TRATAMENTO PRELIMINAR DE ESGOTOS

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1 TRATAMENTO PRELIMINAR DE ESGOTOS

2 GRADEAMENTO

3 GRADEAMENTO Importância: I i Evitar obstruções Evitar danos em equipamentos eletromecânicos Evitar a redução do volume útil do reator biológico ocupado com biomassa e conseqüente problema no tratamento. Etc.

4 GRADEAMENTO RemoçãoR ã de sólidos grosseiros. Constituídos de barras paralelas de ferro ou aço carbono, posicionadas transversalmente t no canal de chegada dos esgotos na estação de tratamento (ETE). ÂngulosÂ l de 45º a 90º.

5 GRADEAMENTO

6 GRADEAMENTO

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8 CLASSIFICAÇÃO E DIMENSÕES DAS GRADES Capacidade de retenção de sólidos (ou espaçamento entre as barras): Gradeamento Fino Gradeamento Médio Gradeamento Grosseiro Forma de limpeza: Manual Mecanizada

9 CLASSIFICAÇÃO E DIMENSÕES DAS GRADES: CAPACIDADE DE RETENÇÃO Tipo de grade Grosseira Material retido e local e (mm) S das barras (mm) Galhos de árvores, restos de mobília, pedaços de colchão, etc ,5 x 50,0 9,5 x 63,5 12,7 x 38,1 12,7 x 50,0 Média Latinhas de cerveja, refrigerante, x500 7,9 50,0 plásticos, madeiras, papel, panos, etc. 9,5 x 38,1 9,5 x 50,0 Fina Fibras de tecidos, cabelo, etc ,4 x 38,1 79x381 7,9 38,1 9,5 x 38,1

10 CLASSIFICAÇÃO E DIMENSÕES DAS GRADES: FORMA DE LIMPEZA

11 DISPOSITIVOS DE LIMPEZA DAS GRADES Limpeza manual rastelos

15 DISPOSITIVOS DE LIMPEZA DAS GRADES Limpeza mecanizada: Rastelos acionados por motores redutores, instalados na parte superior do equipamento; Ativação automática dos rastelos em função da perda de carga da grade ou com temporizador; A retirada do material retido pode se dar com correias transportadoras ou com carrinhos de mão posicionados nas descargas dos rastelos.

16 PRINCIPAIS TIPOS DE GRADES Grade mecanizada tipo cabos: construção inclinada a 75 graus. O mecanismo de limpeza é montado em pórtico com rodas, transladável em dois trilhos.

17 Grade mecanizada tipo cabos

18 Grade mecanizada tipo cabos

19 PRINCIPAIS TIPOS DE GRADES Grade mecanizada rotativa: consiste do barramento curvo com suportes, mecanismo de rastelamento, mecanismo de limpeza, dispositivo de descarga, conjunto de acionamento com motor. O equipamento é para instalação em canal de concreto.

20 Grade mecanizada rotativa

24 PRINCIPAIS TIPOS DE GRADES Grade mecanizada tipo Cremalheira: Mecanismo será constituído de uma estrutura guia (com corrente fixa tipo cremalheira), do conjunto motriz (com mancais, guia das rodas da corrente fixa, e dos componentes do acionamento) e do conjunto raspador. A corrente tipo cremalheira, projetada para trabalhar com rodas de aço endurecido, deverá ser instalada em cada estrutura guia. Os detritos retidos serão removidos por meio do conjunto de rastelo, que é projetado para trabalhar com a grade de barras. O conjunto do rastelo é constituído de um braço e um pente raspador fixado na extremidade.

25 Grade mecanizada do tipo Cremalheira

26 Grade mecanizada do tipo Cremalheira

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31 PROTOCOLO OPERACIONAL - GRADEAMENTO Deve permitir a freqüência adequada de limpeza das grades efetiva remoção dos sólidos grosseiros. A operação de limpeza das grades deve ser no mínimo diária. A remoção de quaisquer entupimentos que possam prejudicar a distribuição uniforme do afluente no sistema de tratamento é fundamental para o sucesso do tratamento.

32 PROTOCOLO OPERACIONAL - GRADEAMENTO

33 OPERAÇÃO DE GRADES DE LIMPEZA MANUAL As ferramentas necessárias são: rastelo, pá, carrinho de mão, balde, mangueira, saco plástico, arame e formulários de controle. Remover o material retido usando o rastelo, com o devido cuidado, de forma a evitar a entrada de sólidos grosseiros no sistema e o contato direto com o material removido. Depositar o material removido em vasilhame devidamente protegido e que permita a medição do volume depositado, posteriormente, limpar a grade com jato de água. Ao fim do turno, medir o volume do material retirado e anotá-lo em formulário apropriado, em seguida, ensacar o material para ser encaminhado ao aterro sanitário. i

34 OPERAÇÃO DE GRADES DE LIMPEZA MECANIZADA Verificar o correto posicionamento i da caçamba estacionada para receber os detritos removidos pelas grades. Inspecionar o correto espaçamento e paralelismo das barras. Por meio do painel de controle, selecionar as grades que devem estar em operação. Vistoriar o funcionamento do braço raspador, sua corretaparadaapósorastelamentoeomecanismo de autolimpeza. Detectar ruídos estranhos nos mecanismos móveis, como motores, redutores e mancais de rolamento.

35 OPERAÇÃO DE GRADES DE LIMPEZA MECANIZADA Verificar se as partes móveis encontram-se devidamente lubrificadas. Verificar, diariamente, se o rastelo automático das grades finas está funcionando. Verificar o nível de enchimento da caçamba. Quando a capacidade da caçamba estiver quase se esgotando, transportá-la até o local de disposição final. Ao final de cada jornada, recobrir o material depositado com uma camada inerte (solo, entulho etc.). Na ocorrência de qualquer anormalidade de funcionamento, o operador deverá desligar o equipamento com defeito e comunicar o fato ao responsável pela equipe de manutenção.

36 PENEIRAMENTO

37 PENEIRAMENTO Objetivo remoção de sólidos normalmente com diâmetros > 1 mm podem causar entupimentos ou para redução da carga orgânica. As peneiras mais utilizadas têm malhas com barras triangulares com espaçamento variando entre 0,5 a 2mm. No caso de serem utilizadas peneiras em efluentes gordurosos ou com a presença de óleos minerais deve-se utilizar as peneiras com limpeza mecanizada por escovas.

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39 PENEIRAMENTO A utilização de peneiras é imprescindíveli em tratamentos de efluentes de indústrias: Refrigerantes Têxtil Pescado Abatedouros e frigoríficos Curtumes Cervejarias Sucos de frutas e outras indústrias de alimentos.

40 PENEIRAMENTO As peneiras devem ser aplicadas também em outros efluentes que apresentem materiais grosseiros, tais como: Fiapos; Plásticos; Resíduos de alimentos, etc. A i ã l t d ti As peneiras são normalmente do tipo Estática e Rotativa

41 PENEIRAMENTO

42 PENEIRAMENTO Peneira Estática

43 Peneira Estática

44 PENEIRAMENTO Peneira Rotativa

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46 PENEIRAMENTO

47 DESARENAÇÃO

48 DESARENAÇÃO Remoção de areia causam problemas nas etapas seguintes do tratamento Chegam a ETE com a águas da chuva poços de visita, caixas de ligação de esgotos e infiltração de águas subterrâneas. Impacto ambiental evitar o assoreamento dos corpos receptores do esgoto tratado.

49 TIPO E ESCOLHA DOS DESARENADORES PodemP d ser classificados em diversas formas, como: Unidades d de limpeza manual ou mecanizada; Unidades com velocidade controlada (vertedor, fenda retangular e Calha Parshall) ou de sedimentação simples; Desarenadores aerados (quando o material retido apresenta alta concentração de material putrescível) ou livres de aeração externa. Etc.

50 TIPO E ESCOLHA DOS DESARENADORES DentreD t as variáveis i que interferem na escolha de um desarenador são destacadas: Vazão afluente do esgoto; Características presentes; físicas dos sólidos Tipo de equipamentos tratamento preliminar; a jusante do Orçamento disponível.

51 DISPOSITIVOS DE REMOÇÃO DE AREIA Caixas de areia de sistemas com remoção manual dois canais paralelos.

52 Caixas de areia com remoção manual

53 DISPOSITIVOS DE REMOÇÃO DE AREIA Caixas de areia de sistemas com remoção mecanizada

54 Caixas de areia com Caixas de areia com remoção mecanizada

57 Caixas de areia com remoção mecanizada

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59 DESTINO DA AREIA REMOVIDA EM ETES Normalmente aterro sanitário

60 PROTOCOLO OPERACIONAL - DESARENADORES Deve permitir a freqüência adequada de limpeza das caixas de areia efetiva remoção da areia. A remoção da areia nas caixas deve ter freqüência de uma vez a cada uma ou duas semanas, dependendo da quantidade de areia no esgoto afluente. A remoção de quaisquer entupimentos que possam prejudicar a distribuição uniforme do afluente no sistema de tratamento é fundamental para o sucesso do tratamento.

61 PROTOCOLO OPERACIONAL DESARENADORES DE LIMPEZA MANUAL As ferramentas necessárias são: pá, enxada, carrinho de mão, vassoura, mangueira, balde, saco plástico, arame e formulários de controle. Colocar a comporta (stop-log) para impedir aentrada de esgoto na caixa, verificando se ficou bem vedada. Utilizando balde, retirar o líquido que ficou na caixa, o qual deve ser encaminhado para a entrada da caixa de areia em operação. Retirar o material depositado com a pá e a enxada, colocando-o no carrinho de mão e, posteriormente, ensacar o material para o seu aterramento. Limpar a caixa de areia com jatodeágua, esfregando as paredes internas com vassoura, e retirar aáguade lavagem. Ao fim do turno, medir o volume do material removido e anotar em formulário adequado.

62 PROTOCOLO OPERACIONAL DESARENADORES DE LIMPEZA MECANIZADA Verificar o correto posicionamento das caçambas estacionadas para receber a areia removida nos desarenadores. Vistoriar o funcionamento do braço raspador que funciona em movimento. Por meio do painel de controle, selecionar os desarenadores que devem estar em operação. Detectar ruídos estranhos nos mecanismos móveis, como motores, redutores e mancais de rolamento. Verificar se as partes móveis se encontram devidamente lubrificadas. Verificar, diariamente, se o braço raspador está funcionando.

63 PROTOCOLO OPERACIONAL DESARENADORES DE LIMPEZA MECANIZADA Verificar, diariamente, o funcionamento da bomba parafuso (transportador de areia). Verificar o nível de enchimento das caçambas. Quando a capacidade das caçambas estiver quase se esgotando, transportá-las até o local de disposição final. Ao final de cada jornada, recobrir o material depositado com uma camada inerte (solo, entulho etc.). Na ocorrência de qualquer anormalidade de funcionamento, o operador deverá desligar os equipamentos do desarenador com defeito e comunicar o fato ao responsável pela equipe de manutenção.

64 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS E GORDURAS

65 SEPARAÇÃO DE GORDURAS São utilizadas no tratamentot t preliminar i de indústrias de frigoríficos, curtumes, laticínios, matadouros, etc. Problemas do acúmulo de gorduras: Obstrução de coletores. Odores desagradáveis decorrentes da degradação do material acumulado em unidades de transporte, recalque e tratamento. Aspectos desagradáveis em corpos receptores.

66 SEPARAÇÃO DE GORDURAS OO processo de separação é um processo físico que ocorre por diferença de densidade, sendo normalmente as frações oleosas e gordurosas mais leves recolhidas na superfície. Em matadouros e curtumes gorduras recuperadas tem valor comercial.

67 SEPARAÇÃO DE GORDURAS No casodos esgotos de origem doméstica, as fontes são, basicamente, óleos e gorduras utilizados na preparação de comidas. As gorduras presentes nos esgotos são quantificadas em laboratório após a extração utilizando éter de petróleo ou hexano. A concentração de gorduras em esgotos pode variar de 6a70mg/L. No caso de óleos ou borras oleosas mais densas que a água, esses são sedimentados e removidos por limpeza de fundo do tanque.

68 PROJETO DE CAIXAS DE SEPARAÇÃO DE GORDURAS A caixa não pode ter turbulência TDH entre 3 e 5 minutos para T < 25ºC tempo para as partículas flotarem TDH pode chegar até 30 minutos para T > 25ºC tempo para as partículas flotarem Formato retangular com pelo menos duas cortinas, uma na entrada para evitar a turbulência e a outra próxima à saída Em um dos lados calha para coleta da gordura

69 PROJETO DE CAIXAS DE SEPARAÇÃO DE GORDURAS Q é a vazão máxima afluente V é a velocidade mínima de ascensão das partículas de menor tamanho determinada pelo tempo de subida de uma pequena partícula H é a altura do líquido do cilindro t é o tempo de ascensão

70 PROJETO DE CAIXAS DE SEPARAÇÃO DE GORDURAS Exemplo de dimensionamento: Um frigorífico abate cerca de 500 cabeças de boi por dia, sendo a contribuição per capita de L/cabeça.dia. Assumindo-se que o frigorífico funciona 8 horas por dia, que 70% da água utilizada vai para a ETEI com uma temperatura de 28ºC, dimensione a caixa de gordura. Assumir que no teste com o cilindro, a velocidade d de ascensão foi de5mm/s.

71 PROJETO DE CAIXAS DE SEPARAÇÃO DE GORDURAS Exemplo de dimensionamento: 1) Determinação da Vazão Média afluente Qméd = 500 x x 0,7 x 10-3 = 525 m3/dia Para 8 horas de funcionamento = 65,6 m3/h 2) Determinação da Vazão Máxima Qmáx = 1,5Qméd = 1,5 x 65,6 = 98,4 m3/h 3) Como T > 25ºC Assumir um TDH = 15 minutos = 0,25 h 4) Determinação do Volume: V = Q x TDH = 98,4 x 0,25 = 24,6 m3

72 PROJETO DE CAIXAS DE SEPARAÇÃO DE GORDURAS Exemplo de dimensionamento: 5) Como a velocidade de ascensão (v) foi de 5 mm/s =18m/h 6) Determinação da Área:

73 PROJETO DE CAIXAS DE SEPARAÇÃO DE GORDURAS Exemplo de dimensionamento: 7) Cálculo da Largura (B), Comprimento (L) e altura útil (H)

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75 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS OO processo é muito utilizado na: indústria do petróleo postos de serviço oficinas mecânicas postos de lavagem e lubrificação de veículos outras atividades id d que utilizam óleo.

76 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS Utilizado d na etapa preliminar i dos sistemas de tratamento. Existem óleos solúveis (emulsionado) e insolúveis i emágua solúvel l é mais difícil de ser removido.

77 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS

79 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS RemoçãoR ã de óleo solúvel l Meios fortemente ácidos diminuem a solubilidade ou básicos Uso de coagulantes Uso de dispersante biodegradação facilita a Dimensionamento similar à caixa de Dimensionamento similar à caixa de gordura.

80 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS UmaU vez que as águas residuárias i provenientes de lavagem de veículos arrastam muita areia utilizar um desarenador antes da caixa retentora de óleo. Para vazões e/ou concentrações de óleo muito elevadas separadores API (American Petroleum Institute) ou tanques de flotação

81 SEPARAÇÃO DE ÓLEOS OO dimensionamentoi de um separador API deve levar em consideração: Temperatura da água Peso específico da água residuária Peso específico do óleo Viscosidade da água residuária Presença ou ausência de emulsões Concentração de SS

82 SEPARADOR API DE GRAVIDADE

83 SEPARADOR API DE GRAVIDADE

85 SEPARADOR API DE PLACAS PARALELAS

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88 MEDIÇÃO DE VAZÃO

89 MEDIÇÃO DE VAZÃO Objetivo: Estimar se a unidade de tratamento está trabalhando abaixo ou no seu limite de projeto. Pode ser utilizada no cálculo do tempo de detenção real dos tratamentos, carga orgânica afluente (produto da vazão pela concentração do parâmetro, por exemplo DBO).

90 MEDIÇÃO DE VAZÃO Podem ser medidores de conduto livre ou forçado. Conduto forçado: Medidores tipo turbina (hidrômetros velocimétricos e volumétricos) Medidores tipo deprimogênios (placa de orifício, bocal ou venturi) Medidores do es eletromagnéticos ee Medidores ultra-sônicos Conduto Livre (mais comuns em ETEIs): Conduto Livre (mais comuns em ETEIs): Calhas e Vertedores Medidores tipo área-velocidade

91 VERTEDOR RETANGULAR Q 1,83 L h 1,5 Q é a vazão em m3/s, L é a largura e h é a carga hidráulica sobre o vertedor (distância do vértice ao nível da água em metros, medido a montante do vertedor).

92 VERTEDOR TRIANGULAR Q 1,42 h 2,5 Q é a vazão em m3/s e h é a carga hidráulica sobre o vertedor (distância do vértice ao nível da água em metros, medido a montante do vertedor).

93 VERTEDOR TRIANGULAR

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96 CALHA PARSHALL Bastante utilizada em ETEIs. Vantagens: Capacidade de auto-limpeza Baixa perda de carga Capacidade de operar sob uma extensa faixa de vazão Desvantagem: Imprecisão nas medições de vazão quando comparado a outros dispositivos

97 CALHA PARSHALL Dispositivo iti na forma de um canal aberto com dimensões que são padronizadas: Entrada afunilada Garganta Trecho divergente. Tem padrões pré estabelecidos, devendo ser adquirida, sendo indicada para vazões >50 m3/h.

98 CALHA PARSHALL Seu funcionamento consiste na passagem do esgoto pela garganta, causando uma variação na velocidade e nível d água ao longo da calha que, por meio derelação empírica, íi determinam a vazão instantânea. Além da medição da vazão, a calha Parshall também auxilia no controle da velocidade na caixa de areia.

99 CALHA PARSHALL Qa 2, 2 WHa 3 / 2 Qa é a vazão (m3/s) ( ) W é a largura da garganta (m) Há é a altura do nível de água no ponto A (m)

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102 CALHA PARSHALL

103 CALHA PARSHALL

104 CALHA PARSHALL W A B C D E F G N Y Vazão (m 3 /s) cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Mínima Máxima 7,6 46,7 45,7 17,8 25,9 61,0 15,2 30,5 5,7 3,8 0,0008 0, , ,0 39,4 39,7 61,0 30,5 61,0 11,4 7,6 0,0014 0,110 22,9 88,0 86,4 38,1 57,6 76,2 30,5 45,7 11,4 7,6 0,0025 0,252 30,5 137,2 134,3 61,0 84,5 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,0031 0,456 45,7 144,8 134,3 76,2 102,6 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,0042 0,697 61,0 152,4 194,5 91,4 149,9 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,012 0,937 91,5 167,6 164,5 121,9 157,2 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,017 1, ,9 182,9 179,4 152,4 193,7 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,037 1, ,4 198,1 194,3 182,9 230,7 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,045 2, ,9 213,4 209,22 213,4 266,7 91,4 61,0 91,4 22,9 76 7, , , ,4 228,6 224,2 243,8 303,2 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,085 3, ,8 243,8 239,1 274,3 339,7 91,4 61,0 91,4 22,9 7,6 0,099 3,950

105 MEDIDOR ULTRA-SÔNICO DE VAZÃO PARA CANAL ABERTO Composto de três componentes: Elemento primário de medição vertedor ou calha Sensor de nível o mais indicado é o ultra-sônico Conjunto secundário (eletrônico) Para cada elemento primário é possível estabelecer uma relação entre altura e vazão. O sensor medirá o nível e enviará a informação, através de cabo, ao secundário. No secundário há um dispositivo microprocessador envio da informação em modo analógico ou digital (telemetria) É possível se acoplar junto ao secundário um datalogger

106 MEDIDOR ULTRA-SÔNICO DE VAZÃO PARA CANAL ABERTO

111 ROTÂMETROS

112 PROTOCOLO OPERACIONAL CALHA PARSHALL Variações repentinas de vazão podem indicar: ocorrência de entupimentos na rede coletora (caso coincida com episódios de extravasamento t de esgotos) ocorrência de infiltrações excessivas ou de ligações clandestinas da rede de águas pluviais (caso coincida com a ocorrência de chuvas) ou mesmo a necessidade de se utilizar um tanque de equalização de vazão (caso os picos diários sejam freqüentemente maiores que os esperados).

113 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO

114 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Utilizado principalmente com efluentes industriais. Visa amortizar os picos de vazão e concentração de constituintes Vazão de bombeamento constante. Normalmente possui aeração para evitar a Normalmente possui aeração para evitar a formação de odores.

115 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Aumenta as características de tratabilidade da água. Melhora do tratamento biológico devido a eliminação ou diminuição dos efeitos causados por cargas bruscas de substâncias inibidoras e/ou estabilização do ph. Melhora a qualidade do efluente e o rendimento dos decantadores pois trabalha com cargas constantes de sólidos. No tratamento físico-químico ocorrerá um melhor controle na dosagem dos reagentes levando a viabilidade desta etapa.

116 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Deve ter tamanho suficiente para compensar as variações de vazão. Deve ser provido de mecanismos de mistura do líquido, que homogeneize as características físico-químicas do efluente e evite a deposição da matéria orgânica mixers, aeradores flutuantes ou difusores de ar.

123 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Volume mínimo de reservação cerca de 30% do volume útil do tanque. Altura mínima de 1,0m proteção das bombas para que não funcionem a seco. Controle de nível com automático de bóia. Recebe efluentes por gravidade ou recalque.

124 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Formato de seção quadrada se a agitação for através de aerador de superfície e com H útil de 3,0-5,0 metros. Para evitar curto-circuito a entrada deve ser por cima e a saída por baixo, em cantos opostos do tanque. Utilização de bombas submersíveis e afogadas (1+1R).

125 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Para manter sólidos sedimentáveis em suspensão densidade de potência entre 5 e 10 W/m3 (aerador de superfície). Para sistemas anaeróbios a jusante de tanques de equalização uso de mixers é mais indicado. d Quando o TE for utilizado para oxidação de sulfetos com aeradores de superfície densidade d de potência entre 30 e 40 W/m3.

126 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO Correção do ph normalmente é feita no tanque de equalização Efluentes industriais alcalinos: Gás carbônico Ácido sulfúrico Ácido clorídrico Efluentes industriais ácidos: Cal hidratada Carbonato de cálcio Hidróxido de sódio Carbonato de sódio

127 TANQUE DE EQUALIZAÇÃO CorreçãodopH

128 DIMENSIONAMENTO