Saneamento Urbano II TH053

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Arquitetura e Urbanismo Saneamento Urbano II TH053 O Sistema de Esgoto Sanitário Parte II Profª Heloise G. Knapik 1

2 Escolha dos processos de tratamento Depende de uma série de fatores, tais como: Eficiência de remoção requerida (função de padrões de lançamento, corpo receptor, enquadramento, reuso, etc) Área disponível Geração e disposição final de resíduos Mão de obra para operação e respectiva qualificação Monitoramento e controles operacionais requeridos Recursos disponíveis Viabilidade técnica, econômica e ambiental

3 Tipos de tratamento Tratamento preliminar (sólidos em suspensão grosseiros) Tratamento primário (sólidos em suspensão sedimentáveis e parte da matéria orgânica) Tratamento secundário (remoção de carga orgânica e eventualmente nutrientes) Tratamento terciário (remoção de carga de nutrientes e poluentes específicos metais pesados, tóxicos) Tratamento e disposição final do lodo Processos Físicos Processos Químicos Processos Biológicos

4 TRATAMENTO PRELIMINAR 4

5 Tratamento preliminar Tipos de Tratamento Remoção inicial de sólidos grosseiros, gorduras e areias; Preparação dos efluentes para a sequência de tratamento; Proteção das estruturas contra desgaste/abrasão; Amortecimento das cargas orgânicas/vazão. Estruturas/ etapas: Gradeamento Desarenadores Flotadores Tanque de equalização

6 Tratamento preliminar Gradeamento Tanque de equalização

7 TRATAMENTO PRIMÁRIO 7

8 Tratamento primário Remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis e parte da matéria orgânica Processos físicos de remoção/tratamento Estruturas: Tanque de decantação (primários) Peneira rotativa

9 Tratamento primário Eficiência do tratamento primário: Em alguns casos, ainda é insuficiente para permitir o lançamento do efluente em um determinado corpo d água Tratamento secundário

10 TRATAMENTO SECUNDÁRIO 10

11 Tratamento secundário Remoção de carga orgânica e eventualmente nutrientes Remoção de sólidos dissolvidos e finamente particulados Processos biológicos de tratamento Estruturas/etapas: Lagoas de estabilização e variantes Processos de disposição sobre o solo Reatores anaeróbios Lodos ativados e variantes Reatores aeróbios com biofilmes

12 Tratamento secundário LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Construção simples: corte, aterro e preparação dos taludes Indicadas para países de clima quente e em desenvolvimento em função de: Suficiente disponibilidade de área Clima favorável (temperatura e insolação elevadas) Operação simples Necessidade de pouco ou nenhum equipamento

13 Tratamento secundário

14 Tratamento secundário Lagoas de estabilização

15 Tratamento secundário Sistemas de lagoas anaeróbias lagoas facultativas

16 Tratamento secundário Ete Padilha (Curitiba e RMC) UASB + Lagoa anaeróbia (320 mil habitantes) Fonte: Sanepar

17 Tratamento secundário PROCESSOS DE DISPOSIÇÃO NO SOLO

18 Tratamento secundário REATORES ANAERÓBIOS Sistema de filtro anaeróbio

19 Tratamento secundário REATORES ANAERÓBIOS Reator UASB

20 Tratamento secundário LODOS ATIVADOS Utilizados quando há a necessidade de: Elevar a eficiência de tratamento Reduzir o requisito de área Emprego de maior mecanização operação mais sofisticada e maiores consumos de energia

21 Tratamento secundário REATORES AERÓBIOS

22 Tratamento secundário REATORES AERÓBIOS COM FILTRO BIOLÓGICO

23 Tratamento secundário BIODISCOS

24 Escolha dos processos de tratamento: Sistema mais simples!!! Intervalo de anos para remoção do lodo

25 Escolha dos processos de tratamento: Sistema mais complexo!!! Remoção contínua do lodo

26 Processos simplificados: 26

27 Processos mecanizados:

28 Disposição controlada em wetlands: 28

29 Reatores UASB + pós-tratamento: Tendência no tratamento de esgoto no Brasil como unidades únicas, seguida de um pós-tratamento

30 Seleção de alternativas de tratamento

31 TRATAMENTO TERCIÁRIO (TRATAMENTO AVANÇADO) 31

32 Tratamento terciário Remoção de poluentes específicos Remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário (tratamento avançado polimento para atendimento da legislação) Filtração avançada (ultra e nanofiltração, osmose reversa) Troca iônica Ozonização Carvão ativado Radiação UV Cloro

33 TRATAMENTO DO LODO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS 33

34 Características do lodo de ETEs Lodo gerado em ETAs Presença de produtos químicos (processos físicos de remoção) Lodo gerado em ETEs Presença de matéria orgânica/biomassa (processos físicos, biológicos e químicos) Composição básica do lodo da ETE depende de: Do efluente que será tratado Da técnica utilizada para tratar o esgoto Da eficiência obtida durante o tratamento

35 Características do lodo de ETEs Composição básica de lodo de ETEs: Sólidos (matéria orgânica e biomassa) Metais pesados Poluentes orgânicos variados Microrganismos patogênicos Gramas de sólidos secos/hab.dia: Europa: 82 Brasil: 35,6

36 Descarte do lodo de ETEs Frequência de remoção em função das etapas de tratamento Sistema Intervalo de remoção (LP) Intervalo de remoção (LB) Tratamento primário convencional Horas - Tratamento primário fossa séptica Meses - Tanque (fossa) séptico + filtro anaeróbio Meses Meses Lagoa facultativa - Décadas Reator UASB + combinações - Semanas Lodos ativados convencional Horas Contínuo Lodos ativados aeração prolongada - Contínuo Lodos ativados conv. com remoção de N/P Horas Contínuo

37 Tratamento do lodo de ETEs ETAPAS DO TRATAMENTO DA FASE SÓLIDA Adensamento/espessamento Estabilização Condicionamento Desaguamento Higienização Disposição final

38 Adensamento Adensamento por gravidade Flotação Centrífuga Filtro prensa de esteiras Adensador de Lodo por Gravidade ETE Barueri, SP

39 Estabilização Digestão anaeróbia Digestão aeróbia Tratamento térmico Estabilização química Digestor Anaeróbio de Lodo ETE Barueri, SP

40 Desaguamento Leitos de secagem Lagoas de lodo Filtros prensa, centrífuga Filtros a vácuo, secagem térmica Leito de secagem ETE Menino Deus, Curitiba

41 Higienização Adição de cal Tratamento térmico Compostagem Oxidação úmida, solarização, etc Tratamento térmico

42 Disposição final Reciclagem agrícola, aterro sanitário Recuperação de áreas degradadas Incineração Disposição em aterros sanitários Landfarming (disposição no solo) Descarga oceânica Uso não agrícola (lajotas, combustível) Depende da tecnologia de tratamento utilizada!!! Digestão Tratamento químico Compostagem Secagem térmica

43 BACIA DO ALTO IGUAÇU EXEMPLOS DE ETES 43

44 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu

45 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu Municipality River WWTP Identification Treatment Type Almirante Tamandaré Barigui ETE São Jorge UASB Aracária Iguassu ETE Cachoeira UASB/ Drying bed/ Lagoon Araucária Iguassu ETE Costeira I UASB Araucária Iguassu ETE Costeira II UASB Araucária Iguassu ETE Iguassu UASB Balsa Nova Iguassu ETE Balsa Nova UASB Campo Largo Cambuí ETE Cambuí UASB/ Flotation Colombo Palmital ETE Guaraituba UASB Curitiba Atuba ETE Atuba Sul UASB Curitiba Iguassu ETE Belém Activated Sludge Curitiba Barigui ETE Santa Quitéria UASB Curitiba Atuba ETE Santa Cândida UASB Curitiba Padilha ETE Padilha Sul UASB/Lagoon Curitiba Barigui ETE Cic Xisto UASB Fazenda Rio Grande Iguassu ETE Fazenda Rio Grade UASB Madirituba Mauricio ETE Mandirituba UASB Quatro Barras Iraí ETE Menino Deus UASB São José dos Pinhais Itaqui ETE Martinópolis Lagoon São José dos Pinhais Iguassu ETE Iguassu I UASB

46 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu Ete Atuba Sul Fonte: Sanepar

47 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu Ete Atuba Sul (2013) Sistema: UASB (reatores anaeróbios) + Flotadores de ar dissolvido Eficiência de remoção de DQO: 72% Capacidade: L/s (580 mil habitantes) Produção (dados de 2009): m³ de gás metano por dia 840 toneladas de lodo por ano Fonte: Sanepar

48 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu Ete Atuba Sul (dados de 2009) Investimento: 1,3 milhões de reais para instalar um sistema de reuso (ozônio + carvão ativado) utilização da água nas instalações da ETE Aproveitamento energético de CH4: economia de 360 mil reais em eletricidade, e redução de emissão de 18 mil toneladas anuais de CH4 para a atmosfera (custo de 1,2 milhões de reais) utilização na ETE Fonte: Sanepar

49 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu Ete Belém Lodos ativados (500 mil habitantes) Fonte: Sanepar

50 Exemplos na Bacia do Alto Iguaçu Ete Padilha UASB + Lagoa anaeróbia (320 mil habitantes) Fonte: Sanepar

51 Alternativas ecológicas & descentralizadas JARDINS FILTRANTES, ILHAS FLUTUANTES E WETLANDS

52 Jardins Filtrantes Princípio do método: Capacidade de filtragem das raízes em jardins Tratamento biológico Decomposição da matéria orgânica Lagoa de polimento (desinfecção via raios solares) 30% mais barato que uma ETE convencional

53 Jardins Filtrantes Aplicável para tratar: Esgotos domésticos e efluentes industriais Composto fertilizante Condicionar lodos de ETEs Biorremediação de solos Revitalizar rios e lagos Fábrica da GM em Joinvile

54 Wetlands Construídos Sistemas projetados e aplicados para: Tratamento secundário e terciário de esgoto Purificação de grandes volumes de água Abastecimento de água industrial e urbana Baixo custo de implantação e manutenção

55 Wetlands Construídos Fonte: Sezerino et al. (2015): Experiências brasileiras com wetlands construídos aplicados ao tratamento de águas residuárias: parâmetros de projeto para sistemas horizontais Sistema Sustentável de Tratamento de Esgoto - UFMG

56 Wetlands Construídos Sistema Horizontal Remoção de 90% de DBO5 Remoção de 90% de SS Remoção de 20% de NH3 Remoção de 30% de P Relação de 2m²/pessoa Fonte: Sezerino et al. (2015) &

57 Wetlands Construídos Sistema Vertical Remoção de 72% de DQO Remoção de 70% de SS Remoção de 78% de NH3 Relação de 1.2m²/pessoa Fonte: Sezerino et al. (2015) &

58 Tratamento por zonas de raízes Propriedade rural no Caminho do Vinho, São José dos Pinhais

59 Bacias de evapotranspiração Funcionamento: Fossa das Bananeiras Águas negras (bacia sanitária) Sistema fechado Percolação, filtração e evapotranspiração Águas cinzas deverão ser encaminhadas para outro sistema (p. ex. filtro biológico)

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61 Para saber mais... Wetlands construídos Livro: Wetland Construído no tratamento de esgotos sanitários (Douglas et al., 2015) Jardins Filtrantes Banheiro de evapotranspiração