Aula 5: Química das Águas Parte 3b

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1 QUÍMICA AMBIENTAL 2S 2015 Aula 5: Química das Águas Parte 3b Purificação de águas: tratamento de esgotos Thalles Pedrosa Lisboa Departamento de Química UFJF

2 Recapitulando... Dados relativos ao estado de Minas Gerias 2

3 Acesso à coleta de esgoto no Brasil 48,6% da população brasileira tem acesso à coleta de esgoto; Apenas 39% dos esgotos são tratados; A média das 100 maiores cidades brasileiras em tratamento de esgotos foi de 40,93%; Apenas 10 delas tratam acima de 80% de seus esgotos. 3

4 Regiões do Brasil Norte: Apenas 14,7% do esgoto é tratado; Nordeste: Apenas 28,8% do esgoto é tratado; Sudeste: 43,9% do esgoto é tratado; Sul: 43,9% do esgoto é tratado; Centro-Oeste: 45,9% do esgoto é tratado. 4

5 Geração de Efluentes Domésticos São gerados pelos uso de água de abastecimento nas atividades diárias; Introdução de impurezas (contaminantes físicos, químicos ou biológicos); Composição dos esgotos: 99,9% água 0,1% sólidos Sólidos suspensos Sólidos dissolvidos Matéria orgânica Nutrientes N, P (principalmente) Organismos patogênicos vírus, bactérias, protozoários, helmintos 5

6 Características Físico-Químicas 6

7 Necessidade (ou Importância) do Tratamento O esgoto, sem tratamento, provoca dois efeitos negativos na água em que é lançado: I. Diminuição do O 2 dissolvido II. Aumento na emissão de CO 2 {CH 2 O} + O 2(aq) CO 2(g) + H 2 O A água resultante pode ser reutilizada para fins não nobres como: I. Usos industriais II. Irrigação agrícola III. Lançada nos rios 7

8 Tratamento de Esgotos O tratamento dos esgotos visa a remoção da parte sólida, eliminando as impurezas que podem causar danos ao meio ambiente; É realizada nas Estações de Tratamento de Efluentes ETEs; Envolve três etapas: Tratamento Preliminar Tratamento Primário Tratamento Secundário 8

9 Tratamento Preliminar O objetivo desta etapa é a remoção de sólidos grosseiros e areia; 9

10 Tratamento Primário O objetivo desta etapa é a remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica em suspensão; Tratamento Preliminar Tratamento Secundário Decantador Primário 10

11 Tratamento Primário Eficiência de remoção de sólidos em suspensão está na ordem de 40 a 60%, o que corresponde a cerca de 30 a 40% da DBO; 11

12 Tratamento Secundário O objetivo desta etapa é a remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário; Degradação biológica: processos aeróbicos e... Matéria Orgânica + Bactérias H 2 O + CO 2 + Mais Bactérias... anaeróbicos: São gerados outros gases como metano (CH 4 ) e gás sulfídrico (H 2 S). 12

13 Tratamento Secundário Lagoas de estabilização; Sistemas de Lodos Ativados; Tratamento Anaeróbico; 13

14 Tratamento Secundário Lagoas de Estabilização: Lagoas facultativas: é o processo mais simples, pois depende de fenômenos puramente naturais. 14

15 Tratamento Secundário Lagoas de Estabilização: Lagoas anaeróbicas lagoas facultativas: sistema formado pela junção de duas lagoas. 15

16 Tratamento Secundário Lagoas de Estabilização: Lagoas aeradas facultativas: este sistema é predominantemente aeróbio, com dimensões reduzidas. 16

17 Tratamento Secundário Lagoas de Estabilização: Lagoas aeradas de mistura completa lagoas de decantação: esse sistema possui um maior nível de aeração e a turbulência mantêm os sólidos em suspensão, melhorando o contato entre os micro-organismos e a matéria orgânica. 17

18 Tratamento Secundário Sistemas de Lodos Ativados: Lodos ativados convencional: neste sistema a biomassa é recirculada do fundo da unidade de decantação, por meio de bombeamento, para a unidade de aeração. 18

19 Tratamento Secundário Sistemas de Lodos Ativados: Lodos ativados com aeração prolongada: neste sistema o tempo de detenção da biomassa é de 20 a 30 dias, o que é suficiente para que ocorra a estabilização dentro do próprio reator. 19

20 Tratamento Secundário Sistemas de Lodos Ativados: Lodos ativados com fluxo intermitente: todas as etapas (decantação primária, oxidação biológica e decantação secundária) ocorrem em um único tanque, de forma sequencial. 20

21 Tratamento Secundário Tratamento Anaeróbico: Sistema de fossa séptica filtro anaeróbico: sistema muito utilizado no meio rural e em pequenas comunidades. 21

22 Tratamento Secundário Sistemas Anaeróbicos: Reator anaeróbico de manta de lodo: neste sistema a biomassa cresce dispersa no meio e não sobre um suporte. 22

23 Tratamento do Lodo A maior parte dos sistemas geram lodo em maior ou menor quantidade; O tratamento desse lodo é realizado em digestores primários e secundários, onde na ausência de oxigênio o lodo é transformado em matéria mineraliza, com baixa carga orgânica e poucas bactérias; Ocorre ainda a produção de gases; 23

24 Subprodutos Gerados O tratamento de esgotos gera subprodutos na forma sólida, semissólida, líquida e gasosa; Água de reuso: Irrigação de áreas cultiváveis, uso comercial e domiciliar como água não potável, reuso industrial, uso na construção civil, reincorporação nos corpos d água. Biossólidos: Disposição em aterros sanitários, incineração, uso como fertilizante orgânico e compostagem, recuperação de solos degradados, reaproveitamento industrial (fabricação de tijolos e cerâmicas, agregado leve para construção civil, produção de cimento). Biogás: Geração de energia elétrica, energia térmica. 24

25 Considerações Finais A escolha do melhor sistema/método de tratamento varia em função de alguns fatores como: volume de esgoto bruto gerado; volume de subprodutos gerados e qual sua aplicação/destinação final; tempo requerido para o tratamento do esgoto; custo operacional; investimento necessário para construir a ETE; área ocupada pela ETE. 25

26 Bibliografia Aulas 4 e 5 R. Tartari et al. / Cerâmica 57 (2011) ; Ramires, I. & Buzalaf, M. A. R. Ciência & Saúde Coletiva, 12(4): , 2007; Nascentes, C.C.; Costa, L.M. Apostila de Química Ambiental, UFMG, 2011; Rede Cooperativa de Pesquisas, Métodos Alternativos de Desinfecção da Água, São Carlos-SP, 2001; (clique aqui) Fundação Nacional de Saúde, Manual de Fluoretação da Água para Consumo Humano, Brasília, 2012; (clique aqui) 26

27 Bibliografia Aulas 4 e 5 Azevedo, L.S. Aproveitamento dos subprodutos gerados nas estações de tratamento de esgoto de Juiz de Fora. Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, 79p. UFJF, 2014 (clique aqui); Piveli, R.P. Apostila de Tratamento de Esgotos (clique aqui); Godoy, L.C. Faculdade de Tecnologia de Guaratinguetá, Revista v.2, n.1 novembro, 2013; Sabesp (clique aqui); Instituto Trata Brasil (clique aqui); Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS 2013); Revista Pesquisa Fapesp, n.229 de março de 2015, p