Química das Águas - parte 3

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1 QUÍMICA AMBIENTAL Química das Águas - parte 3 Aula S07 - Purificação de águas poluídas (Tratamento de esgoto) Prof. Rafael Arromba de Sousa Departamento de Química UFJF 2º período de 2013

2 Recapitulando... Águas naturais podem estar POLUÍDAS Tratamentos químicos são necessários para assegurar a saúde dos consumidores - Desinfecção microbiológica (águas com parâmetros de potabilidade adequados) - Tratamento em estação de tratamento de água (descontaminação física, química e, também microbiológica) Águas residuais também precisam de tratamento - Convencionais : Tratamento de esgoto - Específicos (Processos Oxidativos Avançados POAs): Efluentes químicos

3 (Tratamento de esgoto) A necessidade (ou importância) do tratamento O esgoto, sem tratamento, provoca dois efeitos negativos na água em que é lançado : 1) Diminuição do O 2 dissolvido 2) Aumento na emissão de CO 2 {CH 2 O} + O 2 (aq) CO 2 (g) + H 2 O Possibilidades para tratamento decomposição da matéria orgânica antes do seu lançamento em corpos de água 1) Tratamentos aeróbios 2) Tratamentos anaeróbios 3) Tratamento misto (processo aeróbio combinado a um anaeróbio)

4 O esgoto doméstico não tem apenas matéria orgânica Contém 99,9% de água e 0,1% de sólidos: - sólidos suspensos - sólidos dissolvidos - matéria orgânica - nutrientes minerais - N e P (principalmente) - organismos patogênicos - vírus, bactérias, protozoários e helmintos O esgoto deve ser tratado em local apropriado (Estações de Tratamento de Efluentes ETEs) A água resultante pode ser: - reutilizada (processos industriais) - lançada nos rios

5 O tratamento convencional envolve 3 etapas principais Tratamento preliminar - Remoção de sólidos grosseiros e areia Utilização de grades e caixas de sedimentação (Caixa de areia) Tratamento primário - Remoção de sólidos sedimentáveis, substâncias flutuantes e parte da matéria orgânica EM SUSPENSÃO Utilização de decantadores (tanques) no qual o sólido sedimentado é chamado de LODO PRIMÁRIO BRUTO Tratamento secundário - Remoção da MATÉRIA ORGÂNICA dissolvida e daquela ainda em suspensão Utilização de processos que empregam microorganismos

6 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário - secundário Tratamento do lodo ESGOTO TRATAMENTO PRIMÁRIO Latas Papelão Tecidos... Sedimentação da areia

7 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo TRATAMENTO PRELIMINAR TRATAMENTO SECUNDÁRIO Decantador Sólidos sedimentáveis Matéria orgânica (suspensão)

8 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo TRATAMENTO PRIMÁRIO Degradação biológica LANÇAMENTO EM RIOS Remoção : - da matéria orgânica dissolvida - matéria orgânica ainda em suspensão Diferentes processos: - princípio é a decomposição aeróbia e/ou anaeróbia - configuração da estação - volume e custo

9 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário Lagoas de estabilização exemplos: - Lagoas facultativas: decomposição natural, em contato com o ar e a luminosidade ambientes mais simples, pequenas comunidades - Lagoas anaeróbias lagoas facultativas sistema de duas lagoas, eficiência superior VARIAÇÕES...

10 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário Lagoas de estabilização exemplos: - Lagoas facultativas - Lagoas anaeróbias lagoas facultativas VARIAÇÕES - Lagoa aeradada facultativa: processo aeróbio, catalisado pela aeração bastante eficiente, custos consideráveis - Lagoa aerada de mistura completa lagoa de decantação: sistema que envolve processos de aeração e agitação eficiente, rápido mas que exige uma lagoa de decantação

11 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Ilustração da Lagoa aerada facultativa ESGOTO As Lagoas de estabilização envolvem principalmente processos aeróbios

12 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário Sistemas de Lodo ativado - Composição básica: 1) Reator (tanque de aeração) Processo de degradação (anaeróbio) 2) Decantador Lodo residual (composição básica: microorganismos) 3) Sistema de recirculação de lodo Parte do lodo residual alimenta o reator ou tanque para aumentar a concentração de microorganismos

13 Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário Ilustração de um sistema convencional de Lodo ativado ESGOTO

14 Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário Sistemas de Lodo ativado Outros sistemas possíveis (variações): Lodos ativados de aeração prolongada - Não possuem o decantador primário mas levam mais tempo para degradarem todo o material orgânico Lodos ativados com fluxo intermitente - Não possuem o decantador primário e nem o secundário: todo o processo ocorre no mesmo tanque, sequencialmente - (Simplicidade) Leva-se mais tempo para tratar o efluente

15 Tratamento preliminar primário secundário - Tratamento do lodo Sistemas anaeróbios usados para o Tratamento secundário Geralmente geram menos lodo (crescimento dos microorganismos) e têm uma eficiência menor que a dos processos aeróbios 1) Digestores de lodo 2) Tanques sépticos Fossa séptica-filtro anaeróbio (um dos sistemas de alta carga ) 3) Lagoas anaeróbias FOSSA - Remove a maior parte dos sólidos: sedimentam, e já se decompõem - O filtro (fechado) remove a MO residual MO = Matéroa orgânica

16 Considerações finais 1) A ÁGUA PARA O ABASTECIMENTO DEVE SER TRATADA Demanda de água tratada é um desafio atual e futuro. O crescimento populacional, aliado ao desenvolvimento industrial e a necessidade por alimentos está aumentando a demanda por água tratada (de qualidade boa e que deve ser constantemente atestada). 2) O TRATAMENTO DE EFLUENTES É IMPORTANTE PARA PRESERVAR AS CARACTERÍSTICAS NATURAIS DOS CORPOS D ÁGUA ONDE SÃO LANÇADOS As diferentes opções de sistemas de tratamento têm o mesmo objetivo: simular os fenômenos naturais em condições controladas e otimizadas, resultando em um aumento da velocidade e da eficiência de estabilização da matéria orgânica, bem como outras substâncias presentes no meio.

17 Referências Bibliográficas 1 BAIRD, C.,Química Ambiental, Bookman, Pita, F. A. G. Armazenamento e tratamento de resíduos. Vol. II Tratamento de Águas Residuais Domésticas, Universidade de Coimbra, acessado Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental. UFMG, acessado acessado