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CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS ENG.º JOSÉ EDUARDO W. DE A. CAVALCANTI.

CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

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CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS. ENG.º JOSÉ EDUARDO W. DE A. CAVALCANTI. PRODUÇÃO INSUSTENTÁVEL (PRODUÇÃO + SUJA). Água de uso Intensivo. Energia nem sempre “Limpa”. Produtos Químicos e Insumos Insustentáveis. Matérias Primas Inapropriadas. +. Produto Final. +. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CURSO:TRATAMENTO DE EFLUENTES

INDUSTRIAIS

ENG.º JOSÉ EDUARDO W. DE A. CAVALCANTI.

Page 2: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
Page 3: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

Produto Final

Produtos Químicos e Insumos Insustentáveis

Matérias PrimasInapropriadas

Resíduos, Emissões,Resíduos Tóxicos e muito energéticos

Mercado

PRODUÇÃO INSUSTENTÁVEL

(PRODUÇÃO + SUJA)

Tratamentos

Meio Ambiente

+ +

Inservíveis

Água de uso Intensivo

Energia nem sempre “Limpa”

Processo Industrial

Page 4: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

Produto Final

Reagentes e Insumos “Benignos”

Matérias PrimasApropriadas

Resíduos, Emissões e Efluentes menos tóxicos e menos energéticos

Mercado

PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL

(PRODUÇÃO + LIMPA)

Reúso

Pós-Consumo

(Logística Reversa)

+

Inservíveis

Água Otimizada Energia Limpa

Tratamento

+

Processo Industrial

Page 5: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

EFLUENTES LÍQUIDOSPOR QUE TRATÁ-LOS?

“Enforcement”

•Legislação•Opinião pública•Competitividade•Carência de água•Sustentabilidade

Page 6: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Antecedentes

• Ordenações do Reino

• Código de águas

• Usinas de açúcar

Page 7: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

• Antecedentes

• Década de 60

• Década de 70

• Década de 80

• Década de 90

• Anos 2000

Page 8: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Década de 60

• Estado de Guanabara

• Consórcio intermunicipal ABC

Page 9: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Década de 70

• Legislação autoritária• Criação da SEMA• Planasa• Conferência de Estocolmo

Page 10: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Década de 80

• Constituição federal• Criação do CONAMA• Política nacional do meio ambiente• Disciplina a ação civil pública• Licenciamento ambiental

Page 11: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Década de 90

• Criação da lei de crimes ambientais

• Rio 92

Page 12: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Anos 2000

• Convenção de Estocolmo

• Mudanças climáticas

• CONAMA357/05

• CONAMA 430/11

• Lei sobre resíduos sólidos

• Rio +20

Page 13: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTALRIO GRANDE DO SUL

NT SSMA 01/89 DE 16/03/89

• Estabelece critérios e padrões de emissão de efluentes líquidos

• Inclui dentre os padrões de lançamento:

Dureza O&G (mineral, vegetal e animal), DQO e SS

Page 14: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTALRIO GRANDE DO SUL

NT SSMA 01/89 DE 16/03/89

• DQO, DBO e SS tem padrões de lançamento definidos em função da vazão para fontes poluídas existentes e a serem implantadas

Page 15: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LEGISLAÇÃO AMBIENTALRIO GRANDE DO SUL

RESOLUÇÃO CONSEMA 128/2006

• Dispõe sobre a fixação de padrões de emissão de efluentes líquidos.

• Estabelece limites de lançamento para DQO, DBO e SS em função da vazão de lançamento.

• Ponto de lançamento deverá estar a montante do ponto de captação.

Page 16: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

GRAU DE TRATAMENTO

• Padrões de qualidade

• Padrões de lançamento

• Padrões de reuso

Page 17: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

GRAU DE TRATAMENTO

Padrões de lançamento

• Concentração

• Associado à matéria prima ou produção

Page 18: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

UNIDADES DE MEDIDAS

Turbidez NTU

Cor mgPt/L

pH 0-14

Sólidos Sedimentáveis mL/L

Outros Parâmetros g/L ou mg/L

Page 19: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

UNIDADES DE MEDIDAS

Transformações

1 kg/m³ = 1 g/L = 1 mg/mL

1 g/m³ = 1 mg/L

1 kg = 1000g ou 10³g

1 g = 1000 mg ou 103 mg

1 L = 1000 mL ou 103 mL

Page 20: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CONCENTRAÇÕES DE SOLUÇÕES

- É dada usualmente em termos de massa por volume.

M V

C =

Pode ser expressa em g/L, mg/L ou kg/m3

-Exemplo: Qual a concentração da solução em que se dissolvem 20 mg de sulfato de alumínio em 1 L de água?

Page 21: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CONCENTRAÇÕES DE SOLUÇÕES

- É dada usualmente em termos de massa por volume.

M V

C =

Pode ser expressa em g/L, mg/L ou kg/m3

-Exemplo: Qual a concentração da solução em que se dissolvem 20 mg de sulfato de alumínio em 1 L de água?-SOLUÇÃO: 20 mg

C=1 L

Page 22: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

• Temperatura

• Oxigênio dissolvido

• Sólidos

• Alcalinidade

• Dureza

Page 23: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS FÍSICASTEMPERATURA

●ONDE INFLUI?

- Reações químicas- Solubilidade do oxigênio - ▲reações ▼solubilidade- Atividades bacterianas

Page 24: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS FÍSICASOXIGÊNIO DISSOLVIDO

●DEPENDE DA:

- Temperatura- Altitude- Salinidade

A 20 º e ao nível do mar é igual a 9,07 mg/L

Page 25: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS FÍSICASSÓLIDOS TOTAIS

MINERAIS(FIXOS)(SSF)(RNFF)

SÓLIDOS TOTAIS (ST)RESÍDUOS TOTAIS (RT)

SÓLIDOS EM SUSPENSÃO (SST)RESÍDUOS NÃO FILTRÁVEIS (RNF)(INCLUEM SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS)

SÓLIDOS DISSOLVIDOS (SDT)RESÍDUOS FILTRÁVEIS (RF)(INCLUEM SÓLIDOS COLOIDAIS)

ORGÂNICOS(VOLÁTEIS)(SSV)(RNFV)

ORGÂNICOS(VOLÁTEIS)(SDV)(RFV)

MINERAIS(FIXOS)(SDF)(RFF)

Page 26: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

SÓLIDOS EM SUSPENSÃO (SEDIMENTOS, FLUTUANTES E DISPERSOS

Page 27: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

ANÁLISE DE SÓLIDOS

FILTRAÇÃO

Page 28: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

ANÁLISE DE SÓLIDOS

SECAGEM

Page 29: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

ANÁLISE DE SÓLIDOS

BALANÇA

Page 30: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

ANÁLISE DE SÓLIDOS

MUFLA

Page 31: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

ANÁLISE DE SÓLIDOS

BALANÇA

Page 32: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

• AlcalinidadeCapacidade de um sistema aquoso em

neutralizar uma solução ácidaResultado da presença de hidróxidos,

carbonatos e bicarbonatos

Page 33: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

• DurezaSomatória dos cátions multivalentes

principalmente cálcio e magnésio.Dureza carbonatada (dureza temporária)Dureza não carbonatada (dureza permanente)

Page 34: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

DUREZA

- Somatória dos cátions multivalentes da água

DT= Ca2++ Mg2++ Mn2++ Sr2++ Al3++ Fe2++ Fe3+

É dada em mg/L de CaCO3 ou mEq/L de CaCO3

Page 35: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

DUREZA

- Menor que 50 mg/L de CaCO3: água mole

- Entre 50 e 150 mg/L de CaCO3: água com dureza moderada

- Entre 150 e 300 mg/L de CaCO3: água dura

- Maior que 300 mg/L de CaCO3: água muito dura

Page 36: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

• Matéria orgânicaCarboidratosProteínasÓleos e graxas

Page 37: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICASMATÉRIA ORGÂNICA

CARBOIDRATOS

• Largamente distribuído na natureza• Inclui açúcares, amido, celulose e fibra de madeira• Contém CHO• C6 ou múltiplo H e O• Açúcar solúvel; amido insolúvel• Açúcar tende a se decompor• Amido + estáveis = açúcar por ação de MC ou H+ diluídos• Celulose é resistente, decompõe-se no solo.

Page 38: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICASMATÉRIA ORGÂNICA

PROTEÍNAS• Principal constituinte do organismo animal• 75%SS + 40%SD – derivado reino vegetal + animal + sintético

• C, H, O, N + P, Fe, S• Proteínas (40 a 60%) Carboidratos (25 a 50%) Gorduras Óleos (10%)• Uréia

• A quantidade varia desde pequenas porcentagens como tomates, até grandes como carnes e feijão

• Proteínas são complexas e instáveis, sujeitas a muitas formas de decomposição

• Algumas são solúveis e outras insolúveis• PM 20.000 a 20 x 106

• Proteína tem C, O e H e principalmente N (16%)• Uréia e proteína são fontes de N• Causam mal cheiro

Page 39: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICASMATÉRIA ORGÂNICA

ÓLEOS & GRAXAS

• Incluem: óleos, graxas, gorduras, ceras e outros.• Gorduras e óleos são compostos (ésteres) de álcool ou glicerol

(glicerina) com ácidos graxos. Ácidos atacam decompondo-os nestas substâncias.

• Óleos são os glicerídeos de ácidos graxos em estado líquido à temperatura ambiente.

• Óleo total = Óleo livre + Óleo emulsionado + Óleo solúvel• Composto de C, H, O em várias proporções.

Page 40: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICASTOC- CARBONO ORGÂNICO TOTAL

CONCEITO :

MEDE TODO O CARBONO ORGÂNICO EXPRESSO COMO CARBONO

Page 41: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICASDQO – DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO

- Mede a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a matéria orgânica (biodegradável ou não) e inorgânica.

Page 42: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICASDQO – DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO

• Caso de um despejo contendo 100mg/L de lactose e 10mg/L de fenol:As reações são as seguintes: CH2O + 1O2 CO2 + H2O C6H6O + 7O2 6CO2 + 3H2O

Cálculo estimativo da DQO:

• DQO = x 100 = 107mg/L (lactose)

• DQO = x 10 = 23,8mg/L (fenol)

• DQO TOTAL = 107mg/L + 23,8mg/L = 130,8mg/L

EXEMPLO DE CÁLCULO EMPÍRICO DE DQO

1 x 32

307 x 32

94

Page 43: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS

DBO5 – DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO

CONCEITO :

QUANTIDADE ESTIMADA DE OXIGÊNIO NECESSÁRIA PARA ESTABILIZAR A MATÉRIA ORGÂNICA BIODEGRADAVÉL.

OUDIFERENÇA DO OXIGÊNIO DISSOLVIDO MEDIDO NO 1º E NO 5º DIA

DBO5 = OD1 (mg/L) – OD5 (mg/L)

Page 44: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICASDBO – DEMANDA BIOQUÍMICA DE

OXIGÊNIO

EXEMPLO: Lançamento de 1 litro de um despejo com DBO = 300 mg/L

DBO = 300 mg/ LO.D da água de rio limpa = 3 mg/ L

Necessidade de água para satisfazer a demanda: 300 3

=~ 100 litros de água do rio

Page 45: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICASDBO – DEMANDA BIOQUÍMICA DE

OXIGÊNIO

VARIAVEIS QUE ESTÃO SUJEITAS AS ANÁLISES DE DBO:

• TEMPO DE INCUBAÇÃO• NITRIFICAÇÃO• ACLIMATIZAÇÃO DA SEMENTE• TOXICIDADE

Page 46: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS

DBO – DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGÊNIOToxicidade

• A DBO AUMENTA COM A DILUIÇÃO DA AMOSTRA.

Page 47: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

• Poluentes Prioritários

• POPs (Poluentes Orgânicos Persistentes)

• Compostos Orgânicos Endócrinos (EDCA)

Page 48: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

POLUENTES PRIORITÁRIOS

São 129 poluentes prioritários selecionados com base em carcinogenicidade, mutagenicidade, teratogenicidade e toxicidade aguda

Page 49: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

POLUENTES ORGÂNICOS PERSISTENTES (POPs)

POPs são substâncias resistentes à degradação por possuírem propriedades tóxicas. Bioacumulam-se sendo transportados tanto pela água como pelo ar, bem como pelas espécies migratórias que se acumulam em ecossistemas aquático e terrestres

Page 50: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

COMPOSTOS ORGÂNICOS ENDOCRINOS (EDCA)

São produtos orgânicos (naturais e sintéticos) e produtos inorgânicos persistentes.

Elevam os níveis de Vittelogenina (Bio indicador da feminilidade em peixes nos pontos a jusante das descargas em corpo receptor.

São hormônios esteróides comumente encontrados em esgotos sanitários tais como esterona e 17 ß Estradiol (Hormônios Naturais) e 17 £ ETHINYLESTRADIOL (Hormónio sintético, principal constituinte da pílula anticoncepcional)

Page 51: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

AMOSTRAGEM

• Planejamento

• Coleta e preservação

Page 52: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MEDIDORES DE VAZÃO

• VertedoresRetangularTriangular

• CalhasParshall

• Conduto livre• Medições indiretas

Page 53: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MEDIDORES DE VAZÃOVertedor Triangular

Q= KH

K = Função do ângulo de abertura do vertedor

A = 90°

Q = 1380 H (l/s)

2,5

2,5

Page 54: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MÉTODOS DE TRATAMENTO

• Tratamentos físicos

• Tratamento químicos

• Tratamento biológicos

Page 55: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MÉTODOS DE TRATAMENTO

Tratamentos físicos

• Separação de fases

• Transição de fases

• Transferências de fases

• Separação molecular

Page 56: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MÉTODOS DE TRATAMENTOTratamentos físicos

• Gradeamento/peneiramento• Sedimentação• Separação por gravidade diferencial• Flotação• Filtração• Aeração• “Stripping”• Adsorção• Eletrodiálise• Eletrodeionização

Page 57: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MÉTODOS DE TRATAMENTO

Tratamentos químicos

• Acerto de pH

• Precipitação química

• Óxido redução

• Troca iônica / Leito misto

• Processos oxidativos avançados

Page 58: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MÉTODOS DE TRATAMENTO

Tratamentos biológicosProcessos aeróbios

• Lodos ativados

• Lagoas aeradas

• Lagoas de estabilização

• Filtros biológicos

• Contadores biológicos rotativos

Page 59: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

MÉTODOS DE TRATAMENTO

Tratamentos biológicos

Processos anaeróbios

• Reatores anaeróbios

• Lagoas anaeróbias

Page 60: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

EQUALIZAÇÃO

• Fluxo total

• Fluxo extravasor

Page 61: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

Equalização do Fluxo Total de Vazão

Equalização do Fluxo Extravazado (“Overflow”)

TIPOS DE EQUALIZAÇÃO

Page 62: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

HIDRÓGRAFO

Page 63: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

TRATAMENTOS POR MÉTODOS FÍSICOS

• Separação de sólidos grosseiros

• Separação de óleo livre (API e PPI)

• Decantação

• Filtração

• Flotação de ar dissolvido (DAF)

Page 64: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

GRADES MECANIZADAS

Page 65: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PENEIRA ESTÁTICA

Page 66: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PENEIRA ROTATIVA

Page 67: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PROCESSOS DE CLARIFICAÇÃO

Para que o processo de clarificação se realize são necessárias quatro fases seqüenciais:

- Neutralização,

- Coagulação,

- Floculação,

- Sedimentação / Flotação

Page 68: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PROCESSOS DE CLARIFICAÇÃO NEUTRALIZAÇÃO

A neutralização consiste na eliminação das cargas eletrostáticas superficiais responsáveis pela repulsão entre as partículas carregadas eletricamente devido à adsorção de íons, principalmente hidroxilas, presentes na água.

Page 69: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
Page 70: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

PROCESSOS DE CLARIFICAÇÃO

COAGULAÇÃO

A coagulação é o processo de aglomeração de partículas em suspensão finamente divididas ou em estado coloidal, pela adição de um coagulante adequado. O mecanismo da coagulação consiste na formação de partículas floculantes (flocos) em um líquido pela ação de um coagulante químico que, em solução, fornece carga iônica oposta à das partículas coloidais.

Page 71: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

COAGULAÇÃOFases

- Formação das espécies hidrolisadas do sal quando disperso na água;

- Desestabilização das partículas coloidais e suspensas dispersas na água;

- Agregação destas partículas para a formação de floco.

Page 72: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

DECANTAÇÃO

Segundo FITCH, há quatro tipos de sedimentação dependendo das concentrações das partículas e sua tendência a se agregar:

• Suspensão diluída de partículas (CLASSE1)

• Suspensão diluída de partículas com alguma tendência em se agregar (CLASSE2)

• Atração de forças interparticulares (sedimentação em zona)

• Contato entre as partículas (compactação)

Page 73: CURSO: TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

ZONAS DE DECANTAÇÃO