Introdução ao Tratamento de Esgoto. Prof. Dra Gersina Nobre da R.C.Junior

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1 Introdução ao Tratamento de Esgoto Prof. Dra Gersina Nobre da R.C.Junior

2 PARÂMETROS QUÍMICOS DO ESGOTO Sólidos ph Matéria Orgânica(MO) Nitrogênio Total Fóforo Total

3 PARÂMETROS QUÍMICOS DO ESGOTO ph Potencial hidrogeniônico. Representa a concentração de íons hidrogênio H + dando uma indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade do esgoto. Em termos de tratamento de esgoto: Os processos de oxidação biológica normalmente tendem a reduzir o ph.

4 PARÂMETROS QUÍMICOS DO ESGOTO O ph do esgoto varia tipicamente entre 6,5 e 7,5; Esgotos velhos ou sépticos têm o ph inferior a 6,0 Medição: Papel ph (forma mais simples); e phmêtro (forma mais precisa)

5 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Os principais componentes orgânicos são os compostos de proteínas (carboidratos, gorduras e os óleos, além de uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros em menor quantidade.)

6 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Contêm Carboidratos Carbono, hidrogênio e oxigênio São as primeiras substâncias a serem destruídas pelas bactérias, com produção de ácidos orgânicos (por esta razão os esgotos velhos apresentam maior acidez) Exemplos de carboidratos pode-se citar os açúcares, o amido, a celulose e a fibra da madeira.

7 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Gordura Se refere a matéria graxa, aos óleos e substâncias semelhantes encontradas no esgoto A gordura está sempre presente no esgoto doméstico, manteiga, carne, óleos vegetais, etc. Não são desejáveis nas unidades de transporte e tratamento de esgoto.

8 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Gordura Não são desejáveis nas unidades de transporte e tratamento de esgoto: Aderem às paredes produzindo entupimento; Provocam odores desagradáveis; Formam escuma uma camada de matéria flutuante nos decantadores, podem vir a entupir os filtros; Interferem e inibem a vida biológica; Trazem problemas de manutenção.

9 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Surfactantes São constituídos por moléculas orgânicas com propriedade de formar espuma no corpo receptor ou na estação de tratamento em que o esgoto é lançado. Tendem a se agregar na superfície ar-água e nas unidades de aeração se aderem à superfície das bolhas, formando uma espuma muito estável e difícil de se quebrar.

10 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Surfactantes Tipo mais comum é o chamado ABC (alquil benzeno - sulfonado), típico dos detergentes sintéticos - apresenta resistência a ação biológica. Vem sendo substituído pelos do tipo LAS (alquilsulfonado - linear) que são biodegradáveis.

11 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Fenóis São compostos orgânicos originados em despejos industriais, principalmente, e têm a propriedade de causar, ainda que em baixa concentração, gosto(amargo e adstringente) e odor característico à água (em especial à água clorada).

12 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Classificação quanto à forma: em suspensão (particulada) dissolvida (solúvel) Classificação quanto à biodegradabilidade: inerte biodegradável

13 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Podem-se adotar métodos diretos ou indiretos para a determinação da matéria orgânica. Métodos indiretos: medição do consumo de oxigênio: -Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) -Demanda Ultima de Oxigênio (DBO u ) -Demanda Química de Oxigênio (DQO) Métodos diretos: medição do carbono orgânico: -Carbono Orgânico Total (COT)

14 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Demanda Bioquímica de Oxigênio(DBO 5 ) Mede a quantidade de oxigênio necessária para estabilizar biológicamente a matéria orgânica presente na amostra, após certo tempo (tomado para efeito de comparação em e 5 dias) a uma temperatura padrão 20 C (para efeito de comparação).

15 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Demanda Ultima de Oxigênio(DBO U ) ou (DBO 20 ) Representa o consumo total de oxigênio, ao final de vários dias (cerca de 20 dias ou mais para o esgoto doméstico) requerido pelos microrganismos na estabilização bioquímica da matéria orgânica.

16 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Vantagens do teste da DBO Indicação aproximada da fração biodegradável do despejo; Indicação da taxa de degradação do despejo; Indicação do consumo de oxigênio em função do tempo; A determinação aproximada da quantidade de oxigênio requerido para estabilização biológica da matéria orgânica presente.

17 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Limitações do teste da DBO pode-se encontrar baixos valores de DBO caso os microorganismos responsáveis pela decomposição não estejam adaptados aos despejos; Os metais pesados e outras substâncias tóxicas podem matar ou inibir os microorganismos; Há a necessidade de inibição dos organismos responsáveis pela oxidação da amônia.

18 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Conversão da DBO 5 para DBOu DBO DBO ,46 DBO 20 = 1,46 x DBO 5 A relação DBO 20 /DBO 5 varia em função do despejo e A relação DBO 20 /DBO 5 varia, para um mesmo despejo, ao longo da linha de tratamento da ETE.

19 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Faixas típicas da relação DBO 20 /DBO 5 Origem DBO 20 /DBO 5 Esgoto concentrado 1,1-1,5 Esgoto de baixa concentração 1,2-1,6 Efluente primário 1,2-1,6 Efluente secundário 1,5-3,0 Fonte: Von Sperling, 1996.

20 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Demanda Química de Oxigênio(DQO) Representa a demanda de oxigênio requerida para estabilizar quimicamente a matéria orgânica carbonácea. Utiliza fortes agentes oxidantes em condições ácidas. Carbono Orgânico Total(COT) É uma medida direta da matéria orgânica carbonácea. É determinado através da conversão do carbono orgânico a gás carbônico.

21 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Vantagens do teste de DQO Teste gasta apenas de 2 a 3 horas para ser realizado; O resultado do teste dá uma indicação requerido para a estabilização da MO; O teste não é afetado pela nitrificação. do oxigênio

22 MATÉRIA ORGÂNICA(MO) Limitações do teste da DQO São oxidadas, tanto a fração biodegradável, quanto a inerte do despejo; Não fornece a taxa de consumo do oxigênio ao longo do tempo.

23 RELAÇÃO ENTRE OS PARÂMETROS DE CONSUMO DE OXIGÊNIO Relação aproximada entre os parâmetros de consumo de oxigênio em esgotos domésticos DBO 5 DBO U DQO

24 Relação DQO/ DBO 5 Esgotos domésticos brutos varia em torno de 1,7 a 2,4. Relação DQO/ DBO5 baixa: fração biodegradável é elevada provável indicação para tratamento biológico

25 Relação DQO/ DBO 5 Relação DQO/ DBO5 elevada: a fração inerte (não biodegradável é elevada); se a fração não biodegradável não for importante em termos de poluição do corpo receptor: possível indicação para tratamento biológico; se a fração não biodegradável for importante em termos de poluição do corpo receptor: possível indicação para tratamento físico-químico.

26 Nitrogênio Total O nitrogênio total inclui o nitrogênio orgânico, amônia, nitrito e nitrato. É um nutriente indispensável para o desenvolvimento dos microrganismos no tratamento biológico. O nitrogênio orgânico e a amônia compreendem o denominado Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK).

27 Nitrogênio orgânico Nitrogênio na forma de proteínas, aminoácidos e uréia Nitrificação Amônia Produzida como primeiro estágio na decomposição do nitrogênio orgânico Nitrito Estágio intermediário da oxidação da amônia. Praticamente ausente no esgoto bruto Desnitrificação Nitrato Produto final da oxidação da amônia. Praticamente ausente no esgoto bruto

28 Nitrogênio Total A forma predominante do nitrogênio em um curso d água, pode fornecer indicações sobre o estágio da poluição eventualmente ocasionada por algum lançamento de esgoto a montante.

29 Nitrogênio Total Poluição recente O nitrogênio estará basicamente na forma de nitrogênio orgânico e amônia. Poluição antiga O nitrogênio estará basicamente na forma de nitrato (as concentrações de nitritos são normalmente mais reduzidas).

30 Fósforo Total O fósforo total existe na forma orgânica e inorgânica. É um nutriente indispensável no tratamento biológico Usualmente os esgotos domésticos possuem um teor suficiente de fósforo, mas este pode estar deficiente em certos despejos industriais. o fósforo é um nutriente essencial para o crescimento de algas, podendo por isso em certas condições, conduzir o fenômeno de eutrofização de lagos e represas.

31 Características físico-químicas dos esgotos. Metcalf & Eddy (1991) Característica Forte Médio Fraco DBO 5,20 (mg/l) DQO (mg/l) Carbono Org. Total (mg/l) Nitrogênio total NTK (mg/l) Nitrogênio Orgânico (mg/l) Nitrogênio Amoniacal (mg/l) Fósforo Total (mg/l) Fósforo Orgânico (mg/l) Fósforo Inorgânico (mg/l) Cloreto (mg/l) Sulfato (mg/l) Óleos e Graxas (mg/l)

32 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO Os principais organismos encontrados nos esgotos são: bactérias, fungos, vírus, protozoários, helmintos as algas e os grupos de plantas e de animais.

33 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO Há vários organismos cuja a presença num corpo dágua indica uma forma qualquer de poluição. Determinação da potencialidade de uma água transmitir doença é feita de forma indireta. Organismos indicadores de Contaminação Fecal Bactérias de origem fecal

34 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO Bactérias de origem fecal Típicas do intestino do homem e de outros animais de sangue quente (mamíferos em geral). Sempre presente no excremento do homem em grande quantidade (100 bilhões de coliformes totais/hab.dia, exemplo)

35 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO Determinação de todas as análises para determinar a presença e identificar os diversos organismos patogênicos presente no esgoto. Investiga a presença de organismos indicadores específicos: Coliformes totais (CT); Coliformes fecais (CF); Escherichia coli (EC); Estreptococos fecais (EsF); Enterococos fecais (EnF)

36 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO Coliformes totais (CT); Nº Mais Provável de Coliformes O esgoto bruto contém cerca de 10 6 a 10 9 NMP/100 ml de colis total, ou cerca de 10 9 a org/hab.dia. Coliformes fecais (CF); O esgoto bruto contém cerca de 10 5 a 10 8 NMP/100 ml de colis fecal, ou cerca de 10 8 a org/hab.dia. Escherichia coli (EC); O esgoto bruto contém cerca de 10 9 EC/g.fezes

37 PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO Enterococos fecais (EnF); Não há valores de referência para número de EnF em esgoto. Estreptococos fecais (EsF); Não há valores de referência para número de EnF em esgoto.

38 Principais Microrganismos Presentes nos Esgotos Domésticos Microrganismo Descrição Bactérias Fungos Protozoários Vírus Helmintos -Organismos protistas e unicelulares -Apresentam em várias formas e tamanhos -São os principais responsáveis pela estabilização da matéria orgânica -Algumas bactérias são patogênicas, causando principalmente doenças intestinais. -Organismos aeróbios, multicelulares, não fotossintéticos, heterotróficos. -Também de grande importância na decomposição da matéria orgânica. -Podem crescem em condições de baixo ph. -Organismos unicelulares sem parede celular -A maioria é aeróbia e facultativa -Alimentam-se de bactérias, algas e outros microrganismos. -São essenciais no tratamento biológico para a manutenção de um equilíbrio entre os diversos grupos. -Alguns são patogênicos -Organismos parasitas, formados pela associação de material genético (DNA ourna) e uma carapaça protéica. -Causam doenças e podem ser de difícil remoção no tratamento da água ou do esgoto. -Animais superiores -Ovos de helmintos presentes nos esgotos podem causar doenças.

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