeróbio de manta de lodo
FUNCIONAMENTO
influente
efluente
biogas
Leito de lodo
Coletor
De gás
decantador
Defl. de gás
Grão de lodo
Bolha de gas
vertedor Separador
trifásico
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
•Baixo custo de
implantação
•Operação simples
•Projeto simples
•Terreno reaproveitável
•Requer grandes áreas
•Excesso de algas no efluente
final
•Maus odores na lagoa
anaeróbia
Vantagens
Desvantagens
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
• Anaeróbias
• Facultativas
• Maturação
LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO
LAGOAS FACILTATIVAS
Lodo
Esgoto
Sólidos
sedimentáveis
Vento
Mistura e reaeração O2
Zona
anaeróbia
Zona
facultativa
Zona
aeróbia
CO2
O2 CO2
Bactérias
Algas
NH3, PO4, etc Novas células
Células mortas
NH3, PO4, etc Novas células
Ácidos orgânicos CO2, NH3, H2S, CH4
H2S + 2O2 H2SO4
H2S
Ausênci
a
de O2
O2
Produção
durante o
dia
DISPOSIÇÃO NO SOLO
• Infiltração lenta
• Infiltração rápida
• Escoamento superficial
INFILTRAÇÃO LENTA
INFILTRAÇÃO RÁPIDA
ESCOAMENTO SUPERFICIAL
SISTEMAS MECANIZADOS
49
20/09/07
Lodos ativados
tanque de
aeração decantador
secundário
adaptado de VON SPERLING, 1996
lodo secundário
linha de recirculação
Critérios e Parâmetros de Projeto
• Carga Hidráulica Volumétrica
Critérios e Parâmetros de Projeto
• Velocidade Ascendente do lodo
Remoção de Matéria Orgânica DBO Para θh=8h, Ef.=75%
Remoção de Sólidos
63
64
Fazer o pré-
dimensionamento do reator
anaeróbio para a cidade
exemplo e estimar a
qualidade do efluente em
termos de DBO e
coliformes
LAGOAS FACULTATIVAS PARÂMETROS DE PROJETO
•Profundidade típica: 1,5 metros
•Relação L/B: 3 a 5
•Taxa de aplicação superficial limite de
DBO
60.20 TL
40.14 TL
L taxa de aplicação de DBO (kg DBO/ha.d)
T = temperatura média do ar do mês mais frio do ano
Facultativas primárias
Facultativas secundárias
tk
NN
tK
SS
b
io
io
.1
.1
K=0,3 a 0,35 d-1 θ=1,05
Kb=2,6 d-1 θ=1,07
