Saneamento I Tratamento de Esgotos

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1 Saneamento I Tratamento de Esgotos Prof Eduardo Cohim edcohim@gmail.br 1

2 QUALIDADE DAS ÁGUAS E USO E OCUPAÇÃO DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA

3 OBJETIVOS DO TRATAMENTO DOS ESGOTOS Remoção de matéria orgânica Remoção de sólidos em suspensão Por que tratar os esgotos? Remoção de nutrientes Remoção de organismos patogênicos

4 POLUIÇÃO DAS ÁGUAS No caso de efluentes industriais M. Orgânica não biodegradável Metais pesados Sólidos inorgânicos dissolvidos

5 TURBIDEZ 5

6 COR 6

7 EXCESSO DE NUTRIENTES 7

8 8

9 Demanda Bioquímica de Oxigênio DBO

10 IMPACTO DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES EM CORPOS D ÁGUA: MATÉRIA ORGÂNICA

11 Organismos patogênicos

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14 POLUIÇÃO POR MICRORGANISMOS

15 CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES QUANTIDADES Consumo de água Vazão média e variação horária Infiltração Vazão industrial

16 Quantificação das cargas poluidoras CARGA (L): p.e.: contribuição per capita (Kg/cap.dia) CONCENTRAÇÃO: C L Q

17 Fonte: von Sperling CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS

18 DESPEJOS INDUSTRIAIS Biodegradabilidade Tratabilidade Concentração de matéria orgânica Disponibilidade de nutrientes Toxidez Equivalente populacional

19 CARACTERÍSTICAS DE DESPEJOS INDUSTRIAIS

20 MODELO SIMPLIFICADO C m C e. Q Q e e C Q r r. Q r

21 Um condomínio tem uma população de 2000 moradores e um consumo per capita de 120,0 L/hab.dia. A contribuição de carga orgânica é de 50 g/hab.dia e a concentração de coliformes no esgoto é de 10 7 UFC/100 ml. O lançamento do esgoto é feito em um rio que tem uma vazão de referência de 50,0 L/s e tem DBO igual a 2,0 mg/l e concentração de coliformes igual a 10 2 UFC/100mL. Como ficariam essas características do rio caso o lançamento fosse feito sem tratamento?

22 Padrões de qualidade FLUXOGRAMA DE UTILIZAÇÃO DA ÁGUA USO A M O S T R A G E M ANÁLISES E EXAMES CONDICIONAMENTO A M O S T R A G E M ANÁLISES E EXAMES Lançamento PADRÕES RESOLUÇÃO 357/05 - CONAMA

23 Resolução 357/2005 do CONAMA Classe especial Águas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção; b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e, c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.

24 Resolução 357/2005 do CONAMA Classe 1 Águas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado; b) à proteção das comunidades aquáticas; c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.

25 Resolução 357/2005 do CONAMA Classe 2 Águas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional; b) à proteção das comunidades aquáticas; c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA no 274, de 2000; d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e) à aqüicultura e à atividade de pesca.

26 Resolução 357/2005 do CONAMA Classe 3 Águas que podem ser destinadas: a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado; b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; c) à pesca amadora; d) à recreação de contato secundário; e e) à dessedentação de animais.

27 Resolução 357/2005 do CONAMA Classe 4 Águas que podem ser destinadas: a) à navegação; b) à harmonia paisagística.

28 PADRÕES DE QUALIDADE RESOLUÇAO 357 DO CONAMA Classe Parâmetro OD mg/l DBO mg/l C. Termot. UFC/100m l Clorofila g/l P Total mg/l Especial Condições naturais 1 6,0 3, ,0 0,025 a 0,01 2 5,0 5, ,0 0,03 a 0,05 3 4,0 10, xxx 0,075 a 0,15 4 2,0 xxx xxx xxx xxx

29 Legislação Européia Padrões de lançamento para efluentes urbanos Parâmetro Limite Eficiência mínima de Observações remoção (1) DBO (2) (3) 5 25 mg/l O % - DQO (3) 125 mg/l O 2 75 % - Sólidos em 35 mg/l (4) 90 % População equivalente superior a hab suspensão totais 60 mg/l 70% População equivalente de a hab 150 mg/l - Para efluentes de lagoas Parâmetro Concentração Observações Eficiência mínima de remoção (1) Nitrogênio total 15 mg/l População equivalente entre e hab mg/l População equivalente superior a hab ( 2 ) Fósforo total 2 mg/l 1 mg/l População equivalente entre e hab População equivalente superior a hab 80

30 NÍVEIS DE TRATAMENTO PRELIMINAR PRIMÁRIO SECUNDÁRIO AVANÇADO Gradeamento e Remoção de areia Sedimentação Processos de baixa taxa Lagoas de estabilização Lagoas aeradas Wetlands Escoamento superficial Tratamento soloaqüifero Desinfecção/ Remoção de patógenos UV Cloro Ozônio Remoção de Nitrogênio Remoção biológica de nutrientes Remoção de óleos e graxas Sedimentação quimicamente assistida Processamento do lodo Processos de alta taxa Lodo ativado Bio-reator de membrana Filtro percolador Biofiltro aerado submerso Contator biológico rotativo Sedimentação secundária Remoção de Fósforo Precipitação química Remoção biológica Remoção de sólidos suspensos Coagulação química + filtração Disposição final Remoção de orgânicos e metais Adsorção em carvao Precipitação química Remoção de sólidos dissolvidos Osmose reversa Troca iônica Nanofiltração

31 Tratamento Preliminar Objetivo: remoção de sólidos grosseiros e areia grade caixa de areia medidor de vazão adaptado de VON SPERLING, 1996

32 Tratamento Primário Objetivo: remoção de sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes (óleos e graxas) e parte da matéria orgânica em suspensão lodo primário

33 Tratamento Secundário Objetivo: remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário participação de microrganismos contato entre os microrganismos e o material orgânico contido no esgoto matéria orgânica + bactérias H 2O + CO 2 + mais bactérias

34 TRATAMENTO TERCIÁRIO (OU AVANÇADO) Objetivo: remoção de poluentes específicos e/ou remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos no tratamento secundário. Ex: nutrientes ou organismos patogênicos

35 Sistemas Anaeróbios X Sistemas Aeróbios Biogás (70 a 90%) Matéria Orgânica CO 2 (40 a 50%) (100% DQO) Reator Aeróbio Reator Anaeróbio Lodo (5 a 15%) Efluente (10 a 30%) Efluente (5 a 10%) Lodo (50 a 60%) Aproveitamento Energético do Biogás? Baixa Produção de Lodo! Reciclagem dos Biossólidos? Atendimento à Legislação Ambiental?

36 PROCESSOS BIOLÓGICOS Tratamento Biológico Compactos ou Intensivos Naturais ou Extensivos UASB Lodo Ativado Filtro Biológico Lagoas de Estabilização Aplicação nsolo Wetlands (Brejos artificiais) Irrigação Escoamento Superficial Infiltração Rápida

37 UASB Reator anaeróbio de manta de lodo FUNCIONAMENTO biogas vertedor Separador decantador trifásico Defl. de gás Coletor De gás efluente Bolha de gas Grão de lodo influente Leito de lodo

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40 LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Vantagens Desvantagens Baixo custo de implantação Operação simples Projeto simples Terreno reaproveitável Requer grandes áreas Excesso de algas no efluente final Maus odores na lagoa anaeróbia

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42 LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO Anaeróbias Facultativas Maturação

43 LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

44 LAGOAS FACILTATIVAS O 2 Vento Produção durante o dia Mistura e reaeração O 2 CO 2 H 2 S Ausênci a de O 2 Esgoto Novas células Algas O 2 CO 2 NH 3, PO 4, etc H 2 S + 2O 2 H 2 SO 4 Zona aeróbia Sólidos sedimentáveis Lodo Bactérias Novas células NH 3, PO 4, etc Células mortas Ácidos orgânicos CO 2, NH 3, H 2 S, CH 4 Zona facultativa Zona anaeróbia

45 DISPOSIÇÃO NO SOLO Infiltração lenta Infiltração rápida Escoamento superficial

46 INFILTRAÇÃO LENTA

47 INFILTRAÇÃO RÁPIDA

48 ESCOAMENTO SUPERFICIAL

49 SISTEMAS MECANIZADOS 49

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51 20/09/07

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55 Lodos ativados tanque de aeração decantador secundário linha de recirculação lodo secundário adaptado de VON SPERLING, 1996

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60 Critérios e Parâmetros de Projeto Carga Hidráulica Volumétrica

61 Critérios e Parâmetros de Projeto Velocidade Ascendente do lodo

62 Remoção de Matéria Orgânica DBO Para θ h =8h, Ef.=75%

63 Remoção de Sólidos 63

64 Fazer o prédimensionamento do reator anaeróbio para a cidade exemplo e estimar a qualidade do efluente em termos de DBO e coliformes 64

65 LAGOAS FACULTATIVAS PARÂMETROS DE PROJETO Profundidade típica: 1,5 metros Relação L/B: 3 a 5 Taxa de aplicação superficial limite de DBO L taxa de aplicação de DBO (kg DBO/ha.d) T = temperatura média do ar do mês mais frio do ano S o N o Si 1 K. t Ni 1 k. t b Facultativas primárias L L 20. T T 40 Facultativas secundárias K=0,3 a 0,35 d -1 θ=1,05 K b =2,6 d -1 θ=1,07