EFLUENTES DOMÉSTICOS E INDUSTRIAIS Impactos sobre recursos hídricos Controle e Formas de...

EFLUENTES DOMÉSTICOS E INDUSTRIAISEFLUENTES DOMÉSTICOS E INDUSTRIAIS

Impactos sobre recursos hídricosImpactos sobre recursos hídricos

Controle e Formas de TratamentoControle e Formas de Tratamento

I-Caracterização dos I-Caracterização dos efluentesefluentes

I-1 Efluente doméstico

É toda água residuária gerada pelas atividades e necessidades humanas em uma residência e que fluem através da rede de esgoto. Podem igualmente serem lançadas diretamente no ambiente ou redirecionadas para estações de tratamento.

Características principaisCaracterísticas principais:

• altos teores de sólidos totais, • altos teores de nutrientes e matéria orgânica• altos números de bactérias do grupo coliformes • elevada DBO.

Toaletes

126 litros

Lavanderia e cozinha

56 litros

Banho e uso pessoal

84 litros

Água para beber e cozinhar

14 litros

Piscina

Lavagem quintal

irrigação

Lavagem de carro

45 %

30 %

20 %

5 %

Consumo no interior

da casa

280 litros

Consumo fora da casa

280 litros

I-2 Efluente Industrial

É toda água residuária gerada pelas atividades industriais e que fluem através da rede de esgoto. Podem igualmente serem lançadas diretamente no ambiente ou redirecionadas para estações de tratamento.

Características principaisCaracterísticas principais:

• compostos orgânicos• substâncias radioativas• ácidos• metais pesados

II-Impactos II-Impactos ambientaisambientais

As principais fontes de fontes de

poluiçãopoluição da água são os

efluentes domésticos e efluentes domésticos e

os industriaisos industriais

fontes de fontes de poluiçãopoluição

PontuaisPontuais: tubulações

emissárias de esgoto e galerias de águas pluviais

DifusasDifusas: águas de escoamento da superfície ou de

infiltração

POLUIÇÃO DA ÁGUAPOLUIÇÃO DA ÁGUA

RResulta na introdução de resíduos na mesma (matéria ou energia) de modo a torná-la prejudicial às formas de vida, ou impróprias para um determinado uso estabelecido para ela

1. Elevação da 1. Elevação da temperaturatemperatura

Conseqüências:

•aumento das reações químicas e biológicas

• redução do teor de oxigênio dissolvido

• diminuição da viscosidade da água

• aumento da ação tóxica de alguns compostos

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOSAQUÁTICOS

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

2. Sólidos dissolvidos 2. Sólidos dissolvidos totaistotais

Conseqüências:

•Assoreamento de ambientes aquáticos (enchentes)

• soterramento de ovos, invertebrados e peixes

• aumento da turbidez da água

a) Fundo de rio com baixa deposição de sedimento

b) O mesmo rio com alta deposição de sedimento

Muitos locais para pequenos peixes

Bactérias, protozoários e larvas de insetos ligados às rochas

Penetração de luz, fotossíntese de algas perifíticas

Argila em suspensão impede penetração da luz

Organismos ligados às rochas são arrastados pela areia e espalhados ao longo do fundoQuase todos

organismos eliminados

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

3. Matéria orgânica3. Matéria orgânica

Conseqüências:

• redução do oxigênio dissolvido (decomposição bacteriana aeróbia)

• maus odores (decomposição bacteriana anaeróbia)

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

4. Microrganismos 4. Microrganismos patogênicospatogênicos

Conseqüências:

• transmissão de doenças ao homem

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

5. Nutrientes5. Nutrientes

Conseqüências:

•eutrofização da água

eutrofização cultural OLIGOTRÓFICO

EUTRÓFICO

pobre em nutrientes

fitoplâncton limitado

águas claras

grande penetração da luz

vegetação aquática submersa florescente

ENTRADA DE NUTRIENTES

rico em nutrientes

fitoplâncton florescente

turbidez da água

vegetação aquática submersa inibida

rico em nutrientes

renovação rápida do fitoplâncton

acumulação de detritos de algas mortas

decompositores alimentando-se sobre detritos

depleção do oxigênio dissolvido

peixes, moluscos e crustáceos sufocando

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

6. Mudanças de pH6. Mudanças de pH

Conseqüências:

• efeitos sobre a flora e a fauna

• restrições de uso da água na agricultura

• aumento da toxicidez de certos compostos (amônia, metais pesados, gás sulfídrico)

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

7. Compostos tóxicos7. Compostos tóxicos

Conseqüências:

•danos à saúde humana

• danos aos animais aquáticos

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

8. Corantes8. Corantes

Conseqüências:

• cor na água

• redução da transparência da água diminuição da atividade fotossintética redução do oxigênio dissolvido prejuízos à vida aquática

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

9. Substâncias 9. Substâncias tensoativastensoativas

Conseqüências:

• redução da viscosidade

• redução da tensão superficial da água

• danos à fauna

• espumas

•toxidez

II.1 CONSEQÜÊNCIAS DA POLUIÇÃO EM AMBIENTES AQUÁTICOS

10. Substâncias radioativas10. Substâncias radioativas

Conseqüências:

•danos à saúde humana

• danos aos animais aquáticos

II.2 PRINCIPAIS II.2 PRINCIPAIS IMPACTOSIMPACTOS DO LANÇAMENTO DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUADE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA

Consumo de oxigênioConsumo de oxigênioMatéria orgânica

II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA

Demanda de oxigênioDemanda de oxigênio

DBODBO

Conseqüências do

lançamento de

carga orgânica em

um curso d’água

Curva de depressão de oxigênio

AUTODEPURAÇÃO DE UM CORPO D’ÁGUA

Curva de depressão

de oxigênio em

diversas condições

de autodepuração

II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA

EutrofizaçãoEutrofização

II.2 PRINCIPAIS IMPACTOS DO LANÇAMENTO DE EFLUENTES NOS CORPOS D’ÁGUA

Contaminação por microrganismosContaminação por microrganismos

Água como fonte de doenças

DoençaTipo de

organismoDoença

Tipo de organismo

Cólera Bactéria Poliomielite Vìrus

Disenteria Bactéria Disenteria amebiana

Protozoário

Enterite Bactéria Esquistossomose Verme

Febre tifóide Bactéria Ancilostomíase Verme

Hepatite infecciosa

Vírus Malária Protozoário

Criptosporidiose Protozoário Febre Amarela Vírus

Dengue Vírus

III-Controle da poluição da III-Controle da poluição da águaágua

PROGRAMA DE CONTROLE DE POLUIÇÃO DA ÁGUA

1. Diagnóstico da Situação Existente

2. Definição da Situação Desejável

3. Estabelecer e Desenvolver Medidas de Controle

4. Programas de Acompanhamento

5. Suporte Institucional Legal

** medidas de caráter corretivo ou preventivomedidas de caráter corretivo ou preventivo

1. Diagnóstico da Situação Existente

O diagnóstico deve compreender:

Dados Dados fisiográficos fisiográficos

da baciada bacia

Condições Condições hidráulicas hidráulicas do corpo do corpo d’águad’água

Diagnóstico Diagnóstico de qualidade de qualidade da água do da água do manancialmanancial

Áreas Áreas sujeitas à sujeitas à

erosãoerosão Caracterização Caracterização Sócio-econômicaSócio-econômica

Dados do Dados do meio meio

biológicobiológicoLevantamentoLevantamento

usos múltiplosusos múltiplos

Uso e Uso e ocupação do ocupação do

solosolo

Estudo das Estudo das condições do condições do

corpo d’água e corpo d’água e de sua bacia de sua bacia hidrográficahidrográfica

Identificação e Identificação e quantificação quantificação

das cargas das cargas poluidoraspoluidoras

FertilizantesFertilizantes

Água de Água de escoamento escoamento superficialsuperficial

Pesticidas Pesticidas

Dejetos de Dejetos de animaisanimais

Lixo Lixo (chorume)(chorume)

Efluentes Efluentes D & I D & I

Perfil Perfil sanitáriosanitário

**Fontes de Fontes de poluiçãopoluição

Efluentes Efluentes industriaisindustriais

Água Água escoamento escoamento superficialsuperficial Fezes de Fezes de

animaisanimais

Efluentes Efluentes domésticosdomésticos

** Avaliação Avaliação da carga da carga poluidorapoluidora

2. Definição da Situação Desejável

Qual é a situação desejável para um corpo d’águaQual é a situação desejável para um corpo d’água?

Dependerá dos usos a que o mesmo se Dependerá dos usos a que o mesmo se destinadestina

Portanto, os requisitos de qualidade serão

estabelecidos em função dos usos, o que exigirá, de

antemão, a definição dos usos e a classificação do corpo

d’água

As medidas adotadas visando garantir que sejam

observados os limites e condições estabelecidos para

uma dada classe, constitui-se no enquadramento

3. Estabelecer e Desenvolver Medidas de Controle (específicas para os efluentes)

d) Modificação no Processo Industrial

b) Reuso da Água

c) Afastamento das Fontes de Poluição

a) Implantação de Sistemas de Coleta e Tratamento de Esgoto

4. Programas de Acompanhamento

A Organização Mundial de Saúde (OMS) sugere três

tipos para acompanhamento da qualidade das águas

A) MONITORAMENTO

B) VIGILÂNCIA

C) ESTUDO ESPECIAL

5. Suporte Institucional Legal

- INSTITUTO BRASILEIRO DE MEIO AMBIENTE – IBAMA

- CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CONAMA

- POLÍTICA NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – LEI FEDERAL Nº 6.938/81

- ÓRGÃOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO E LEGISLAÇÃO ESTADUAIS

-Resolução Nº 6 (ANA) - “PROGRAMA NACIONAL DE DESPOLUIÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS” regulamenta:

- o pagamento pelo esgoto tratado e estimula a construção de - o pagamento pelo esgoto tratado e estimula a construção de ETEsETEs

- Introdução do conceito de “POLUIDOR-PAGADOR”

IV-Processos de tratamento de efluentes IV-Processos de tratamento de efluentes domésticos e industriaisdomésticos e industriais

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA

Os processos de tratamento se resumem em:

Método físico

Método biológico

Método químico

MÉTODO FÍSICOMÉTODO FÍSICO utiliza forças físicas:

* decantação (usa a força gravitacional)

* floculação (agrupamento das partículas por colisão)

* flotação (usa o arraste dos partículados por

pequenas partículas de ar formadas no volume do reator.

Outros métodos físicos incluem: * peneiramento * desintegração

* equalização * mistura * filtragem

Seqüência de utilização dos métodos físicosmétodos físicos numa planta

convencional de tratamento de efluentes

Seqüência de utilização dos métodos físicos numa planta convencional de tratamento de efluentes.

Fundamentos do tratamento biológicobiológico de efluentes

MÉTODO BIOLÓGICOMÉTODO BIOLÓGICO utiliza o metabolismo de

microrganismos

Processo em batelada

Processo contínuo

Necessidades dos microrganismos para o metabolismo

1. Fonte de energia: luz (fototróficos); reações de

oxi-redução (chemotróficos)

2. Carbono: para síntese celular

Compostos orgânicos = heterotrófico

Dióxido de carbono = autotrófico

3. Nutrientes (N, P, S, K, Ca, Mg)

Carbono + Nutrientes = SUBSTRATOSUBSTRATO

Os processos de tratamento biológico podem ser:

- aeróbios - anaeróbios - facultativos - anóxicos

LAGOASLAGOAS

-Facultativas* Facultativas*

-De maturaçãoDe maturação

-Lagoas anaeróbiasLagoas anaeróbias

-Lagoas aeradasLagoas aeradas

MÉTODO QUÍMICOMÉTODO QUÍMICO utiliza processos químicos

* COAGULAÇÃO = desestabilização das partículas coloidais (0,1 –

1 m)

Coagulação por neutralização da carga.

* PRECIPITAÇÃO QUÍMICA = alterar o equilíbrio iônico de um

composto metálico para produzir um precipitado insolúvel

A TÉCNICA É UTIL PARA REMOVER ÍONS METÁLICOS COMO OS DE

CÁLCIO E MAGNÉSIO; ÂNIONS FOSFATOS; METAIS PESADOS

* OXIDAÇÃO = objetivo é obter produtos finais ou intermediários

de mais fácil biodegradação, ou removíveis por adsorção

Os oxidantes químicos mais usados são: oxigênio; cloro;

permanganato de potássio; ozônio, peróxido de hidrogênio

OS POLUENTES DE POSSÍVEL REMOÇÃO SÃO: FERRO; MANGANÊS E

CIANETOS (altamente tóxicos); ORGÂNICOS (pesticidas)

* ADSORÇÃO COM CARVÃO ATIVADO = adsorção física de

compostos orgânicos solúveis na superfície do carvão

A TÉCNICA É UTIL PARA REMOVER SOLVENTES ORGÂNICOS;

COMPOSTOS DE ALTO PESO MOLECULAR; METAIS PESADOS

* TECNOLOGIA DE MEMBRANA = separação seletiva de diferentes

compostos - PROCESSOS: - Microfiltragem – Ultrafiltragem -

Nanofiltragem - Osmose reversa

Exemplos de diferentes combinações de

tratamento para diferentes efluentes industriais

FIRMENICH – Empresa de essências

- separador água/óleo – peneira – tanque de

equalização – sistema de dosagem química –

flotador – reator anaeróbio – nova correção

de pH – reator aeróbio com difusores de

micro bolha – decantação –e filtração O

lodo é enviado para um espessador – tanque

de acúmulo - filtro prensa - disposição no

ambiente

TRATAMENTO DE

EFLUENTES DE UMA

EMPRESA DE PINCÉIS E

DE ROLO PARA PINTURA

Diagrama

esquemático do

processo de

curtume do couro

Historicamente, os processos de tratamento de efluentes têm

sido direcionados para remoção de sólidos suspensos totais

(SST), matéria orgânica biodegradável (DBO) e remoção de

organismos patogênicos (presença de coliformes).

MÉTODOS MÉTODOS

ALTERNATIVOSALTERNATIVOS

MÉTODOS ALTERNATIVOSMÉTODOS ALTERNATIVOS

ELETRÓLISEELETRÓLISE = visando principalmente remoção de matéria orgânica= visando principalmente remoção de matéria orgânica

IRRADIÇÃO ULTRA-VIOLETAIRRADIÇÃO ULTRA-VIOLETA = visando principalmente desinfecção.= visando principalmente desinfecção.

Comprimentos de onda de 260 – 265 nm têm função germicida. Ação:

material genético dos microrganismos (ácido nuclêico)

FUNGOS FILAMENTOSOSFUNGOS FILAMENTOSOS = = Aspergillus niger, Aspergillus flavus e Aspergillus niger, Aspergillus flavus e DrechsleraDrechslera sp sp

OZÔNIOOZÔNIO = oxidação de microrganismos (desinfecção) e de = oxidação de microrganismos (desinfecção) e de

compostos como fenol, cianeto, metais pesados e orgânicoscompostos como fenol, cianeto, metais pesados e orgânicos

MÉTODOS ALTERNATIVOSMÉTODOS ALTERNATIVOS

PROCESSOS DE OXIDAÇÃO AVANÇADOSPROCESSOS DE OXIDAÇÃO AVANÇADOS = (iniciativa do IPEN e = (iniciativa do IPEN e

indústrias) – utiliza radiação ionizante proveniente de feixe de indústrias) – utiliza radiação ionizante proveniente de feixe de

elétrons de alta energia, gerados em aceleradores industriais. elétrons de alta energia, gerados em aceleradores industriais.

PROCESSO USADO PARA DEGRADAÇÃO QUÍMICA DE COMPOSTOS PROCESSO USADO PARA DEGRADAÇÃO QUÍMICA DE COMPOSTOS

ORGÂNICOS INDUSTRIAIS E DESINFECÇÃO DE ESGOTOS E LODOS ORGÂNICOS INDUSTRIAIS E DESINFECÇÃO DE ESGOTOS E LODOS

DOMÉSTICOSDOMÉSTICOS

Painel de

controle da

planta piloto de

tratamento de

efluentes com

acelerador

industrial de

elétrons

**********

Relação simbiótica entre algas e bactérias em lagoas facultativas

WETLANDS CONSTRUÍDAS

METAIS SÃO ELEMENTOS NATURAISMETAIS SÃO ELEMENTOS NATURAIS

Cromo e Níquel galvanização

Mercúrio fungicidas de tintas

Cádmio plásticos para estabilizar as cores

Chumbo gasolina para reforçar a octanagem;

pinturas industriais e marinhas como

preservante; baterias de carros.

FONTES DE POLUIÇÃO DA ÁGUA SUBTERRÂNEAFONTES DE POLUIÇÃO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

-INFILTRAÇÃO DE ESGOTO (FOSSAS)

-INFILTRAÇÃO DE ESGOTO (LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO)

-INFILTRAÇÃO DE ESGOTO (DO SOLO)

- PERCOLAÇÃO DO CHORUME (ATERROS)

- INJEÇÃO DE ESGOTO NO SUB-SOLO

VALORES DE DBO (5 dias, 20ºC) PARA EFLUENTES:VALORES DE DBO (5 dias, 20ºC) PARA EFLUENTES:

DOMÉSTICO 100 - 300 mg DBO/L

INDUSTRIAL

- Curtume 400 - 5.000

- Matadouro 800 - 5.000

- Laticínios 300 - 2.000

- Cervejaria 400 - 1.200

O esgoto de uma pessoa necessita de 54 mgOD/dia para

a decomposição da matéria orgânica

VALORES DE OD e DBO (5 dias, 20ºC) SEGUNDO VALORES DE OD e DBO (5 dias, 20ºC) SEGUNDO

CONAMA 20/86CONAMA 20/86

OD:

Classe Teor Minimo (mg/L)

Especial................................ não estabelecido

1..................................... 6

2..................................... 5

3..................................... 4

DBO5dias:

Classe Teor Máximo (mg/L)

Especial................................ não estabelecido

1..................................... 3

2..................................... 5

3..................................... 10

INDICADORES DE CONTAMINAÇÃO FECALINDICADORES DE CONTAMINAÇÃO FECAL

Principais grupos são:

-COLIFORMES TOTAIS (Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter

e Escherichia)

- COLIFORMES FECAIS (Escherichia coli)

- ESTREPTOCOCOS FECAIS

““Programas de Proteção de Programas de Proteção de

Recursos Hídricos não devem Recursos Hídricos não devem

considerar o corpo d’água considerar o corpo d’água

isoladamente”isoladamente”

- FOSSAS, SUMIDOUROS, VALAS DE INFILTRAÇÃO, LAGOAS DE

ESTABILIZAÇÃO - devem ficar a uma distância de, no mínimo,

1,50 m do nível máximo do lençol freático

- FOSSAS SECAS - devem distar, no mínimo, 15 metros de poços

e de mananciais superficiais

- SUMIDOUROS E VALAS DE INFILTRAÇÃO - devem ficar a, no

mínimo, 20 metros de poços e de outros mananciais

- ATERROS SANITÁRIOS, LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO - devem

ter distância satisfatória (no mínimo 500 metros) de poços e de

recursos hídricos superficiais

METABOLISMOMETABOLISMO

Processo bioquímico de oxidação-redução que garante Processo bioquímico de oxidação-redução que garante

energia para processos de síntese, movimento e energia para processos de síntese, movimento e

respiraçãorespiração

SÍNTESE:SÍNTESE:

Orgânicos + O2 + N + P Novas células + CO2 + H2O + Resíduo

solúvel não biodegradável

RESPIRAÇÃO:RESPIRAÇÃO:

Células + O2 CO2 + H2O + N + P + Energia + Resíduo celular

não biodegradável