Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto. Transversal. Nível 2

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1 Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto Transversal Guia do profissional em treinamento Nível 2

2 Promoção Rede de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental - ReCESA Realização Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental - Nucase Instituições integrantes do Nucase Universidade Federal de Minas Gerais (líder) Universidade Federal do Espírito Santo Universidade Federal do Rio de Janeiro Universidade Estadual de Campinas Financiamento Financiadora de Estudos e Projetos do Ministério da Ciência e Tecnologia Fundação Nacional de Saúde do Ministério da Saúde Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental do Ministério das Cidades Apoio organizacional Programa de Modernização do Setor Saneamento-PMSS Patrocínio FEAM/Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável Comitê gestor da ReCESA Ministério das Cidades Ministério da Ciência e Tecnologia Ministério do Meio Ambiente Ministério da Educação Ministério da Integração Nacional Ministério da Saúde Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico Social (BNDES) Caixa Econômica Federal (CAIXA) Comitê consultivo da ReCESA Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva ABCMAC Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental ABES Associação Brasileira de Recursos Hídricos ABRH Associação Brasileira de Resíduos Sólidos e Limpeza Pública ABLP Associação das Empresas de Saneamento Básico Estaduais AESBE Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento ASSEMAE Conselho de Dirigentes dos Centros Federais de Educação Tecnológica Concefet Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia CONFEA Federação de Órgão para a Assistência Social e Educacional FASE Federação Nacional dos Urbanitários FNU Fórum Nacional de Comitês de Bacias Hidrográficas Fncbhs Fórum Nacional de Pró-Reitores de Extensão das Universidades Públicas Brasileiras Forproex Fórum Nacional Lixo e Cidadania L&C Frente Nacional pelo Saneamento Ambiental FNSA Instituto Brasileiro de Administração Municipal IBAM Organização Pan-Americana de Saúde OPAS Programa Nacional de Conservação de Energia Procel Rede Brasileira de Capacitação em Recursos Hídricos Cap-Net Brasil Parceiros do Nucase Cedae/RJ - Companhia Estadual de Águas e Esgotos do Rio de Janeiro Cesan/ES - Companhia Espírito Santense de Saneamento Comlurb/RJ - Companhia Municipal de Limpeza Urbana Copasa Companhia de Saneamento de Minas Gerais DAEE - Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo DLU/Campinas - Departamento de Limpeza Urbana da Prefeitura Municipal de Campinas Fundação Rio-Águas Incaper/ES - Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural IPT/SP - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo PCJ - Consórcio Intermunicipal das Bacias dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí SAAE/Itabira - Sistema Autônomo de Água e Esgoto de Itabira MG SABESP - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SANASA/Campinas - Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S.A. SLU/PBH - Serviço de Limpeza Urbana da prefeitura de Belo Horizonte Sudecap/PBH - Superintendência de Desenvolvimento da Capital da Prefeitura de Belo Horizonte UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto UFSCar - Universidade Federal de São Carlos UNIVALE Universidade Vale do Rio Doce

3 Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto Transversal Guia do profissional em treinamento Nível 2

4 T772 Transversal : lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto : guia do profissional em treinamento : nível 2 / Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (org.). Brasília : Ministério das Cidades, p. Nota: Realização do NUCASE Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental (Conselho Editorial Temático: Carlos Augusto de Lemos Chernicharo; Ricardo Franci Gonçalves; Edson Aparecido Abdul Nour e Isaac Volschan Junior). 1. Lodo Saneamento. 2. Lodo Tratamento. 3. Saneamento Administração Brasil. 2. Saneamento Legislação Brasil. I. Brasil. Ministério das Cidades. Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental. II. Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental. CDD Catalogação da Fonte : Ricardo Miranda CRB/ Conselho Editorial Temático SAA Valter Lúcio de Pádua - UFMG Edumar Coelho - UFES Iene Christie Figueiredo - UFRJ Bernardo Arantes do Nascimento Teixeira - UFSCAR Conselho Editorial Temático SEE Carlos Augusto de Lemos Chernicharo -UFMG Ricardo Franci Gonçalves - UFES Edson Aparecido Abdul Nour - UNICAMP Isaac Volschan Júnior - UFRJ Conselho Editorial Temático Temas Transversais Léo Heller - UFMG Emília Wanda Rutkowski - UNICAMP Sérvio Túlio Alves Cassini - UFES Profissionais que participaram da elaboração deste guia Professor Valter Lúcio de Pádua Eliane Prado C. C. Santos (conteudista) Izabel Chiodi Freitas (validadora). Créditos Consultoria pedagógica Cátedra da Unesco de Educação a Distância FaE/UFMG Juliane Corrêa Sara Shirley Belo Lança Projeto Gráfico e Diagramação Marco Severo Rachel Barreto Romero Ronconi Impressão Artes Gráficas Formato É permitida a reprodução total ou parcial desta publicação, desde que citada a fonte.

5 Apresentação da ReCESA A criação do Ministério das Cidades no Governo do Presidente Luiz Inácio Lula da Silva, em 2003, permitiu que os imensos desafios urbanos passassem a ser encarados como política de Estado. Nesse contexto, a Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental (SNSA) inaugurou um paradigma que inscreve o saneamento como política pública, com dimensão urbana e ambiental, promotora de desenvolvimento e da redução das desigualdades sociais. Uma concepção de saneamento em que a técnica e a tecnologia são colocadas a favor da prestação de um serviço público e essencial. A missão da SNSA ganhou maior relevância e efetividade com a agenda do saneamento para o quadriênio , haja vista a decisão do Governo Federal de destinar, dos recursos reservados ao Programa de Aceleração do Crescimento PAC, 40 bilhões de reais para investimentos em saneamento. Nesse novo cenário, a SNSA conduz ações em capacitação como um dos instrumentos estratégicos para a modificação de paradigmas, o alcance de melhorias de desempenho e da qualidade na prestação dos serviços e a integração de políticas setoriais. O projeto de estruturação da Rede de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental ReCESA constitui importante iniciativa nesta direção. A ReCESA tem o propósito de reunir um conjunto de instituições e entidades com o objetivo de coordenar o desenvolvimento de propostas pedagógicas e de material didático, bem como promover ações de intercâmbio e de extensão tecnológica que levem em consideração as peculiaridades regionais e as diferentes políticas, técnicas e tecnologias visando capacitar profissionais para a operação, manutenção e gestão dos sistemas de saneamento. Para a estruturação da ReCESA foram formados Núcleos Regionais e um Comitê Gestor, em nível nacional. Por fim, cabe destacar que este projeto ReCESA tem sido bastante desafiador para todos nós. Um grupo, predominantemente formado por profissionais da engenharia, mas, que compreendeu a necessidade de agregar outros olhares e saberes, ainda que para isso tenha sido necessário contornar todos os meandros do rio, antes de chegar ao seu curso principal. Comitê gestor da ReCESA

6 Nucase Os guias O Núcleo Sudeste de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental Nucase tem por objetivo o desenvolvimento de atividades de capacitação de profissionais da área de saneamento, nos quatro estados da região sudeste do Brasil. O Nucase é coordenado pela Universidade Federal de Minas Gerais UFMG, tendo como instituições co-executoras a Universidade Federal do Espírito Santo UFES, a Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ e a Universidade Estadual de Campinas UNICAMP. Atendendo aos requisitos de abrangência temática e de capilaridade regional, as universidades que integram o Nucase têm como parceiros, em seus estados, prestadores de serviços de saneamento e entidades específicas do setor. Coordenadores institucionais do Nucase A coletânea de materiais didáticos produzidos pelo Nucase é composta de 42 guias que serão utilizados em oficinas de capacitação para profissionais que atuam na área do saneamento. São seis guias que versam sobre o manejo de águas pluviais urbanas, doze relacionados aos sistemas de abastecimento de água, doze sobre sistemas de esgotamento sanitário, nove que contemplam os resíduos sólidos urbanos e três terão por objeto temas que perpassam todas as dimensões do saneamento, denominados temas transversais. Dentre as diversas metas estabelecidas pelo Nucase, merece destaque a produção dos Guias dos profissionais em treinamento, que servirão de apoio às oficinas de capacitação de operadores em saneamento que possuem grau de escolaridade variando do semi-alfabetizado ao terceiro grau. Os guias têm uma identidade visual e uma abordagem pedagógica que visa estabelecer um diálogo e a troca de conhecimentos entre os profissionais em treinamento e os instrutores. Para isso, foram tomados cuidados especiais com a forma de abordagem dos conteúdos, tipos de linguagem e recursos de interatividade. Equipe da central de produção de material didático CPMD

7 Apresentação da área temática: Temas transversais A concepção da série sob a denominação de Temas Transversais partiu do pressuposto que enxergar a integralidade do saneamento requer abordar todos os seus componentes de uma forma conjunta, alterando a lógica de setorização, pois vislumbrar o específico dificulta a visão do todo. Os temas que compõem a série foram definidos por meio de consulta aos serviços de saneamento, prefeituras, instituições de ensino e pesquisa e profissionais da área da Região Sudeste, buscando apreender aqueles mais relevantes para o desenvolvimento do projeto Nucase na região. Os temas abordados nesta série dedicada aos temas transversais incluem: Qualificação de gestores públicos em saneamento; Uso de geoprocessamento em saneamento; Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto; Saneamento básico integrado às comunidades rurais e populações tradicionais. Certamente há muitos outros temas importantes a serem abordados, mas considera-se que este é um primeiro e importante passo para que se tenha material didático, produzido no Brasil, destinado aos profissionais da área de saneamento, que raramente têm oportunidade de receber treinamento e atualização profissional. Coordenadores da área temática temas transversais

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9 Sumário Introdução...10 Qualidade da água...13 Saneamento e saúde pública...14 Bacia hidrográfica...16 Impurezas contidas na água...19 Parâmetros de qualidade de água...21 Noções de tratamento de água Técnicas de tratamento de água Técnicas de tratamento que utilizam filtração rápida Técnicas que utilizam a filtração lenta Tecnologias de tratamento menos usuais Etapas de tratamento comuns a todas as técnicas de tratamento Portaria MS nº 518/ Noções de tratamento de esgoto...41 Tratamento preliminar Tratamento primário Tratamento secundário Lodo gerado durante o tratamento de água e de esgoto Legislação Importância do tratamento e da correta disposição final do lodo Características do lodo gerado na ETA Características do lodo gerado na ETE Água presente no lodo Etapas de tratamento de lodo Disposição final do lodo de ETAs Disposição final de lodos de ETEs Para saber mais... 90

10 Introdução Caro profissional, O tema desta nossa oficina é Lodo gerado nas estações de tratamento de água e esgoto. Nestes quatro dias, vamos discutir diversos assuntos relacionados ao seu trabalho. Vamos trocar experiências, esclarecer dúvidas, relembrar o que já foi esquecido, aprender coisas novas e conhecer outras pessoas que fazem trabalhos semelhantes ao seu. Enfim, estaremos reunidos para ensinar e aprender e, por isso, a sua participação é muito importante. Nos próximos dias, discutiremos os seguintes conceitos-chave: 1. Qualidade de água 2. Noções de tratamento de água 3. Noções de tratamento de esgoto 4. Lodo gerado durante o tratamento de água e de esgoto Mas, nesses quatro dias em que estaremos reunidos, queremos discutir mais do que a rotina do seu trabalho. Queremos discutir também o quanto o seu trabalho é importante para a sociedade. Vamos falar sobre instituições que podem ser consultadas para ajudar na realização do seu trabalho, já que ele exige tanta responsabilidade. Afinal, você e seus colegas têm a nobre missão de tratar a água e o esgoto, beneficiando milhares de pessoas. Por isso, têm que se esforçar ao máximo para garantir que essa água seja sempre potável, e que o efluente do esgoto tratado esteja dentro dos padrões estabelecidos pela legislação. Além disto, devem cuidar para que os resíduos gerados, tanto durante o tratamento de água quanto o de esgoto, sejam tratados e que lhes seja dado destino correto, de forma a minimizar os impactos causados ao meio ambiente. Seu serviço irá contribuir para a saúde e para o bem-estar das pessoas e também para preservação do meio ambiente. É para isso que estamos reunidos e é com essa finalidade que foi produzido este guia. O guia contém textos, atividades e informações que serão utilizadas durante toda a oficina. Esperamos que ele seja útil a você como profissional responsável pelo tratamento de água e de esgoto e como cidadão preocupado com a preservação do meio ambiente e com a saúde da população. Nossa primeira atividade será realizar um exercício individual relacionado ao seu trabalho. Procure participar! 10 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

11 Situação do dia-a-dia Vamos iniciar agora discussões relacionadas a resíduos gerados durante o tratamento de água e esgoto. Considere que, em uma determinada cidade, a população recebe água tratada e também tem seu esgoto coletado e tratado. No entanto, os resíduos gerados durante o tratamento de água e de esgoto vêm sendo lançados diretamente num rio que passa pela cidade. No último ano, a população que vive à beira desse rio vem adoecendo e reclamando do mau cheiro vindo do rio e da mortandade de peixes. A partir desse relato, responda às seguintes perguntas: a) Por que você acha que está ocorrendo mau cheiro e doenças na população que vive à beira do rio? b) O que você acha que está levando à mortandade de peixes? E qual a conseqüência disso para a população? c) Você acha que lançar esses rejeitos no corpo de água está correto? Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 11

12 d) O que você, como cidadão, pode fazer para que isso seja modificado? E no seu trabalho? Essa questão será reelaborada no final da oficina. Aproveite a oficina! 12 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

13 Qualidade da água Cada vez mais, ouve-se falar sobre água, saneamento e meio ambiente. Questões sobre preservação e poluição das fontes de água e sobre escassez vêm sendo largamente discutidas. Não há dúvida de que a água, com qualidade e em quantidade adequadas, e que a destinação correta do esgoto gerado refletem positivamente na saúde das pessoas e do meio ambiente. Infelizmente, o fornecimento da água no mundo e as condições sanitárias são muito desiguais. Muitas pessoas não têm acesso à água com qualidade e em quantidade adequadas e muito menos um destino adequado do esgoto gerado, o que provoca doenças e mortes. Durante esta oficina, vamos discutir um pouco mais a qualidade da água, o esgoto gerado, os resíduos originados no tratamento, tanto da água quanto do esgoto, e a importância do seu trabalho durante todo esse processo. Leia quais são os objetivos da atividade que iniciaremos. A partir deste momento, vamos discutir saneamento e saúde pública; as impurezas presentes na água; como essas impurezas são classificadas e quantificadas; e o que é uma água potável. Para entender melhor tudo isso, nosso primeiro assunto será saneamento e saúde pública. O que é saneamento para você? Você acha que saneamento tem alguma relação com saúde pública? Comente a respeito. OBJETIVOS: - Discutir e reformular os conhecimentos prévios dos profissionais sobre qualidade da água. - Reformular e ampliar conceitos sobre o saneamento e como ele contribui para a saúde pública. - Apresentar o conceito de bacia hidrográfica e discutir como sua ocupação pode interferir na qualidade da água. - Ampliar e reformular os conceitos sobre impurezas contidas na água e como são classificadas as águas doces. - Discutir e reformular os parâmetros de qualidade de água e de esgoto. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 13

14 Você acha que as ações do saneamento, como o tratamento da água e do esgoto, podem causar impacto no meio ambiente? Saneamento e saúde pública Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), saneamento é o controle de todos os fatores do meio físico do homem, que exercem ou podem exercer efeito nocivo sobre seu bem-estar físico, mental e social. Saúde pública é a ciência e a arte de prevenir doenças, prolongar a vida e promover a saúde e a eficiência física e mental, através de esforços organizados da comunidade, no sentido de realizar o saneamento do meio e o controle de doenças infecto-contagiosas; promover a educação do indivíduo baseada em princípios de higiene pessoal; organizar serviços médicos e de enfermagem para diagnóstico precoce e tratamento preventivo de doenças; desenvolver a maquinaria social, de modo a assegurar, a cada indivíduo da comunidade, um padrão de vida adequado à manutenção da saúde. Água com qualidade e em quantidade adequadas e o destino correto do esgoto proporcionam melhores condições de vida às pessoas, o que faz uma grande diferença para evitar diversos tipos de doenças. Ainda hoje, milhares de pessoas adoecem e até morrem por causa de doenças relacionadas com a água. Essas doenças podem ocorrer a) por veiculação hídrica, quando se ingere água que contenha algum contaminante ou organismo patogênico; b) por higiene inadequada, quando não há água com qualidade e em quantidade suficiente para a população; c) por proliferação de vetores que têm seu ciclo, ou parte dele, na água e que, de alguma forma, contaminam o homem ou outros animais Patogênico: que provoca ou pode provocar doenças Que doenças relacionadas com a água você conhece? Você conhece alguém que já teve alguma dessas doenças? Relacione-as no quadro a seguir e depois confira suas respostas com os colegas e com o instrutor. 14 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

15 Doenças de veiculação hídrica Doenças causadas por falta de higiene Doenças causadas por vetores que têm o seu ciclo na água De acordo com dados da OMS, aproximadamente 2,2 milhões de pessoas morrem de diarréia todos os anos, sendo a maioria delas crianças menores de cinco anos. Um estudo estimou o impacto de várias ações para diminuir a mortalidade por diarréia. Veja na próxima tabela. Ações para diminuir a mortalidade por diarréia (%) de diminuição da mortalidade por diarréia melhoria do esgotamento sanitário 32% melhoria do fornecimento de água 25% intervenções na higiene, como educação sanitária e adoção do hábito de lavar as mãos melhoria na qualidade da água de beber por meio de tratamento caseiro, como o uso do cloro e estocagem adequada da água 45% 39% De acordo com o quadro Ações para diminuir a mortalidade por diarréia, que ações você julga que são prioritárias e o que poderia ser complementado? Como você trabalha essas ações em seu município ou em sua comunidade? Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 15

16 Você viu que as mortes por diarréia podem diminuir por meio de várias ações. Considerando o dados da OMS, apontando que ainda hoje morrem 2,2 milhões de pessoas por diarréia todos os anos, vamos calcular o quanto poderia diminuir o número de pessoas que morrem por ano, caso fossem implantadas as seguintes ações para diminuir a mortalidade por diarréia: melhoria na qualidade de água de beber por meio de tratamento caseiro, como o uso e estocagem de cloro (diminui o número de mortes em 39%) e melhoria no fornecimento de água (diminui o número de mortes em 25%). Pode-se observar que a água é essencial à qualidade de vida. Contudo, fatores como educação e esgotamento sanitário também são muito importantes. Vamos ver o que é bacia hidrográfica e como sua ocupação pode influenciar a qualidade da água! Vamos pensar juntos! Você sabe o que é bacia hidrográfica? Bacia hidrográfica Bacia hidrográfica é uma área natural cujos limites são definidos pelos pontos mais altos do relevo (divisores de águas ou espigões dos montes ou montanhas) e dentro da qual a água das chuvas é drenada superficialmente por um curso de água principal até sua saída da bacia, no local mais baixo do relevo. Fonte: A importância das bacias hidrográficas para a garantia do desenvolvimento e da qualidade de vida das populações é tão grande que, modernamente, o planejamento governamental e a atuação das comunidades tendem a ser feitos por bacias hidrográficas. Vista aérea de uma bacia hidrográfi ca Na bacia hidrográfica, as áreas que se situam tanto acima (a montante) quanto abaixo 16 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

17 (a jusante) do ponto de captação merecem atenção especial de todos, com o objetivo de impedir ações e atividades que possam prejudicar tanto a qualidade e a quantidade da água do manancial que abastece a população quanto os animais e as plantas que necessitam dessa água para viver. Bacia hidrográfica ocupada A ocupação de uma bacia hidrográfica deve ser sempre planejada. Devem-se proteger os mananciais, avaliar a influência da impermeabilização do solo sobre os corpos d água na bacia, destinar os esgotos e o lixo adequadamente, evitar o uso de agrotóxicos e cuidar para que as indústrias não lancem poluentes que prejudiquem a qualidade da água e do meio ambiente. Você acha que a poluição atmosférica, do solo, das águas superficiais e das águas subterrâneas de uma bacia podem afetar outras áreas? Comente. Vamos percorrer a Bacia Virtual? Existem diversos procedimentos técnicos que ajudam a preservar a qualidade e a quantidade de água dos mananciais. Também há instrumentos legais muito importantes, tais como a Lei de Uso e Ocupação do Solo e a outorga. Você sabe o que é outorga e quando e a quem ela deve ser solicitada? Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 17

18 Você sabia? O artigo 20 da Constituição Federal, que trata dos bens da União, em seu inciso III, diz que são bens da União os lagos, rios e quaisquer correntes de água em terrenos de seu domínio, ou que banhem mais de um estado, sirvam de limites com outros países, ou se estendam a território estrangeiro ou dele provenham, bem como os terrenos marginais e as praias fluviais. E o artigo 26, inciso I, diz que se incluem entre os bens dos estados as águas superficiais ou subterrâneas, fluentes, emergentes e em depósito, ressalvadas, neste caso, na forma da lei, as decorrentes de obras da União. Para utilizar a água, é necessário adquirir a outorga. A outorga é o instrumento legal que assegura ao usuário o direito de utilizar os recursos hídricos. Ela não dá ao usuário a propriedade da água, mas o direito de usá-la. Por meio da outorga, os órgãos responsáveis executam a gestão quantitativa e qualitativa do uso da água, emitindo autorização tanto para captações quanto para lançamentos ou quaisquer intervenções nos mananciais superficiais e subterrâneos, como rios, ribeirões, córregos e poços. A próxima tabela apresenta situações nas quais é necessário pedir outorga e situações em que não há essa necessidade. Situações nas quais em que há necessidade de outorga Derivação ou captação de parcela da água existente em um corpo d água para consumo final, inclusive abastecimento público, ou insumo de processo produtivo. Extração de água de aqüífero subterrâneo para consumo final ou insumo de processo produtivo. Lançamento em corpo de água de esgotos e demais resíduos líquidos ou gasosos, tratados ou não, com o fim de sua diluição, transporte ou disposição final. Situações nas quais não há necessidade de outorga Uso de recursos hídricos para a satisfação das necessidades de pequenos núcleos populacionais, distribuídos no meio rural. Derivações, captações e lançamentos considerados insignificantes, tanto do ponto de vista de vazão como de carga poluente. Acumulações de volumes de água consideradas insignificantes Uso de recursos hídricos com fim de aproveitamento dos potenciais hidrelétricos. Outros usos que alterem o regime, a quantidade ou a qualidade da água existente em um corpo de água. 18 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

19 Para o uso de águas de mananciais de domínio da União, a outorga deve ser solicitada à Agência Nacional de Águas (ANA). Já o órgão que concede a outorga de águas de domínio do estado varia de estado para estado. Você sabe onde pedir a outorga em seu estado? O endereço (site), na internet, da Agência Nacional de Águas é: Além dos instrumentos legais, há procedimentos técnicos que visam proteger os mananciais, de forma a evitar que a água seja contaminada. O manancial desprotegido tem a qualidade da água comprometida, de tal forma que seu tratamento começa a ficar muito caro e também aumenta o risco sanitário relacionado ao uso da água. Agora que já discutimos o que é uma bacia hidrográfica e você viu a importância de se planejar sua ocupação de forma a não prejudicar a qualidade da água, o instrutor vai continuar a exposição, falando de modo um pouco mais detalhado sobre as impurezas que podem estar contidas na água. Estas impurezas podem ficar concentradas nos lodos das estações de tratamento de água (ETAs) e das estações de tratamento de esgotos (ETEs) e causam muitos problemas ambientais. Impurezas contidas na água As impurezas presentes na água são constituídas de gases, líquidos e partículas sólidas, que podem ou não ser percebidas a olho nu. A identificação da natureza dessas impurezas pode ser feita por meio de suas características físicas, químicas e biológicas. Depois que a água é utilizada, ela vira esgoto, que precisa ser adequadamente coletado e tratado. Água com impurezas O tratamento de esgoto visa retirar principalmente a matéria orgânica e outras substâncias do esgoto bruto de forma a proteger o meio ambiente e a saúde das pessoas. Já o tratamento da água visa retirar as impurezas, total ou parcialmente, da água, e torná-la potável, ou seja, transformar a água bruta em uma água que possa ser consumida sem causar danos à saúde humana. A Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (Conama) 357, de 2005, dispõe sobre a classificação dos corpos de água e estabelece diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como condições e padrões de lançamento de efluentes. Ela classifica a Enquadrar: adequar Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 19

20 água doce em cinco classes: classe especial, classe 1, classe 2, classe 3 e classe 4, segundo a qualidade requerida para os seus usos. A classe especial é considerada uma água de melhor qualidade. Já a classe 4 não é recomendada para tratamento. É muito importante conhecer a Resolução CONAMA 357/2005.Ela pode ser encontrada na internet no endereço (site) do Ministério do Meio Ambiente: Você sabe a classe do principal manancial da sua cidade e quais as principais impurezas encontradas nele? A seguir, são apresentados alguns parâmetros de qualidade de água, contidos na Resolução CONAMA 357/2005, que devem ser monitorados periodicamente para subsidiar a proposta de enquadramento dos corpos d água. Preencha os espaços em branco, classificando-os como físicos, químicos ou biológicos, sua possível origem e significado sanitário. Parâmetro Classificação (físico, químico ou biológico) Possível origem Significado sanitário DBO Coliformes Cor ph Endrin Turbidez Mercúrio Nitrato Fósforo Vamos conferir! 20 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

21 Parâmetros de caracterização da água e do esgoto Vamos falar um pouco mais detalhadamente sobre alguns parâmetros que servem para monitorar: a) a qualidade do corpo de água; b) o tratamento de água; c) o tratamento de esgoto; e d) a qualidade do efluente que será descartado. gne?id= &size=o Água com turbidez elevada Alguns parâmetros físicos Turbidez: é quando a água contém sólidos em suspensão, geralmente visíveis a olho nu. Esses sólidos podem ser ocasionados pela própria natureza (por plantas e argila) ou pelo homem, quando joga esgoto e resíduos sólidos e outros detritos nos corpos d água. Equipamento para medir a turbidez (turbidímetro) Uma água com turbidez (turva ou opaca) pode abrigar organismos que causam doenças ao homem. O nome dado ao equipamento com que se mede a turbidez é turbidímetro. O valor da turbidez é expresso em unidade de turbidez (ut). Cor: a cor é causada pelos sólidos que estão dissolvidos na água. Semelhante à turbidez, a cor também pode ser de origem natural (decomposição de plantas, animais ou rochas) ou causada pelo homem (quando se lançam esgoto ou outros detritos no corpo d água). Água com cor A cor pode ser verdadeira ou aparente. A cor aparente contém uma parcela da turbidez. Ela é medida quando o operador coleta a amostra da água e faz sua leitura no equipamento para medição de cor sem retirar as partículas que causam turbidez. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 21

22 Antes de se medir a cor verdadeira, deve-se centrifugar ou filtrar a amostra, para retirar a parcela da turbidez. Entre os métodos utilizados para medir a cor, pode-se citar a comparação visual e colorimétrica. A cor é expressa em unidade de cor (uh). Aparelho para medir cor (espectrofotômetro) Aparelho para medir cor (comparação visual) A cor da água é medida no aparelho, que é calibrado com uma solução padrão. Compara a cor da amostra de água com cores de padrão conhecido. Alguns parâmetros químicos Entre os parâmetros químicos, podem-se citar ph e diversas substâncias que devem ser monitorados antes e depois do tratamento de esgoto e de água, de forma a assegurar a qualidade do efluente que será lançado no corpo de água e também a qualidade da água que será distribuída à população. Começaremos falando sobre o ph, que é um parâmetro muito medido, tanto durante o tratamento da água quanto do esgoto. ph: a medida do potencial hidrogeniônico ou potencial hidrogênio iônico indica a acidez, a neutralidade ou a alcalinidade da água. A escala do ph pode variar de 0 até 14, sendo que quanto menor o índice do ph de uma substância, mais ácida essa substância será. O ph varia de 0 a 14 ph Ácido ph menor que 7: indica que a água é ácida ph Neutro ph igual a 7: indica que a água é neutra ph Básico ph maior que 7: indica que a água é básica 22 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

23 Pense nos seguintes itens: suco de limão, água potável, cerveja, água de chuva, água sanitária, clara de ovo e água do mar. Qual deles você acha que é ácido, básico ou neutro? Anote nos espaços. Ácido Básico Neutro Por que é importante medir o ph no tratamento de água e no de esgoto? Vamos consultar, na Resolução CONAMA 357/2005, os valores do ph para as seguintes classes de água doce: Classe especial, Classe 1 e Classe 2, Classe 3 e Classe 4. Muitos compostos químicos utilizados na indústria e na agricultura acabam contaminando os corpos d água de alguma forma. No caso da agricultura, essas substâncias podem ser carreadas pelas chuvas, sendo então conduzidas para os corpos d água. Outra situação é quando esgotos domésticos ou industriais são lançados nos corpos d água. Alguns contaminantes e poluentes são difíceis de serem quantificados e também de serem retirados tanto durante o tratamento de esgoto quanto o de água. Muitas vezes, só se consegue retirá-los por meio de tratamentos complexos e caros. Agrotóxico sendo aplicado Em seu local de trabalho, você costuma medir alguma substância química? Quais são as mais comuns? Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 23

24 Matéria orgânica: A matéria orgânica presente nos esgotos é um dos principais problemas de poluição dos corpos d água. Os microrganismos que dela se alimentam, utilizam oxigênio dissolvido (OD) para degradá-la. Isso reduz a concentração de OD na água e pode, por exemplo, levar à mortandade de peixes. Fonte A quantificação da matéria orgânica é usualmente realizada de forma indireta, através das análises laboratoriais da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e da Demanda Química de Oxigênio (DQO). Aparelho para medição da Demanda Bioquímica de Oxigênio Num corpo d água receptor, o restabelecimento da concentração de OD está relacionado à capacidade de autodepuração das águas. Autodepuração: capacidade de corpo de água de restaurar suas características ambientais naturalmente, devido à decomposição de poluentes. A DBO consiste na determinação da quantidade de oxigênio consumido durante cinco dias pelos microrganismos aeróbios para degradação da matéria orgânica. A DQO consiste na medição da quantidade de oxigênio consumido para a oxidação química da matéria orgânica. O teste da DQO dura poucas horas, favorecendo a sua utilização no controle operacional de estações de tratamento. A DBO e a DQO são utilizadas no monitoramento e na avaliação do desempenho das ETEs, bem como na verificação de atendimento aos padrões ambientais de lançamento de efluentes. Soluções utilizadas durante o ensaio de quantificação de DQO 24 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

25 Quais são os valores de DBO 5 e de oxigênio dissolvido para água doce Classes 1 e 3? Vamos verificar na Resolução Conama 357/2005. Nutrientes: Os principais nutrientes de interesse para a engenharia sanitária na caracterização de mananciais e de esgotos domésticos são o Nitrogênio (N) e o Fósforo (P). Nitrogênio (N) e Fósforo (P) são nutrientes essenciais para o crescimento dos microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico e também para o crescimento de algas e outras plantas aquáticas, podendo provocar a eutrofização de lagos e represas. Estão presentes nos esgotos domésticos, nas fezes de animais e em fertilizantes utilizados na agricultura. A eutrofização é o crescimento exagerado de algas e plantas aquáticas, causado por excesso de nutrientes (N e P), sendo mais comum em locais onde há águas paradas, como lagos, lagoas e represas. Esse fenômeno pode levar à mortandade de peixes e plantas. Parâmetro biológico: A água e o esgoto podem conter uma grande variedade de organismos, que podem fazer mal à saúde e que não são vistos a olho nu. Fazer testes para identificar cada tipo desses organismos seria demorado e caro. Por isso, é comum utilizar os organismos indicadores de contaminação como parâmetro biológico. Os organismos indicadores mais comuns de serem utilizados são as bactérias do grupo coliformes: coliformes totais (CT), coliformes termotolerantes (CT) e Escherichia coli (EC). Cartela de quantificação Positivo para Escherichia coli Cavidade positiva para coliforme Vamos completar os espaços em branco com o grupo de bactérias correspondente? Principais indicadores de contaminação fecal Grupos de bactérias encontradas no solo, água, fezes humanas e de animais. Também podem ser chamados de coliformes ambientais. Grupo de bactérias indicadoras de contaminação de animais de sangue quente. Bactéria abundante em fezes humanas e de animais, dando garantia de contaminação fecal. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 25

26 Como é feita a análise desses parâmetros biológicos no laboratório onde você trabalha? Qual o significado sanitário deles? A possível presença de organismos patogênicos ressalta a importância de ações de segurança que visem à proteção dos trabalhadores, tais como utilizar equipamentos de proteção individual (EPI), realizar vacinação, lavar e desinfetar as mãos e esterilizar as ferramentas utilizadas após atividades operacionais; enfim, seguir sempre os procedimentos de segurança. Há também substâncias químicas que são utilizadas durante o tratamento de água e que devem ser quantificadas para verificar se ficou a quantidade mínima ou máxima permitida ou necessária na água. Você sabe quais são essas substâncias e qual o valor máximo permitido delas na água distribuída à população? Qual a sua importância sanitária? Vamos visitar o laboratório e acompanhar as medições de alguns parâmetros físicos, químicos e biológicos. Por enquanto, foram discutidas diversas questões relacionadas ao saneamento e à saúde pública, à bacia hidrográfica, aos mananciais e aos parâmetros de caracterização da água e do esgoto. Você deve estar se perguntando: Tem tanto tipo de água, umas mais poluídas, outras menos. Será que todas elas podem ficar potáveis? Será que existem formas de tratamento diferentes daquela usada na ETA onde eu trabalho? O tratamento na ETA e da minha cidade é adequado? Se a água bruta é diferente, o tratamento também deve ser diferente? Vamos começar a discutir esses assuntos a partir de agora. 26 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

27 Noções de tratamento de água Existem diferentes tipos de água, existem também diferentes maneiras de tratá-la. Contudo, é importante lembrar que a qualidade da água, após o tratamento, deve sempre atender ao padrão de potabilidade vigente no Brasil, independentemente da técnica utilizada. A escolha da tecnologia adequada para tratar a água pode proporcionar economia na construção e manutenção da estação de tratamento de água, além de gerar menor volume de resíduos durante o tratamento. Nas próximas páginas, discutiremos diferentes maneiras de tratar a água. Para começar, leia quais são os objetivos desta atividade que iniciaremos. Vamos responder a algumas questões relacionadas ao tratamento da água e à operação das ETAs. Como a operação inadequada da ETA pode aumentar o volume de resíduo gerado durante o tratamento da água? Qual a importância de se operar a ETA adequadamente? Como o operador pode contribuir para essa operação ser adequada? OBJETIVOS: - Discutir e reformular os conhecimentos prévios dos profissionais em treinamento sobre tipologias de tratamento de água. - Reformular e ampliar conceitos sobre técnicas de tratamento de água por filtração rápida e por filtração lenta. - Discutir e ampliar os conceitos sobre etapas de tratamento comuns a todas as tipologias de tratamento. - Ampliar os conceitos de tecnologias menos usuais de tratamento de água. - Discutir como uma água pode ser considerada adequada para consumo humano, o conceito e a finalidade do padrão de potabilidade. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 27

28 Você sabe quais os possíveis pontos de geração de lodo na ETA e na ETE? Vamos discutir as respostas! Técnicas de tratamento de água O tratamento da água tem como objetivo melhorar a qualidade da água bruta, retirando impurezas que possam causar danos à saúde humana. Um estudo prévio da água a ser tratada é essencial, pois, em função das suas características físicas, químicas e biológicas, pode-se definir a tecnologia mais adequada para seu tratamento, proporcionado economia na implantação e operação da estação, maior eficácia no tratamento e menor geração de resíduos. Qualquer água, do ponto vista técnico, pode ser tratada. No entanto, o risco sanitário e o custo do tratamento de águas muito contaminadas podem ser tão elevados que tornam o tratamento inviável. Daí a importância de se protegerem os mananciais. De maneira geral, podem-se dividir as técnicas de tratamento nos três grupos seguintes: 1) os que filtram a água rapidamente em um meio granular (areia ou areia e antracito); 2) os que filtram a água lentamente em um meio granular (em geral, areia) e 3) os que tratam as águas por tecnologias de tratamento mais sofisticadas e menos comuns. Complete os balões em branco com os tipos de tratamento de água que você conhece e depois confira suas respostas com o que será apresentado pelo instrutor. 28 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

29 Tratamento no qual Tratamento a água é filtrada no qual a água rapidamente é filtrada rapidamente Tratamento de água Tratamento Tratamento no no qual qual a a água é é filtrada lentamente Tratamentos menos comuns A escolha do conjunto de técnicas mais adequadas para tratar a água está diretamente relacionada a) à qualidade da água bruta; b) aos custos de implantação e de operação do sistema de tratamento; c) aos impactos ambientais que podem ser causados; d) à capacidade da população local de operar e de manter a ETA. Uma água com qualidade adequada para consumo contribui para a saúde da população. Na tabela a seguir, tem-se uma orientação geral do limite de aplicação recomendados para diversas tecnologias de tratamento em função da qualidade da água bruta. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 29

30 Tipo de tratamento Turbidez (ut) Valores máximos para a água bruta Cor verdadeira (uh) Coliformes/100 ml NMP* Totais Termotolerantes Filtração lenta Pré-filtro + filtro lento FIME (filtração em múltiplas etapas) Filtração direta ascendente Filtração direta descendente Filtração direta descendente com floculação Dupla filtração Tratamento convencional NMP= Número máximo provável Os valores da tabela servem apenas como referência. Na prática, para escolha da tecnologia de tratamento, devem-se realizar estudos de tratabilidade em escala de bancada e em escala piloto. Técnicas de tratamento que utilizam filtração rápida Nesses tipos de tratamento, há necessidade de se fazer a coagulação química, ou seja, adicionar um coagulante, logo no início do tratamento. A água é filtrada rapidamente, utilizando-se filtros que funcionam com uma taxa de filtração elevada, como, por exemplo, 300 m 3 /m 2 dia. Isso equivale a dizer que, em um dia, são filtrados litros de água em cada metro quadrado de área de filtro. Entre as técnicas de tratamento que utilizam a filtração rápida, pode-se citar: a) tratamento convencional, b) tratamento com flotação, c) filtração direta ascendente e descendente, d) filtração direta descendente com floculação e e) dupla filtração. Vamos pensar juntos? Você sabe o que é tratamento convencional? Quantas e quais são as etapas em que ele se divide? 30 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

31 Tratamento convencional ou ciclo completo O sistema convencional, também chamado de tratamento de ciclo completo, trata água com teores relativamente elevados de impurezas. Durante o tratamento, a água passa pelas seguintes etapas: coagulação, floculação, decantação e filtração, que serão abordadas em seguida. Também serão discutidas desinfecção e fluoretação, que são etapas comuns a todas as tecnologias de tratamento, e correção de ph, que nem sempre é necessária. Fonte: Prosab - DVD da rede do tema Água, 2007 Coagulação Floculação Decantador Filtração Esquema de tratamento convencional Etapas do tratamento convencional Coagulação: é a mistura de produtos químicos (coagulantes) na água a ser tratada, de forma que as impurezas (partículas) e contaminantes dissolvidos são desestabilizados, permitindo-se, assim, que elas se unam e formem partículas maiores para serem retiradas nas etapas seguintes do tratamento da água. Deve-se fazer a coagulação com muito cuidado, pois dela dependem todas as outras etapas do tratamento. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 31

32 O coagulante misturado à água a ser tratada deve ser disperso da maneira mais uniforme possível, de forma a garantir seu contato com as impurezas presentes na água, o que resulta num tratamento mais eficaz. Como exemplos de coagulantes, podem-se citar, dentre outros: Sulfato Férrico, Cloreto Férrico, Cloreto de polialumínio (PAC) e Sulfato de Alumínio. O Sulfato de Alumínio é o coagulante mais utilizado no tratamento de água. Floculação: após a coagulação, a água é conduzida para floculadores, onde os flocos serão formados. Floculador com misturadores Os floculadores são divididos em várias câmaras, dentro das quais a intensidade de agitação da água vai diminuindo gradativamente, de forma a não se quebrar os flocos que estão sendo formados. Decantador: após a formação dos flocos nos floculadores, a água é conduzida para os decantadores. A decantação é uma operação em que se promove a sedimentação dos flocos formados, retirando-se assim parte das impurezas contidas na água. Nessa etapa, a água passa por um tanque com uma velocidade baixa, de maneira que os flocos se depositem no fundo. A água decantada, já clarificada (mais limpa), é coletada por meio de calhas coletoras e conduzida para os filtros. Como exemplos de decantadores, podem-se citar os decantadores convencionais com escoamento horizontal e os decantadores de alta taxa. Os decantadores de alta taxa têm mais capacidade de produção de água decantada do que os decantadores convencionais, comparando-se a mesma área superficial. O lodo gerado no decantador é constituído de impurezas retiradas durante o tratamento de água e de produtos de coagulação. Decantador clássico 32 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

33 Filtros rápidos: constituem a última barreira para tentar reter as partículas que não foram retiradas no decantador. Os filtros podem ser ascendentes ou descendentes. No tratamento convencional, são utilizados os filtros descendentes, nos quais o sentido de escoamento da água é de cima para baixo e as impurezas vão ficando retidas ao longo do leito filtrante. O filtro rápido descendente é constituído por um tanque com uma laje de fundo falso. Abaixo dessa laje, existem tubulações para recolher a água filtrada. Já em cima da laje, há uma camada suporte, composta de pedregulhos. Por cima da camada suporte, fica o leito (meio) filtrante, que é onde as impurezas ficarão retidas durante a filtração. O meio filtrante pode ser composto de uma única camada de areia ou por duas camadas, uma de areia e a outra de antracito. A areia utilizada como meio filtrante deve ser livre de qualquer contaminação. Ela deve ser caracterizada, e sua granulometria, definida. A norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas EB estabelece critérios e limites de parâmetros para caracterizar o meio filtrante (areia, antracito e pedregulho). Filtros rápidos descendentes Duração da carreira de filtração: é o tempo que a água fica filtrando, até que o filtro tenha de ser lavado. Para filtros rápidos, esse valor é da ordem de 24 a 48 horas. Carreiras de filtração curtas implicam maior consumo de água para lavagem dos filtros, geram mais resíduos e podem ser um indicativo de que há algum problema em uma das etapas de tratamento da água. Tratamento com flotação Esse sistema de tratamento é utilizado quando a água a ser tratada forma flocos com baixa velocidade de sedimentação. A seqüência de tratamento é a mesma do tratamento convencional, só que a decantação é substituída pela flotação. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 33

34 Fonte: Prosab - DVD da rede do tema Água, 2007 Sistema com flotação Na flotação, a água que sai do floculador é conduzida para um tanque (flotador). Os flocos são arrastados para a superfície desse tanque, por meio da ação de microbolhas. As microbolhas são formadas por equipamentos especiais, como bomba e compressor de ar. Elas aderem aos flocos, provocando sua subida até a superfície, formando um lodo. A água, então, sai clarificada na parte inferior do tanque. A remoção do lodo formado durante a flotação pode ser realizada por meio de raspadores ou por inundação, na qual se aumenta o nível da água, no interior da câmara de flotação, através do fechamento da canalização de saída da mesma até ocorrer o extravasamento da água superficial, juntamente com o lodo. Filtração direta O sistema de tratamento por filtração direta é recomendado para tratar água com menos impurezas. A água a ser tratada passa pelas seguintes etapas: coagulação, filtração, desinfecção, fluoretação e correção de ph, esta última quando necessária. A filtração pode ser ascendente ou descendente. Filtros ascendentes: nesses filtros a camada suporte e o meio filtrante são compostos de seixos e areia. O escoamento da água a ser filtrada é de baixo para cima. Filtração direta ascendente A água filtrada pelo filtro ascendente é recolhida em calhas que ficam acima do leito filtrante e então a água é conduzida para um tanque, para se fazer a desinfecção. 34 Transversal - Lodo gerado durante o tratamento de água e esgoto - Nível 2

35 Filtros descendentes: conforme mencionado no tratamento convencional, nesses filtros a camada suporte é formada de seixos, e o meio filtrante, de areia, ou areia e antracito. O escoamento da água a ser filtrada é de cima para baixo. A lavagem dos filtros, tanto descendentes quanto ascendentes, é sempre feita pela introdução de água (ou ar e água) de baixo para cima. É o que se denomina retrolavagem. A taxa de filtração dos filtros descendentes é da ordem de 300 m 3 /m 2 dia, enquanto a dos filtros ascendentes é normalmente inferior a 150 m 3 /m 2 dia. Fonte: Prosab - DVD da rede do tema Água, 2007 Esquema de filtração direta descendente com floculação Filtração direta descendente com floculação Nessa técnica de tratamento, a água a ser tratada passa pelas seguintes etapas: coagulação, floculação, filtração e desinfecção, fluoretação e correção de ph, quando necessário. Os flocos formados para tratar a água por essa técnica são menores do que os formados no tratamento convencional, pois eles irão direto para os filtros. Dupla filtração Filtro ascendente Filtro descendente Sistema de tratamento por dupla filtração Essa técnica de tratamento vem sendo muito estudada ultimamente. Comparada com a filtração direta ascendente ou descendente, ela oferece maior segurança com relação a variações de qualidade da água. A água a ser tratada passa pelas seguintes etapas: coagulação, filtração ascendente, filtração descendente, desinfecção, fluoretação e correção de ph, esta última quando necessária. Guia do profi ssional em treinamento - ReCESA 35