Poluição Hídrica e Saúde Pública. Substâncias poluentes. Causas e tipos de poluição hídrica. Massas de água e parâmetros poluentes relevantes.

DISCIPLINA DE SANEAMENTO AULA 25 / SUMÁRIO AULA 25 INTRODUÇÃO À QUALIDADE DA ÁGUA Poluição Hídrica e Saúde Pública. Substâncias poluentes. Causas e tipos de poluição hídrica. Massas de água e parâmetros poluentes relevantes. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 1

QUALIDADE DA ÁGUA Poluição hídrica e saúde pública POLUIÇÃO: presença na água de substâncias que interferem, de forma relevante, na sua utilização. Estação de Tratamento de Água (ETA): Garantir água com qualidade para consumo humano. Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) Garantir efluentes tratados compatíveis com a capacidade do meio receptor e os usos pretendidos, a custos sustentáveis. Meio Receptor SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 2

QUALIDADE DA ÁGUA Poluição hídrica e saúde pública OBJECTIVO DE TRATAMENTO: Determinar os parâmetros ambientais que podem ser controlados e as acções que é necessário desenvolver para obter um objectivo específico de qualidade da água que permita manter um desejado uso da água. PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES DA ÁGUA: a) Abastecimento de água para consumo humano; b) Outros abastecimentos de água: industrial ou agrícola; c) Recreativo ou de lazer: Prática balnear (contacto directo ou indirecto); efeito estético; d) Pesca: Comercial ou desportiva e) Protecção dos Ecossistemas: Equilíbrio ecológico SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 3

QUALIDADE DA ÁGUA Perspectiva geral da intervenção no controlo da qualidade da água SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 4

QUALIDADE DA ÁGUA Poluição hídrica e saúde pública CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO HÍDRICA NA SAÚDE PÚBLICA: a) Doenças de origem hídrica Causadas por determinadas substâncias químicas, orgânicas ou inorgânicas, presentes na água em concentrações inadequadas. b) Doenças de transmissão hídrica; A água actua como veículo de agentes infecciosos. Os microrganismos patogénicos atingem a água através de excreta de pessoas ou animais, causando problemas principalmente no aparelho intestinal do homem. c) Doenças transmitidas por vectores relacionados com a água; Causadas por vectores cujo ciclo evolutivo está relacionado com a água (ex: malária, dengue, febre amarela, filariose). SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 5

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes CLASSES PRINCIPAIS DE POLUENTES: 1- Substâncias ou agentes infecciosos ou tóxicos. 2- Substâncias com carência de oxigénio. 3- Substâncias químicas orgânicas persistentes. 4- Nutrientes. 5- Substâncias químicas e minerais causadores de problemas específicos. 6- Matéria em suspensão. 7- Substâncias radioactivas. 8- Calor. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 6

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes - 1. Substâncias ou agentes infecciosos ou tóxicos. 1.1- Microrganismos patogénicos (bactérias, vírus, ) Origem: Águas Residuais Efeitos: Saúde Pública Bacterianas: febre tifóide, cólera, disenteria bacilar, febre paratifóide, febre tifóide, leptospirose. Não Bacterianas: amebíase, ascaridíase, hepatite infecciosa, poliomielite, giardíase, diarreias por vírus. (Problema típico de Países em vias de desenvolvimento, DE África, Ásia e América do Sul) 1.2- Substâncias tóxicas (Ex: arsénio, chumbo, zinco, mercúrio, cádmio, ) (problemas mais típicos de Países Industrializados) Origem: águas industriais Efeitos:. curto prazo (efeitos agudos) - eventualmente letais. longo prazo (efeitos crónicos) - bioacumulação SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 7

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes - 2. Substâncias com carência de oxigénio. Alguns Conceitos fundamentais: Oxigénio Dissolvido (OD) (mg/l de O 2 ) Os organismos vivos estão dependentes, em regra, do oxigénio para manter a actividade metabólica que produz energia para o crescimento e para a reprodução. A baixa solubilidade do oxigénio na água limita a capacidade de auto-depuração das águas naturais e torna necessário o tratamento das águas residuais antes da sua descarga nos meios receptores (linhas de água, lagos, naturais ou artificiais, e oceanos). Carência de Oxigénio (mg/l de O 2 ) Está relacionada com o metabolismo de utilização dos compostos orgânicos pelos organismos vivos (organismos heterotróficos). Resulta da transformação da matéria orgânica (compostos de carbono) em, entre outros compostos, CO 2 e H 2 O e é uma reacção catalisada por organismos heterotróficos que existem com abundância nas águas residuais. Substâncias orgânicas Organismos heterotróficos CO 2, H 2 O SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 8

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes - 2. Substâncias com carência de oxigénio. As substâncias orgânicas usam o carbono como fonte de alimento e de energia. Oxidação: - condições aeróbias (O 2 ) - condições anóxicas e anaeróbias (NO 3, SO 2-4, ) Águas Residuais Degradação da matéria orgânica (acção microbiológica) em CO 2, H 2 O AR OD (mg/l de O 2 ) CBO (mg/l de O 2 ) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 9

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes - 3. Compostos Orgânicos Persistentes. substâncias orgânicas sintéticas não biodegradáveis (certos detergentes, por exemplo). pesticidas. hidrocarbonetos (DDT). CONSEQUÊNCIAS DESTE TIPO DE POLUENTES: Tratam-se de produtos bioacumuláveis na cadeia alimentar; Consoante os seres vivos em causa podem-se encontrar concentrações nos tecidos muito superiores às que se observam no meio envolvente; Alguns são muito tóxicos para a fauna aquática e outros animais, mesmo em pequenas concentrações (ex: Dieldrin); SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 10

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes - 4. Nutrientes. Acumulação gradual de organismos, matéria orgânica e nutrientes (N e P) na massa da água. EUTROFIZAÇÃO A Eutrofização pode ser definida como o excessivo crescimento de espécies vegetais (produção primária) no meio aquático para concentrações em que se considera que afecta a utilização normal e desejável da água. por falta de controlo durante períodos longos, a entrada anormal de nutrientes acelera processos metabólicos e provoca o desequilíbrio; por crescimento descontrolado, especialmente de plantas verdes (autotróficos, clorofila a ). SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 11

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de Poluentes - 4. Nutrientes. Zonas de Controlo do N e do P Conceito de Nutriente crítico SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 12

QUALIDADE DA ÁGUA Eutrofização. As principais consequências que podem interferir com o uso pretendido da água são as seguintes: grandes variações de OD ao longo do dia, que podem resultar em níveis muito baixos nos períodos nocturnos (respiração) e elevados níveis nos períodos diurnos (fotossíntese) com o consequente desaparecimento de certas espécies de peixes (fauna aquática); o excesso de fitoplancton provoca o aumento da sedimentação de matéria orgânica no fundo de lagos e albufeiras com a consequente formação de sedimentos orgânicos que contribuem para a redução do OD para níveis muito baixos, no hipolimnio; diminuição da transparência da água; SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 13

QUALIDADE DA ÁGUA Eutrofização. Principais Consequências dificuldades nos processos de tratamento das águas para abastecimento público: sabor e odor desagradáveis; produção de algas filamentosas que obrigam a um maior nº de lavagem dos filtros; proliferação das plantas aquáticas que constituem um obstáculo à pratica da navegação em canais; degradação da qualidade da paisagem; Incómodo para a prática balnear; Algumas vezes, associados a processos de eutrofização, tem lugar a proliferação de algas tóxicas, que em zonas costeiras afectam bivalves. Sendo consumidos, dão origem a intoxicações graves que afectam o sistema nervoso central. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 14

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de poluentes 5. Substâncias químicas e minerais causadoras de problemas específicos Sulfatos e cloretos ex: corrosão de metais Fenol (água e cloro clorofenol odores e sabor na água) 6. Matérias em Suspensão Efeitos turvação redução da penetração da luz (eq. ecológico) redução do rearejamento carência de oxigénio (após depósito) (demanda bentónica) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 15

QUALIDADE DA ÁGUA Classes de poluentes 7. Substâncias radioactivas - Risco de acumulação nas cadeias alimentares - Risco em rios ou outros corpos de água que alimentam circuitos de refrigeração de centrais nucleares 8. Calor Ex: Descarga de centrais termoeléctricas ou certos efluentes industriais. Efeitos directos: - Redução de solubilidade do O 2 e aumento do consumo de oxigénio - Odores (intensificação) e aumento da taxa de mortalidade da fauna aquática SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 16

QUALIDADE DA ÁGUA Corpos de água e parâmetros relevantes de controlo a) Cursos de água Massas de água b) Lagos e albufeiras c) Sapais e águas de transição d) Águas costeiras Relatividade do conceito boa qualidade da água, relacionada com usos do meio receptor TIPO DE MEIO RECEPTOR Curso de Água Albufeira, Lago Águas de transição Águas costeiras Ex. de Parâmetros Relevantes SST, CBO 5, CQO SST, CBO 5, CQO, N e/ou P SST, CBO 5, CQO, N e/ou P SST, CF/CT SST- Sólidos Suspensos Totais; CBO 5 Carência Bioquímica de Oxigénio aos 5 dias; CQO Carência Química de Oxigénio; N Azoto total; P Fósforo total; CF/CT Coliformes Fecais/Coliformes Totais SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 17

DISCIPLINA DE SANEAMENTO AULA 26 / SUMÁRIO AULA 26 INTRODUÇÃO À QUALIDADE DA ÁGUA E TRATAMENTO Exemplos de Legislação no âmbito da Qualidade da Água e Tratamento. Introdução ao Tratamento de Águas para Abastecimento. Introdução ao Tratamento de Águas Residuais. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 18

QUALIDADE DA ÁGUA Exemplos de Legislação Qualidade da água Decreto-Lei nº 236/98. DR 176/98. SÉRIE I-A de 1998-08-01 Estabelece normas, critérios e objectivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em função dos seus principais usos. Revoga o Decreto-lei nº 74/90, de 7 de Março. Decreto-Lei nº 506/99. DR271/99 SÉRIE I-A de 1999-11-20 Fixa os objectivos de qualidade para determinadas substâncias perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista II do anexo XIX ao Decreto-lei nº 236/98, de 1 de Agosto. Decreto-Lei n.º 261/2003. DR 244 SÉRIE I-A de 2003-10-21 Altera o anexo ao Decreto-lei nº 506/99, de 20 de Novembro, que fixa os objectivos de qualidade para determinadas substâncias perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista II do anexo XIX. Decreto-Lei nº 194/2000. DR 192 SÉRIE I-A de 2000-08-21 Transpõe para a ordem jurídica interna a Directiva nº 96/61/GE, do Conselho, de 24 de Setembro, relativa à prevenção e controlo integrados da poluição. Portaria nº 462/2000 (2ª série} DR72 SÉRIE II de 2000-03-25 Aprova o Plano Nacional Orgânico para a melhoria das Origens Superficiais de Água Destinadas à Produção de Agua Potável. Decreto-Lei nº 261/2003. DR 244 SÉRIE I-A de 2003-10-21 Altera o anexo ao Decreto-lei nº 506/99, de 20 de Novembro, que fixa os objectivos de qualidade para determinadas substâncias perigosas incluídas nas famílias ou grupos de substâncias da lista TI do anexo XIX ao Decreto-lei nº236/98, de 1 de Agosto. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 19

QUALIDADE DA ÁGUA Exemplos de Legislação Poluição causada por nitratos de origem agrícola Decreto-Lei nº 235/97. DR203/97 SÉRIE I-A de 1997-09-03 Transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/676/CEE, do Conselho de 12 de Dezembro de 1991, relativa à protecção das águas contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola. Decreto-lei nº 68/99. Altera o Decreto-lei nº 235/97, de 3 de Setembro, que transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/676/CEE, do Conselho, de 12 de Dezembro, relativa à protecção das águas contra a poluição causada por nitratos de origem agrícola. Portaria nº 556/2003, Portaria nº 557/2003, Portaria nº 591/2003, Portaria nº 617/2003, Portaria nº 1100/2004, Portaria nº 833/2005, Portaria nº 1433/2006. Portarias que aprovam as zonas vulneráveis, os Programas de Acção para Zonas Vulneráveis e novos limites das zonas vulneráveis. Tratamento de águas de abastecimento e de águas residuais urbanas Decreto-Lei nº 152/97. DR 139/97 SÉRIE I-A de 1997-06-19 Transpõe para o direito interno a Directiva n.0 91/271/CEE., do Conselho, de 21 de Maio de 1991, relativamente ao tratamento de águas residuais urbanas. Decreto-Lei nº 348/98. DR 259/98 SÉRIE I-A de 1998-11-09 Altera o Decreto-Lei n.º 152/97, de 19 de Junho (transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/271/CEE, do Conselho, de 21 de Maio; relativo ao tratamento de águas residuais urbanas), transpondo para o direito interno a Directiva nº 98/15/CE, da Comissão, de 21 de Fevereiro. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 20

QUALIDADE DA ÁGUA Exemplos de Legislação Portaria nº 462/2000 (2ª série) DR72 SÉRIE II de 2000-03-25 Aprova o Plano Nacional Orgânico para a melhoria das Origens Superficiais de Água Destinadas à Produção de Agua Potável. Decreto-Lei nº 149/2004. DR 145 SERIE I-A de 2004-06-22 Altera o Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho, que transpõe para a ordem jurídica nacional a Directiva nº 91/271/CEE, do Conselho, de 21 de Maio, relativamente ao tratamento de águas residuais urbanas. Lei 58/2005, de 29 de Dezembro Aprova a Lei da Água, transpondo para a ordem jurídica nacional a Directiva nº 2000/60/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho de 23 de Outubro, e estabelecendo as bases e o quadro institucional para a gestão sustentável das águas. Decreto-Lei nº 306/2007, de 27 de Agosto Estabelece o regime da qualidade da água destinada ao consumo humano, revendo o Decreto-Lei nº 243/2001, de 5 de Setembro, que transpôs para a ordem jurídica interna a Directiva nº 98/83/CE, do Conselho, de 3 de Novembro (revoga o Decreto-Lei nº 243/2001 de 5 de Setembro). Decreto-Lei 198/2008, de 8 de Outubro Terceira alteração ao Decreto-Lei nº 152/97, de 19 de Junho, que transpõe para o direito interno a Directiva nº 91/271/CEE, do Conselho, de 21 de Maio, relativamente ao tratamento de águas residuais urbanas. Decreto-Lei nº 275/2009, de 25 de Junho Estabelece o regime jurídico da utilização agrícola das lamas de depuração e demais legislação complementar. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 21

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO A ETA trata da água que é proveniente das captações (superficiais ou subterrâneas) e permite obter água de boa qualidade para consumo humano e o seu fornecimento contínuo. Principais etapas do tratamento convencional: coagulação/floculação; decantação; filtração; desinfecção SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 22

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Coagulação/Floculação A coagulação tem por objectivo transformar as impurezas que se encontram em suspensão fina, em estado coloidal e algumas que se encontram dissolvidas, em partículas que possam ser removidas por decantação (sedimentação) e filtração. Floculação refere-se aos processos de tratamento de água que combinam ou coagulam partículas pequenas em partículas maiores, que se separam da água como um sedimento. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 23

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Decantação É um processo de separação de partículas em suspensão na água. Estas partículas, sendo mais pesadas que a água, tendem a depositar-se no fundo do decantador, clarificando a água e reduzindo, em grande percentagem, os sólidos suspensos. É um processo gravítico que remove as partículas floculadas da água. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 24

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Filtração A filtração consiste a passagem da água através de um meio poroso que retém a matéria que se encontra em suspensão. Nas instalações de filtração das estações de tratamento de água, o meio poroso costuma ser, geralmente, de areia, areia e antracite ou carvão activado granulado. Normalmente, utiliza-se para a remoção de materiais em suspensão e substâncias coloidais, e microrganismos presentes na água. A filtração resulta em clarificação da água e aumento da eficácia da desinfecção. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 25

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Desinfecção A água é frequentemente desinfectada antes de entrar no sistema de distribuição, para garantir que organismos patogénicos são destruídos ou inactivados. O cloro, as cloroaminas ou o dióxido de cloro são os desinfectantes mais usados, porque são muito eficazes, não só na estação de tratamento, mas também nas condutas que distribuem a água, uma vez que podem ser mantidas concentrações residuais para prevenir a contaminação biológica do sistema de distribuição. O ozono é um desinfectante poderoso, e a radiação ultravioleta é um desinfectante eficaz, para origens de água com reduzida concentração de SST, mas nenhum deles é eficaz no controlo de contaminação biológica nas condutas de distribuição. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 26

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO Outros Processos Complementares OUTROS TRATAMENTOS A ADOPTAR, QUANDO NECESSÁRIOS: Pré-oxidação - no início do processo de tratamento; - Utiliza-se Cloro ou o dióxido de cloro, normalmente, para eliminar matéria orgânica e amónia. - O Ozono pode ser usado para a eliminação de algas e outra matéria orgânica. - O Permanganato de potássio é adicionado, normalmente, à água para eliminar ferro e manganês. Adsorção por carvão activado Remoção de cor, cheiro e sabor indesejáveis; Permuta iónica - Usada para remover impurezas inorgânicas que não possam ser removidas adequadamente por filtração ou sedimentação. A permuta de iões pode ser usada para tratar águas duras ou para remover arsénio, crómio, fluoretos, nitratos, rádio e urânio. Remineralização - com cal e dióxido de carbono - é efectuada para reduzir a agressividade da água e, assim, não danificar as condutas. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 27

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO ETA de Castelo de Paiva (Qmáx = 30 000 m 3 /dia) Exemplos SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 28

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO ETA de Areias de Vilar (Barcelos) (Qmáx = 230 000 m 3 /dia; pop. = 900 000 hab.) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 29

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO ETA da Asseiceira (Qmáx = 625 000 m3/dia) Oficinas Edifício de exploração Edifício dos reagentes Mistura rápida Floculadores Saturadores de cal Filtros Espessadores Armazenamento de cloro e CO2 Desidratação de lamas SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 30

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Decreto-lei nº 152/97, de 19 de Junho Tratamento preliminar: O tratamento das águas residuais tendo em vista a remoção de sólidos grosseiros (gradagem), e/ou areias (desarenação) e/ou óleos e gorduras (desengorduramento). Tratamento primário: O tratamento das águas residuais urbanas por qualquer processo físico e ou químico que envolva a decantação das partículas sólidas em suspensão, ou por outro processo em que a CBO 5 das águas recebidas seja reduzida de, pelo menos, 20% antes da descarga e o total das partículas sólidas em suspensão das águas recebidas seja reduzido de, pelo menos, 50%. Tratamento secundário: O tratamento das águas residuais urbanas que envolve geralmente um tratamento biológico com decantação secundária ou outro processo que permita respeitar os valores constantes do Quadro 1. Tratamento apropriado: O tratamento das águas residuais urbanas por qualquer processo e ou por qualquer sistema de eliminação que, após a descarga, permita que as águas receptoras satisfaçam os objectivos de qualidade que se lhes aplicam. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 31

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Decreto-lei nº 152/97, de 19 de Junho Para Pop 2000 em zonas interiores (ou Pop 10000 para zonas costeiras): Tratamento Apropriado. Pop >2000 ep (ou >10000): Tratamento Secundário, como referência base. Quadro 1 Parâmetro CBO 5 CQO SST* Concentração ç (mg/l) e/ou 25 125 35 % de redução 70-90 75 90 *parâmetro facultativo ZONAS SENSÍVEIS (riscos de eutrofização ou de contaminação bacteriológica) (Pop >10000 ep) tratamento adicional (para redução den COD P ou CF/CT) Parâmetro P N Concentração (mg/l) % redução 2 (<100 000) 1 ( 100 000) 80 15 (<100 000) 10 ( 100 000) 70-80 SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 32

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Decreto-Lei nº 149/2004, de 22 de Junho SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 33

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplo de fraccionamento de Sólidos Totais em Águas Residuais: Sólidos totais 100% Sólidos em Suspensão 35% Sólidos não filtráveis 65% Sólidos Sólidos não Partículas Sólidos decantáveis decantáveis coloidais dissolvidos 60% 40% 10% 90% Fixos (não volatizam até 600ºC) Sólidos Voláteis (matéria orgânica, volatiliza a 600ºC) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 34

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS CBO 5 Carência Bioquímica de Oxigénio aos 5 dias, e a 20ºC. Corresponde ao consumo de oxigénio que tem lugar, por actividade biológica, em 5 dias e a 20ºC. É um indicador da quantidade de oxigénio necessária para estabilizar a matéria orgânica biodegradável. CBO 5 (particulado + dissolvido) gama usual em águas residuais domésticas, entre 200 e 500 mgo2/l. CQO Carência Química de Oxigénio. Corresponde ao consumo de oxigénio por oxidação química por reagentes com alto poder oxidante (dicromato de potássio), em 2 horas. Em águas residuais domésticas brutas a relação CBO 5 /CQO varia, em regra, entre 0,3 e 0,8. No efluente final a relação varia, em regra, entre 0,1 e 0,3. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 35

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Tipos de tratamento Tratamento físico ou físico-químico: Essencialmente, tratamento por decantação, com ou sem ajuda de reajentes, e filtração (do efluente final),. Tratamento biológico: A CBO solúvel é transformada em CBO particulada, ou seja, a matéria orgânica solúvel é sintetizada pelos microrganismos e transformada em biomassa, que posteriormente pode sedimentar e ser removida da solução. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 36

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Eficiências típicas de operação e processos Eficiência (%) Níveis de Tratamento Preliminar Operações/Processos/Sistemas SST CBO Gradagem (m) Desarenação ( 0,2 m) Tamisação (até 5 mm) Primário e Primário Avançado Decantação simples Ex: c/ precipitação Química (poliectrólitos, sulf. Alumínio) 60-70% 85% 30% 50% Saneamento [A25.5] SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 37

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Eficiências típicas de operação e processos Níveis de Tratamento Secundário Eficiência (%) Operações/Processos/Sistemas SST CBO Leitos percoladores (biomassa fixa) Lamas activadas (biomassa suspensa) Lagunagem/leitos de macrófitas 70-95% 70-95% Biofiltração/biodiscos SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 38

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Níveis de Tratamento Terciário Operações/Processos/Sistemas Cloragem/radiação ultra-violeta Precipitação química Nitrificação - desnitrificação. Permuta iónica Microtamisação Carvão activado Objectivos principais Desinfecção Remoção de P e SST Remoção de N Remoção de N Remoção adicional de SS e de CBO5, e CF Remoção de CQO e cor SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 39

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS DESIDRATAÇÃO E ESTABILIZAÇÃO DE LAMAS DE ETAR ESTABILIZAÇÃO A estabilização tem em vista, fundamentalmente, o controlo dos microrganismos patogénicos e de riscos de odores ofensivos. DESIDRATAÇÃO A desidratação tem em vista a redução do conteúdo em água. Leitos de secagem (em ETAR de pequena dimensão) Espessamento gravítico Desidratação mecânica (filtros banda, filtros prensa, ) Digestão aeróbia (estabilização biológica) Digestão anaeróbia (estabilização biológica) Estabilização química (Ex: com cal) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 40

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR Exemplos ETAR do Portinho da Costa, Almada (tratamento preliminar, primário avançado (físico-químico) e biofiltração) Lançamento no estuário por emissário submarino SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 41

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR Quinta da Bomba, Almada (tratamento preliminar, primário/decantação e filtração biológica) (em beneficiação para tratamento terciário) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 42

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR de Machico, Madeira (tratamento preliminar, primário avançado (físico-químico), biofiltração e desinfecção) Saneamento [A25.5] SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 43

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR Meia Serra, Lixiviados, Madeira (Lagoa arejada, físico-químico e osmose inversa) (aproveitamento para uso industrial) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 44

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR da Ericeira (tratamento preliminar, lamas activadas, desinfecção com UV e digestão anaeróbia de lamas). Descarga por emissário submarino no Oceano SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 45

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR de S. João da Talha (tratamento preliminar, tanque de homogeneização, tratamento físico-químico, tratamento biológico por lamas activadas; digestão anaeróbia de lamas). Descarga no Estuário do Tejo entrada da ETAR jusante do tratamento primário tanque de arejamento efluente final SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 46

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR de Fataca, Odemira (fossa séptica e leito de macrófitas) SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 47

INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS Exemplos de ETAR ETAR Sado, Beja (Lagunagem, leitos de macrófitas (2 ha) e desinfecção). Reutilização do efluente tratado para parque urbano. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 48

DISCIPLINA DE SANEAMENTO AULA 27 / SUMÁRIO AULA 27 AULA DE RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 49

PROBLEMAS PROBLEMA I (4,0 valores): distribuição de água Considere o sistema de distribuição de água representado na figura, onde o troço R-1 não apresenta consumo de percurso e os troços 1-2 e 2-4 apresentam consumo unitário de percurso de 0,02 l/(s.m). O troço 1-3 não apresenta consumo de percurso, existindo apenas um consumo localizado de 3,0 l/s no nó 3. Todos os nós encontram-se à cota 10 m. A rede poderá ser usada para combate a incêndio, sendo a zona de grau de risco 2. 1. Calcule os diâmetros de cada troço atendendo apenas ao critério de velocidade máxima; (1,5 val.) 2. Admita que, após a construção da rede projectada, foi necessário construir uma fábrica junto do nó 4, com um consumo localizado de 5 l/s, que não tinha sido previsto anteriormente. Nestas condições, determine o nível de água no reservatório por forma a garantir a pressão mínima no nó 4, considerando que existem edifícios de 2 pisos. Não é necessário proceder à verificação do critério de velocidades. Se não resolveu a alínea anterior admita todos os diâmetros iguais a 125 mm (1,5 val.) 3. O nível estabelecido na alínea anterior permite respeitar o critério das pressões máximas em cada nó? Justifique. Se não resolveu a alínea anterior admita que o reservatório se encontra à cota 60 m. (1,0 val.) Notas: Considere condutas de PEAD, com K S =110 m 1/3 s -1 e a seguinte gama de diâmetros nominais (DN): 63, 80, 90, 110, 125, 140, 160, 200, 250, 315, 400 e 500 mm. Admita que estes diâmetros correspondem aos diâmetros interiores. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 50

EXTRACTO DO DECRETO REGULAMENTAR Nº 23/95, DE 23 DE AGOSTO SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 51

PROBLEMAS PROBLEMA II (4,0 valores): drenagem de águas residuais Nestas condições: a)calcule o caudal de dimensionamento do troço Cx.2-Cx.3. O colector de águas residuais domésticas representado na figura, em PVC (K s =80 m 1/3 s -1 ), corresponde a um troço de rede que serve, a montante, 2 750 habitantes, aos quais corresponde um caudal de dimensionamento de 18,6 L/s. A este troço aflui, na caixa 2, um segundo trecho com a cota de coroa indicada no perfil longitudinal e que serve 250 habitantes. Admita que: a população e a capitação se mantêm constantes ao longo do horizonte de projecto; a capitação assume o valor de 200 L/(hab.dia); o factor de ponta é 60 fp =1,5 + Pop o caudal de infiltração é igual ao caudal médio de águas residuais; o factor de afluência à rede é de 0,80; a profundidade mínima de assentamento, ao extradorso dos colectores, é de 1,0 m; a gama de diâmetros nominais é a seguinte: 110, 140, 160, 180, 200, 250, 315, 400 e 500 mm (considerando que estes diâmetros correspondem a diâmetros interiores). b)dimensione os troços Cx.1-Cx.2 e Cx.2-Cx.3 em termos de diâmetro, inclinação e profundidades de assentamento, por forma a respeitar as disposições regulamentares e a minimizar movimentos de terras. c) Complete o perfil longitudinal do colector. SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 52

PROBLEMAS FORMULÁRIO E ELEMENTOS DE APOIO À RESOLUÇÃO DOS PROBLEMAS Q = K S R s 2 3 i 1 2 0,6 Q 1,6 0,4 n+ 1 = senθ n + 6,063 D θn θ K i SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 53

PROBLEMAS Método analítico Trecho População [hab eq] Q m 40 f p 40 Q inf 40 Q pt 40 D i mín h/d imín V real40 Q sc V sc Ano 0 Ano 40 p/ i mín p/ i mín [ - ] afl acu afl acu [l/s] [ - ] [l/s] [l/s] [mm] [m/m] [ - ] [m/s] [l/s] [m/s] 1-2 2 750 2 750 2 750 5.09 2.64 5.09 18.56 250 0.004 0.48 0.79 39.11 0.80 2-3 250 3 000 3 000 5.56 2.60 5.56 19.97 250 0.067 0.24 2.22 159.69 3.25 Método gráfico Grandeza Unidade Valor D m 0.25 Qsc m3/s 0.039 Q/Qsc - 0.47 h/d - 0.48 <0.5 ok V/Vsc - 0.98 Vsc m/s 0.80 >0.6 V m/s 0.78 <3 e >0.6 ok SANEAMENTO / FEVEREIRO DE 2012 54