EFLUENTES DOMÉSTICOS E INDUSTRIAIS. Impactos sobre recursos hídricos e a biodiversidade Controle e Formas de Tratamento

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1 EFLUENTES DOMÉSTICOS E INDUSTRIAIS Impactos sobre recursos hídricos e a biodiversidade Controle e Formas de Tratamento

2 I-Caracterização dos efluentes I-1 Efluente doméstico É toda água residuária gerada pelas atividades e necessidades humanas em uma residência e que fluem através da rede de esgoto. Podem igualmente serem lançadas diretamente no ambiente ou redirecionadas para estações de tratamento. Características principais: altos teores de sólidos totais, altos teores de nutrientes e matéria orgânica altos números de bactérias do grupo coliformes elevada DBO.

3 Consumo no interior da casa 280 litros Consumo fora da casa Toaletes 126 litros Banho e uso pessoal 84 litros Lavanderia e cozinha 56 litros Água para beber e cozinhar 14 litros Lavagem quintal irrigação Piscina 45 % 30 % 20 % 5 % 280 litros Lavagem de carro

4 I-2 Efluente Industrial É toda água residuária gerada pelas atividades industriais e que fluem através da rede de esgoto. Podem igualmente serem lançadas diretamente no ambiente ou redirecionadas para estações de tratamento. Características principais: compostos orgânicos substâncias radioativas ácidos metais pesados

5 II-Impactos ambientais fontes de poluição Pontuais: tubulações emissárias de esgoto e galerias de águas pluviais As principais fontes de poluição da água são os efluentes Difusas: águas de escoamento da superfície ou de infiltração domésticos e os industriais

6 POLUIÇÃO DA ÁGUA Resulta na introdução de resíduos na mesma (matéria ou energia) de modo a torná-la prejudicial às formas de vida, ou impróprias para um determinado uso estabelecido para ela

7 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 1. Elevação da temperatura Conseqüências: aumento das reações químicas e biológicas redução do teor de oxigênio dissolvido diminuição da viscosidade da água aumento da ação tóxica de alguns compostos

8 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 2. Sólidos dissolvidos totais Conseqüências: Assoreamento de ambientes aquáticos (enchentes) soterramento de ovos, invertebrados e peixes aumento da turbidez da água

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10 a) Fundo de rio com baixa deposição de sedimento Muitos locais para pequenos peixes Bactérias, protozoários e larvas de insetos ligados às rochas Penetração de luz, fotossíntese de algas perifíticas b) O mesmo rio com alta deposição de sedimento Argila em suspensão impede penetração da luz Organismos ligados às rochas são arrastados pela areia e espalhados ao longo do fundo Quase todos organismos eliminados

11 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 3. Matéria orgânica Conseqüências: redução do oxigênio dissolvido (decomposição bacteriana aeróbia) maus odores (decomposição bacteriana anaeróbia)

12 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 4. Microrganismos patogênicos Conseqüências: transmissão de doenças ao homem

13 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 5. Nutrientes Conseqüências: eutrofização da água

14 eutrofização cultural OLIGOTRÓFICO pobre em nutrientes fitoplâncton limitado águas claras grande penetração da luz vegetação aquática submersa florescente ENTRADA DE NUTRIENTES rico em nutrientes fitoplâncton florescente turbidez da água vegetação aquática submersa inibida rico em nutrientes renovação rápida do fitoplâncton acumulação de detritos de algas mortas decompositores alimentando-se sobre detritos depleção do oxigênio dissolvido peixes, moluscos e crustáceos sufocando EUTRÓFICO

15 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 6. Mudanças de ph Conseqüências: efeitos sobre a flora e a fauna restrições de uso da água na agricultura aumento da toxicidez de certos compostos (amônia, metais pesados, gás sulfídrico)

16 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 7. Compostos tóxicos Conseqüências: danos à saúde humana danos aos animais aquáticos

17 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 8. Corantes Conseqüências: cor na água redução da transparência da água diminuição da atividade fotossintética redução do oxigênio dissolvido prejuízos à vida aquática

18 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 9. Substâncias tensoativas Conseqüências: redução da viscosidade redução da tensão superficial da água danos à fauna espumas toxidez

19 II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS 10. Substâncias radioativas Conseqüências: danos à saúde humana danos aos animais aquáticos

20 II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D ÁGUA Consumo de oxigênio Matéria orgânica

21 II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D ÁGUA Demanda de oxigênio DBO

22 Conseqüências do lançamento de carga orgânica em um curso d água

23 AUTODEPURAÇÃO DE UM CORPO D ÁGUA Curva de depressão de oxigênio

24 Curva de depressão de oxigênio em diversas condições de autodepuração

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26 II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D ÁGUA Eutrofização

27 II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D ÁGUA Contaminação por microrganismos

28 Doença Água como fonte de doenças Tipo de organismo Doença Tipo de organismo Cólera Bactéria Poliomielite Vìrus Disenteria Bactéria Disenteria amebiana Protozoário Enterite Bactéria Esquistossomose Verme Febre tifóide Bactéria Ancilostomíase Verme Hepatite infecciosa Vírus Malária Protozoário Criptosporidiose Protozoário Febre Amarela Vírus Dengue Vírus

29 III-Controle da poluição da água * medidas de caráter corretivo ou preventivo PROGRAMA DE CONTROLE DE POLUIÇÃO DA ÁGUA 1. Diagnóstico da Situação Existente 2. Definição da Situação Desejável 3. Estabelecer e Desenvolver Medidas de Controle 4. Programas de Acompanhamento 5. Suporte Institucional Legal

30 1. Diagnóstico da Situação Existente O diagnóstico deve compreender: Dados do meio biológico Condições hidráulicas do corpo d água Dados fisiográficos da bacia Áreas sujeitas à erosão Uso e ocupação do solo Estudo das condições do corpo d água e de sua bacia hidrográfica Caracterização Sócio-econômica Levantamento usos múltiplos Diagnóstico de qualidade da água do manancial

31 Efluentes industriais Água escoamento superficial Fezes de animais Efluentes domésticos * Avaliação da carga poluidora Identificação e quantificação das cargas poluidoras IQA Perfil sanitário Água de escoamento superficial Efluentes D & I *Fontes de poluição Fertilizantes Pesticidas Lixo (chorume) Dejetos de animais

32 2. Definição da Situação Desejável Qual é a situação desejável para um corpo d água? Dependerá dos usos a que o mesmo se destina Portanto, os requisitos de qualidade serão estabelecidos em função dos usos, o que exigirá, de antemão, a definição dos usos e a classificação do corpo d água As medidas adotadas visando garantir que sejam observados os limites e condições estabelecidos para uma dada classe, constitui-se no enquadramento

33 3. Estabelecer e Desenvolver Medidas de Controle (específicas para os efluentes) a) Implantação de Sistemas de Coleta e Tratamento de Esgoto b) Reuso da Água c) Afastamento das Fontes de Poluição d) Modificação no Processo Industrial

34 4. Programas de Acompanhamento A Organização Mundial de Saúde (OMS) sugere três tipos para acompanhamento da qualidade das águas A) MONITORAMENTO B) VIGILÂNCIA C) ESTUDO ESPECIAL

35 5. Suporte Institucional Legal - INSTITUTO BRASILEIRO DE MEIO AMBIENTE IBAMA - CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE CONAMA - POLÍTICA NACIONAL DO MEIO AMBIENTE LEI FEDERAL Nº 6.938/81 - ÓRGÃOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO E LEGISLAÇÃO ESTADUAIS -Resolução Nº 6 (ANA) - PROGRAMA NACIONAL DE DESPOLUIÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS regulamenta: - o pagamento pelo esgoto tratado e estimula a construção de ETEs - Introdução do conceito de POLUIDOR-PAGADOR

36 IV-Processos de tratamento de efluentes domésticos e industriais ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO

37 Os processos de tratamento se resumem em: Método físico Método biológico Método químico MÉTODO FÍSICO utiliza forças físicas: * decantação (usa a força gravitacional) * floculação (agrupamento das partículas por colisão) * flotação (usa o arraste dos partículados por pequenas partículas de ar formadas no volume do reator. Outros métodos físicos incluem: * peneiramento * desintegração * equalização * mistura * filtragem

38 Seqüência de utilização dos métodos físicos numa planta convencional de tratamento de efluentes Seqüência de utilização dos métodos físicos numa planta convencional de tratamento de efluentes.

39 MÉTODO BIOLÓGICO utiliza o metabolismo de microrganismos Processo em batelada Processo contínuo Fundamentos do tratamento biológico de efluentes

40 Necessidades dos microrganismos para o metabolismo 1. Fonte de energia: luz (fototróficos); reações de oxi-redução (chemotróficos) 2. Carbono: para síntese celular Dióxido de carbono = autotrófico Compostos orgânicos = heterotrófico 3. Nutrientes (N, P, S, K, Ca, Mg) Carbono + Nutrientes = SUBSTRATO

41 Os processos de tratamento biológico podem ser: - aeróbios - anaeróbios - facultativos - anóxicos -Facultativas* LAGOAS -De maturação -Lagoas anaeróbias -Lagoas aeradas

42 MÉTODO QUÍMICO utiliza processos químicos * COAGULAÇÃO = desestabilização das partículas coloidais (0,1 1 m) Coagulação por neutralização da carga.

43 * PRECIPITAÇÃO QUÍMICA = alterar o equilíbrio iônico de um composto metálico para produzir um precipitado insolúvel A TÉCNICA É UTIL PARA REMOVER ÍONS METÁLICOS COMO OS DE CÁLCIO E MAGNÉSIO; ÂNIONS FOSFATOS; METAIS PESADOS * OXIDAÇÃO = objetivo é obter produtos finais ou intermediários de mais fácil biodegradação, ou removíveis por adsorção Os oxidantes químicos mais usados são: oxigênio; cloro; permanganato de potássio; ozônio, peróxido de hidrogênio OS POLUENTES DE POSSÍVEL REMOÇÃO SÃO: FERRO; MANGANÊS E CIANETOS (altamente tóxicos); ORGÂNICOS (pesticidas)

44 * ADSORÇÃO COM CARVÃO ATIVADO = adsorção física de compostos orgânicos solúveis na superfície do carvão A TÉCNICA É UTIL PARA REMOVER SOLVENTES ORGÂNICOS; COMPOSTOS DE ALTO PESO MOLECULAR; METAIS PESADOS * TECNOLOGIA DE MEMBRANA = separação seletiva de diferentes compostos - PROCESSOS: - Microfiltragem Ultrafiltragem - Nanofiltragem - Osmose reversa

45 Exemplos de diferentes combinações de tratamento para diferentes efluentes industriais FIRMENICH Empresa de essências - separador água/óleo peneira tanque de equalização sistema de dosagem química flotador reator anaeróbio nova correção de ph reator aeróbio com difusores de micro bolha decantação e filtração O lodo é enviado para um espessador tanque de acúmulo - filtro prensa - disposição no ambiente

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47 TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UMA EMPRESA DE PINCÉIS E DE ROLO PARA PINTURA

48 Diagrama esquemático do processo de curtume do couro

49 Historicamente, os processos de tratamento de efluentes têm sido direcionados para remoção de sólidos suspensos totais (SST), matéria orgânica biodegradável (DBO) e remoção de organismos patogênicos (presença de coliformes). MÉTODOS ALTERNATIVOS

50 MÉTODOS ALTERNATIVOS ELETRÓLISE = visando principalmente remoção de matéria orgânica IRRADIÇÃO ULTRA-VIOLETA = visando principalmente desinfecção. Comprimentos de onda de nm têm função germicida. Ação: material genético dos microrganismos (ácido nuclêico) FUNGOS FILAMENTOSOS = Aspergillus niger, Aspergillus flavus e Drechslera sp

51 MÉTODOS ALTERNATIVOS OZÔNIO = oxidação de microrganismos (desinfecção) e de compostos como fenol, cianeto, metais pesados e orgânicos PROCESSOS DE OXIDAÇÃO AVANÇADOS = (iniciativa do IPEN e indústrias) utiliza radiação ionizante proveniente de feixe de elétrons de alta energia, gerados em aceleradores industriais. PROCESSO USADO PARA DEGRADAÇÃO QUÍMICA DE COMPOSTOS ORGÂNICOS INDUSTRIAIS E DESINFECÇÃO DE ESGOTOS E LODOS DOMÉSTICOS

52 Painel de controle da planta piloto de tratamento de efluentes com acelerador industrial de elétrons **********

53 Relação simbiótica entre algas e bactérias em lagoas facultativas

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57 WETLANDS CONSTRUÍDAS

58 METAIS SÃO ELEMENTOS NATURAIS Cromo e Níquel galvanização Mercúrio fungicidas de tintas Cádmio plásticos para estabilizar as cores Chumbo gasolina para reforçar a octanagem; pinturas industriais e marinhas como preservante; baterias de carros.

59 FONTES DE POLUIÇÃO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA -INFILTRAÇÃO DE ESGOTO (FOSSAS) -INFILTRAÇÃO DE ESGOTO (LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO) -INFILTRAÇÃO DE ESGOTO (DO SOLO) - PERCOLAÇÃO DO CHORUME (ATERROS) - INJEÇÃO DE ESGOTO NO SUB-SOLO

60 VALORES DE DBO (5 dias, 20ºC) PARA EFLUENTES: DOMÉSTICO mg DBO/L INDUSTRIAL - Curtume Matadouro Laticínios Cervejaria O esgoto de uma pessoa necessita de 54 mgod/dia para a decomposição da matéria orgânica

61 VALORES DE OD e DBO (5 dias, 20ºC) SEGUNDO CONAMA 20/86 OD: DBO 5dias : Classe Teor Minimo (mg/l) Especial... não estabelecido Classe Teor Máximo (mg/l) Especial... não estabelecido

62 Principais grupos são: INDICADORES DE CONTAMINAÇÃO FECAL -COLIFORMES TOTAIS (Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter e Escherichia) - COLIFORMES FECAIS (Escherichia coli) - ESTREPTOCOCOS FECAIS

63 Programas de Proteção de Recursos Hídricos não devem considerar o corpo d água isoladamente

64 - FOSSAS, SUMIDOUROS, VALAS DE INFILTRAÇÃO, LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO - devem ficar a uma distância de, no mínimo, 1,50 m do nível máximo do lençol freático - FOSSAS SECAS - devem distar, no mínimo, 15 metros de poços e de mananciais superficiais - SUMIDOUROS E VALAS DE INFILTRAÇÃO - devem ficar a, no mínimo, 20 metros de poços e de outros mananciais - ATERROS SANITÁRIOS, LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO - devem ter distância satisfatória (no mínimo 500 metros) de poços e de recursos hídricos superficiais

65 METABOLISMO Processo bioquímico de oxidação-redução que garante energia para processos de síntese, movimento e respiração SÍNTESE: Orgânicos + O 2 + N + P Novas células + CO 2 + H 2 O + Resíduo solúvel não biodegradável RESPIRAÇÃO: Células + O 2 CO 2 + H 2 O + N + P + Energia + Resíduo celular não biodegradável