Universidade Federal de Juiz de Fora Departamento de Química

Aula 5: Química das Águas Parte 3b

Purificação de águas: tratamento de esgotos

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Vinícius da Silva Carvalho

Na última aula...

Tratamento de água para abastecimento.

• Um breve histórico das ETA;

• Processos desse tratamento;

• Discutimos algumas reações químicas que predominam nas etapas desses processos;

• Influência atual de tecnologias para o consumo consciente;

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Curiosidades e algumas considerações

Tecnologia na agricultura:

Microirrigação Benefícios: • Economia de água; • Favorece o desenvolvimento e

produção das plantas; • Reduz o risco da salinidade para as

plantas; • Facilita a aplicação de fertilizantes

e outros produtos químicos; • Limita o desenvolvimento de

plantas daninhas ;

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• Questões importantes sobre a técnica de tratamento de água.

Pré-Cloração

Matéria orgânica.

Consequência disso será a formação de TRI-HALOMETANOS. (THM) Carcinogênico.

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Questões importantes sobre a técnica de tratamento de água.

E se sobrar MO? O que vocês esperam que vai ocorrer na etapa de desinfecção?

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Curiosidade em Las Vegas - ETA

Fornecem água para dois milhões de habitantes e 35 milhões de visitantes

É uma das cidades mais quentes e secas do mundo;

Contam apenas com um lago que está cada vez menor como única fonte de abastecimento de água.

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E agora? Quais são as medidas? Um plano regional e um apelo: As leis federais

limitam a quantidade de água que Las Vegas pode extrair do lago Mead e do rio Colorado a cada ano.

As empresas lideraram as mudanças: Apenas 3% da água da cidade é destinada aos grandes cassinos que impulsionam a economia do estado. Diferentemente de muitas cidades que oferecem aos consumidores um desconto pelo volume utilizado, Las Vegas cobra mais por litro dos usuários de grandes volumes. “Os resorts são, por sua própria natureza, usuários de grandes volumes, e isso os faz reciclar praticamente cada gota”,

Mais informações: http://impeller.xyleminc.com/pb/xylem-geral/2012/12/12/como-las-vegas-aprendeu-a-usar-a-agua/ 7

Motivação

Disponível em: http://g1.globo.com/natureza/noticia/2015/01/pais-desperdicou-37-da-agua-tratada-em-2013-diz-relatorio-do-governo.html

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Dados

Em Minas Gerais. • Rede de água- 86,97% • Coleta de esgoto-74,22% • Tratamento de esgoto- 32,76%

E no Brasil? 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.

Em Juiz de Fora, atualmente, a Cesama trata 10% do esgoto coletado na cidade. Em janeiro de 2009, esse índice era de apenas 1%. Nos últimos anos, a companhia tem investido intensamente na ampliação do sistema de coleta e tratamento dos efluentes na região norte de Juiz de Fora, que é atendida pelas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) de Barbosa Lage e Barreira do Triunfo.

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O esgoto

Os resíduos provenientes das residências formam os esgotos domésticos (contaminantes físicos, químicos ou biológicos);

Geração de Efluentes Domésticos Composição dos esgotos:

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Tipos de sistema de esgoto.

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Rede Esgoto – Ilustração SABESP

Características Físico-químicas do esgoto doméstico.

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Consequências para o meio ambiente.

I – Redução de Oxigênio

dissolvido na água.

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II- Aumento na emissão de CO2

{CH2O} + O2 (aq) → CO2 (g) + H2O

Derretimento das geleiras. Intensifica a chuva ácida.

A água resultante pode ser reutilizada para fins não nobres como: I. Usos industriais II. Irrigação agrícola III. Lançada nos rios

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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;

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A fase líquida envolve três etapas: • Tratamento Preliminar : O objetivo desta etapa é a

remoção de sólidos grosseiros e areia; • 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 Secundário: O objetivo desta etapa é a

remoção de matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão não removida no tratamento primário;

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Vamos nos situar melhor.

Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=f61JxBM8wrY OUTROS VÍDEOS: https://www.youtube.com/watch?v=OwTZCoRR0LI https://www.youtube.com/watch?v=m80HNCrBH70 https://www.youtube.com/watch?v=OakfLuar_lg

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Olhando detalhadamente para os tratamentos.

• Tratamento primário.

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• Tratamento secundário. Degradação biológica: processos aeróbicos e anaeróbicos.

• Aeróbios: Tem como princípio.

Matéria Orgânica + Bactérias H2O + CO2 + Mais Bactérias

• Anaeróbios: São gerados outros gases como metano (CH4) e gás sulfídrico (H2S).

Apresenta três fases constituintes.

Lagoas de estabilização;

Sistemas de Lodos Ativados;

Tratamento Anaeróbico;

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Lagoa de estabilização. Lagoa facultativa

A DBO solúvel e finamente particulada e estabilizada aerobiamente por bactérias dispersas no meio liquido, ao passo que a DBO suspensa tende a sedimentar, sendo estabilizada anaerobiamente por bactérias no fundo da lagoa. O O2 requerido pelas bactérias e fornecido pelas algas, através da fotossíntese.

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Lagoa de estabilização. Lagoa anaeróbia: Ocorre a mesma situação, porém, a ação de bactérias que não necessitam de oxigênio ganha uma fase precedente.

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Lagoa de estabilização. Lagoas de Estabilização: Lagoas aeradas facultativas: este sistema é predominantemente aeróbio, com dimensões reduzidas.

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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.

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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.

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

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Sistemas Anaeróbicos:

Reator anaeróbico de manta de lodo: neste sistema a biomassa cresce dispersa

no meio e não sobre um suporte.

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Fase sólida: O tratamento do Lodo. 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;

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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.

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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.

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Referências.

• 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

• http://www.cesan.com.br/wp-content/uploads/2013/08/APOSTILA_TRATAMENTO_ESGOTO.pdf

• http://bandeirantes.pr.gov.br/editais/Roteiro_ETE.pdf • http://site.sabesp.com.br/site/interna/Default.aspx?secaoId=49 • http://www.usp.br/qambiental/tratamentoAgua.html • http://iseibfacige.com.br/biblioteca/wp-

content/uploads/2013/05/manual_saneamento-sebrae.pdf • Artigo www.qnesc.com/tratandonossosesgostos • Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS 2013)

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