Introdução ao Tratamento e ao Pós-Introdução ao Tratamento e ao Pós-tratamento de Esgotostratamento de Esgotos

Sistema de Esgotamento Sanitário e PluvialSistema de Esgotamento Sanitário e Pluvial

Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMGDepartamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG

• Sistemas não mecanizados

• Sistemas de fácil operação e de baixo custo

• Sistemas com baixa produção de lodo

ALTERNATIVAS SIMPLIFICADAS PARA O ALTERNATIVAS SIMPLIFICADAS PARA O TRATAMENTO DE ESGOTOSTRATAMENTO DE ESGOTOS

Principais alternativasPrincipais alternativas• Sistemas anaeróbios (reatores de manta de lodo ou Sistemas anaeróbios (reatores de manta de lodo ou

reatores UASB)reatores UASB)

• Sistemas combinados (reator UASB + pós-Sistemas combinados (reator UASB + pós-tratamento)tratamento)

Sistemas Anaeróbios Sistemas Anaeróbios XX Sistemas Aeróbios Sistemas Aeróbios

ReatorReatorAnaeróbioAnaeróbioMatéria Matéria

OrgânicaOrgânica(100% DQO)(100% DQO) ReatorReator

AeróbioAeróbio

Lodo (5 a 15%)Lodo (5 a 15%)

Lodo (50 a 60%)Lodo (50 a 60%)

COCO22

(40 a 50%)(40 a 50%)

BiogásBiogás(70 a 90%)(70 a 90%)

EfluenteEfluente(10 a 30%)(10 a 30%)

Efluente (5 a 10%)Efluente (5 a 10%)

Aproveitamento Energético do Biogás?Aproveitamento Energético do Biogás?

Baixa Produção de Lodo! Reciclagem dos Biossólidos?Baixa Produção de Lodo! Reciclagem dos Biossólidos?

Atendimento à Legislação Ambiental?Atendimento à Legislação Ambiental?

Tecnologias Simplificadas: Sistemas AnaeróbiosTecnologias Simplificadas: Sistemas AnaeróbiosCaracterísticas dosCaracterísticas dos

Sistemas AnaeróbiosSistemas Anaeróbios

Não há fornecimento de Não há fornecimento de oxigênio (s/ aeração)oxigênio (s/ aeração)

Baixa produção de lodoBaixa produção de lodo

Lodo mais concentrado e Lodo mais concentrado e melhores características melhores características

de desidrataçãode desidratação

VantagensVantagens

Menor Custo de Operação e Manutenção:Menor Custo de Operação e Manutenção:• Pouca dependência de equipamentosPouca dependência de equipamentos• Menor consumo energéticoMenor consumo energético• Menos inconvenientes com manuseio,Menos inconvenientes com manuseio, acondicionamento e transporte de lodoacondicionamento e transporte de lodo

Menor Custo de Implantação:Menor Custo de Implantação:• Baixo requisito de áreaBaixo requisito de área• Pouca ou nenhuma demanda por equipamentosPouca ou nenhuma demanda por equipamentos p/ aeração ou desidrataçãop/ aeração ou desidratação

Maior Simplicidade Operacional:Maior Simplicidade Operacional:• Pouca dependência de operadores qualificadosPouca dependência de operadores qualificados• Fluxograma simplificado, havendo poucasFluxograma simplificado, havendo poucas unidades integrando a estação de tratamentounidades integrando a estação de tratamento

AplicabilidadeAplicabilidade

PequenasPequenasComunidadesComunidades

SistemasSistemasDescentralizadosDescentralizados

Grandes Centros Grandes Centros UrbanosUrbanos

Tecnologias Simplificadas: Sistemas AnaeróbiosTecnologias Simplificadas: Sistemas AnaeróbiosHá necessidade de Pós-Tratamento ?Há necessidade de Pós-Tratamento ?

Esgoto TratadoEsgoto Tratado(Efluente)(Efluente)

Eficiências Típicas p/ Eficiências Típicas p/ Remoção de PoluentesRemoção de Poluentes

Matéria OrgânicaMatéria Orgânica

350 mg DBO/L350 mg DBO/L

Esgoto BrutoEsgoto Bruto(Afluente)(Afluente)

NutrientesNutrientes

30 mg NH30 mg NH33/L/L

MicrorganismosMicrorganismos

101055 ~ 10 ~ 1088

CF /100mLCF /100mL

Legislação AmbientalLegislação Ambiental(Padrão de Lançamento)(Padrão de Lançamento)

Matéria OrgânicaMatéria Orgânica

4040~~160 mg DBO/L160 mg DBO/L40 a 85%40 a 85%

NutrientesNutrientes

30 mg NH30 mg NH33/L/LBaixa ou NulaBaixa ou Nula

60 mg DBO/L ou60 mg DBO/L ou

Eficiência Eficiência >> 60% 60%

5 mg NH5 mg NH33/L/L

Baixa (Baixa ( 1 log) 1 log)MicrorganismosMicrorganismos

101044 ~ 10 ~ 1077

CF /100mLCF /100mL

Não existeNão existe

Alternativas de Pós-Tratamento Contempladas no PROSAB Alternativas de Pós-Tratamento Contempladas no PROSAB 1- Pós-tratamento por aplicação no solo1- Pós-tratamento por aplicação no solo

Vala de filtração, Infiltração rápida, Irrigação subsuperficial, Escoamento superficial;Vala de filtração, Infiltração rápida, Irrigação subsuperficial, Escoamento superficial;

2- Pós-tratamento por lagoas2- Pós-tratamento por lagoasLagoa de polimento, Lagoa de alta taxa de produção de algas;Lagoa de polimento, Lagoa de alta taxa de produção de algas;

3- Pós-tratamento por sistemas com biofilme3- Pós-tratamento por sistemas com biofilmeBiofiltro aerado submerso, Reator aeróbio radial de leito fixo, Reator de leito granular Biofiltro aerado submerso, Reator aeróbio radial de leito fixo, Reator de leito granular expandido, Leito fluidizado aeróbio, Filtro biológico percolador, Filtro anaeróbio; expandido, Leito fluidizado aeróbio, Filtro biológico percolador, Filtro anaeróbio;

4- Pós-tratamento por sistemas de lodos ativados4- Pós-tratamento por sistemas de lodos ativadosSistema de lodos ativados convencional, Sistema de reatores sequenciais em batelada;Sistema de lodos ativados convencional, Sistema de reatores sequenciais em batelada;

5- Pós-tratamento por sistemas de flotação5- Pós-tratamento por sistemas de flotaçãoMicroaeração e flotação, Flotação por ar dissolvido;Microaeração e flotação, Flotação por ar dissolvido;

6- Pós-tratamento por sistemas de filtração6- Pós-tratamento por sistemas de filtraçãoFiltração ascendente em leito de pedregulho;Filtração ascendente em leito de pedregulho;

7- Pós-tratamento por sistemas de desinfecção7- Pós-tratamento por sistemas de desinfecçãoFotorreator de radiação UV;Fotorreator de radiação UV;

8- Desodorização do biogás em biofiltros8- Desodorização do biogás em biofiltrosBiofiltro de turfa;Biofiltro de turfa;

SISTEMAS COMBINADOS: SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Lagoas de PolimentoReator UASB + Lagoas de Polimento

SISTEMAS COMBINADOS: SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Lagoas de PolimentoReator UASB + Lagoas de Polimento

SISTEMAS COMBINADOS: SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Aplicação no SoloReator UASB + Aplicação no Solo

SISTEMAS COMBINADOS: SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Aplicação no SoloReator UASB + Aplicação no Solo

Características Típicas dos Principais Sistemas de Tratamento de Esgotos

Eficiência na remoção (%) Requisitos Sistema de tratamento Matéria

orgânica Patógenos

Área (m2/hab)

Potência (W/hab)

Custos (US$/hab)

Lagoas sem aeração 80 – 90 60 – 99,9 1,5 – 5,0 - 10 – 30 Disposição no solo 85 – 99 90 – 99 1 – 50 - 5 – 20 Sistemas anaeróbios 60 – 90 60 – 90 0,05 – 0,4 - 20 – 80 Lagoas com aeração 70 – 90 60 – 99 02 – 2,5 1 – 1,7 10 – 30 Reatores com biofilmes 80 – 95 60 – 90 0,05 – 0,7 0,2 – 3,0 40 – 120 Lodos ativados 85 – 98 60 –90 0,2 – 0,35 1,5 – 4,0 40 – 120

Fonte: Von Sperling (1996)

Ocorrências de microrganismos nos esgotos brutos e remoções esperadas no tratamento

Microrganismos Tratamento primário (%) Tratamento secundário (%) Coliformes totais < 10 90 a 99 Coliformes fecais 35 90 a 99 Shigella sp. 15 91 a 99 Salmonella sp. 15 96 a 99 Escherichia coli 15 90 a 99 Vírus < 10 76 a 99 Entamoeba histolytica 10 a 50 10 Ovos de helmintos 50 a 90 70 a 99

Fonte: Adaptado de USEPA (1986)

Microrganismo Contribuição per capita (org/hab.d)

Concentração (org/100 ml)

Coliformes totais 109 a 1012 106 a 109

Coliformes fecais 108 a 1011 105 a 108

Estreptococos fecais 108 a 109 105 a 106

Cistos de protozoários < 106 < 103

Ovos de helmintos < 106 < 103 Vírus 105 a 107 102 a 104

Fonte: Adaptado de VON SPERLING (1995) e ARCEIVALA (1981)

Sistemas de Desinfecção

• lagoas de maturação/polimento

• disposição no solo

• cloração

• ozonização

• radiação UV

• subprodutos corrosivos e tóxicos;• elevadas dosagens.

• escapa para a atmosfera;• oxidante mais forte.

• não há geração de subprodutos;• requer áreas pequenas.

• pequenas profundidades;• radiação solar, elevado pH.

Subprodutos Sólidos do Tratamento de Esgotos

areia

escuma

lodo secundári

o

lodo primário

material gradeado

Destinação Final dos Subprodutos Sólidos

areia

material

gradeado

escuma

aterro

Etapas do Tratamento do Lodo

adensamento: remoção de umidade

estabilização: remoção de matéria orgância

condicionamento: preparação para desidratação

desidratação: remoção de umidade

disposição final

Tratamento do Lodo

Lodo biológico

(secundário)

já estabilizado

• adensadores

• leitos de

secagem

• aplicação no solo

• aterramento

• lodo primário

• lodo secundário não estabilizado

ESTABILIZAÇÃO

Tratamento do Lodo

• desidratação mecânica

• leitos de secagem

• aplicação no solo

• aterramento

Estabilização do Lodo Digestores

Reuso do Lodo

lodo

higienização

reuso na agricultura

tratamento

Por que higienizar o lodo?

• Principais patógenos que colocam em risco a saúde humana e animal:

– Ovos de helmintos, bactérias e cistos de protozoários

• Fatores relacionados à sua disseminação:

– Ampla distribuição geográfica;

– Alta frequência de parasitismo na população mundial e tempo de sobrevivência no meio externo (ovos de Ascaris sp podem sobreviver até 7 anos no solo);

– Baixa dose infectante (ovo ou cisto é suficiente para contaminar o hospedeiro).

• Organismos patogênicos mais encontrados nas fezes humanas nos países tropicais:

– Helmintos intestinais

• 70 milhões de brasileiros apresentam doenças causadas por A. lumbricoides (Campos, 1988)

• 1 bilhão de pessoas infectadas por A. Lumbricoides em todo o mundo (WHO, 1984. citado por Neves, 2000)

• Uma fêmea de A. lumbricoides pode eliminar 200 mil ovos ou mais por dia

• Grande quantidade de ovos + condições sanitárias precárias + fatores ambientais = Disseminação da Ascaridíase.

Por que higienizar o lodo?

Higienização do Lodo

• caleação

• temperatura

• compostagem