Purificação das águas: tratamento de esgoto

Transcrição

1 Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Química Ambiental (2017/2) Química das Águas (Parte 3b) Purificação das águas: tratamento de esgoto Estagiário: Felipe Dias dos Reis

2 Efluentes São rejeitos resultantes de processos produtivos ou do consumo humano DOMÉSTICOS INDUSTRIAIS Rico em material orgânico e compostos provindos de materiais de higiene e limpeza Inclui: domicílios e estabelecimentos comerciais (restaurantes, edifícios comerciais) Composição depende do tipo de atividade que as empresas desenvolvem Não são apenas líquidos Efluentes podem ser sólidos e gasosos também 2

3 Efluentes De maneira geral, o principal componente do esgoto é matéria orgânica de origem biológica Macroscópicos Podem ficar retidos em malhas entrelaçadas Microscópicos Partículas coloidais suspensas na água Sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, matéria orgânica e organismos patogênicos 3

4 Efluentes Principais efeitos negativos quando lançados nas águas: Diminuição do O 2 dissolvido Aumento na emissão de CH 4 e CO 2 4

5 Estações de Tratamento de Esgoto O esgoto é tratado nas chamadas ETE s O objetivo é a remoção dos poluentes de forma que a água fique adequada para liberação em cursos de águas Envolve processos físicos, químicos e biológicos 5

6 Pré-tratamento Gradeamento grosseiro Facilita o transporte do líquido Evita danificar e obstruir as tubulações 6

7 Tipos de tratamento Eliminados os resíduos de tamanho elevado, segue-se para o tratamento LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO LODO ATIVADO O tipo de tratamento será escolhido pela necessidade As lagoas possuem capacidade de tratar grande quantidade de esgoto 7

8 Lagoas de estabilização Tratamento primário ou mecânico Remoção de partículas maiores, como areia e lodo No fundo do tanque, forma-se um lodo das partículas insolúveis Na parte superior, forma-se uma camada superficial de um líquido oleoso (gorduras, óleos, ceras e produtos de reação de sabões) 30 % da DBO é removida nessa etapa 8

9 Lagoas de estabilização Decantadores 9

10 Destino do lodo primário Constituído principalmente por água e matéria orgânica O lodo final pode ser incinerado, utilizado como aterro sanitário ou como fertilizante, utilizado na construção civil e outras aplicações is%3a_acidez_do_solo.html 10

11 Destino do lodo primário Composição, em % média, de lamas de ETA s após tratamento 11

12 Lagoas de estabilização Tratamento secundário ou biológico Após o tratamento primário, a água do esgoto se torna muito mais clarificada, mas ainda apresenta elevada DBO Isso ocorre devido à matéria orgânica dissolvida e em suspensão Tratamentos aeróbios Tratamentos anaeróbios Tratamentos mistos is%3a_acidez_do_solo.html 12

13 Lagoas de estabilização Tratamento secundário ou biológico Decomposição biológica: processo que pode acontecer tanto na presença de O 2 livre quanto na ausência AERÓBIO ANAERÓBIO Moléculas orgânicas complexas degradadas, gerando CO 2 e H 2 O Moléculas orgânicas degradadas, gerando CO 2, H 2 O e outros compostos orgânico, principalmente gases como CH 4 e H 2 S 13

14 Lagoas de estabilização Lagoas de estabilização Camadas superiores: condições aeróbias Camadas inferiores: condições anaeróbias 14

15 Lagoas de estabilização Lagoa facultativa Processos puramente naturais Simples e de baixo custo Necessita de grandes áreas 15

16 Lagoas de estabilização Lagoa aerada facultativa Possui aeradores mecânicos Demanda menos tempo e menos área, mas consome energia É uma solução para lagoas saturadas e sem área disponível para expansão A agitação garante a obtenção do O 2, mas não mantém os sólidos em suspensão e as bactérias dispersas na água 16

17 Lagoas de estabilização Lagoa anaeróbia e lagoa facultativa Lagoas anaeróbias possuem maior profundidade e menor área superficial do que as facultativas 17

18 Lagoas de estabilização Lagoa aerada de mistura completa seguida de lagoa de decantação Garante a oxigenação, mantém sólidos em suspensão e as bactérias dispersas pela água A grande quantidade de sólidos suspensos é decantada Menor área requerida, mas apresenta maior consumo energético 18

19 Lagoas de estabilização Depois dessa segunda etapa, a água já está livre de cerca de 90% das impurezas É gerada grande quantidade de lodo, que deve ser tratado posteriormente 19

20 Etapa alternativa Lagoa de maturação Remoção de patógenos Condições adversas aos micro-organismos: radiação, ph, temperatura, falta de nutrientes e predação Obtém-se o lodo ativado 20

21 Processos por lodo ativado Não exige grandes áreas como para as lagoas Mas demanda alto grau de mecanização e elevado consumo energético Processo biológico no qual o esgoto e o lodo ativado são misturados, agitados e aerados, levando à decomposição da matéria orgânica por bactérias 21

22 Processos por lodo ativado Lodo ativado de fluxo contínuo O lodo permanece de 18 a 30 dias no reator Grande consumo de energia 22

23 Processos por lodo ativado Lodo ativado de fluxo intermitente Os processos principais ocorrem todos no reator Sequência no tempo e não em unidades distintas Etapas: enchimento, reação, sedimentação, esvaziamento e repouso 23