Química das Águas - parte 3b

Prof. Rafael Sousa

Departamento de Química – UFJF

www.ufjf.br/baccan

QUI 163 - QUÍMICA AMBIENTAL (2018/2)

- Purificação de águas poluídas

(Tratamento de esgoto)

- Entrega da Lista de exercícios

Águas naturais podem estar POLUÍDAS

Tratamentos químicos são necessários para assegurar a saúde dos consumidores

- Desinfecção microbiológica

(águas com parâmetros de potabilidade adequados)

- Tratamento em estação de tratamento de água

(descontaminação física, química e, também microbiológica)

Águas residuais também precisam de tratamento

- “Convencionais”:

Tratamento de esgoto

- Específicos (Processos Oxidativos Avançados – POAs):

Efluentes químicos

Recapitulando ...

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS (Tratamento de esgoto)

A necessidade (ou importância) do tratamento ? O esgoto, sem tratamento, provoca dois efeitos negativos na água em que é lançado : 1) Diminuição do O2 dissolvido 2) Aumento na emissão de CO2

{CH2O} + O2 (aq) CO2 (g) + H2O Possibilidades para tratamento decomposição da matéria orgânica antes do seu lançamento em corpos de água 1) Tratamentos aeróbios 2) Tratamentos anaeróbios 3) Tratamentos “mistos” (processo aeróbio combinado a um anaeróbio)

FALANDO SOBRE O ESGOTO...

O esgoto doméstico não tem apenas matéria orgânica Contém 99,9% de água e 0,1% de sólidos: Sólidos suspensos + Sólidos dissolvidos matéria orgânica nutrientes minerais - N e P (principalmente) organismos patogênicos - vírus, bactérias, protozoários e helmintos O esgoto deve ser tratado em local apropriado (Estações de Tratamento de Efluentes – ETEs) A água resultante pode ser: - reutilizada (processos industriais) ÁGUA DE REUSO - lançada nos rios ...

Coleta de Esgoto no Brasil (dados 2017)

Número de

municípios

http://tratabrasil.org.br/datafiles/estudos/ranking/2017/relatorio-completo.pdf,

acessado 10-04-18

Tratamento de Esgoto no Brasil

(dados 2017)

http://tratabrasil.org.br/datafiles/estudos/ranking/2017/relatorio-completo.pdf,

acessado 10-04-18

Número de

municípios

Coleta e Tratamento de esgoto no

Brasil

Cerca de 50% da população brasileira tem

acesso à coleta de esgoto

Cerca de 40% dos esgotos são tratados

Há ainda muito trabalho a ser feito!

7 http://tratabrasil.org.br/datafiles/estudos/ranking/2017/relatorio-completo.pdf,

acessado 10-04-18

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

O tratamento convencional envolve 3 etapas principais Tratamento preliminar - Remoção de sólidos grosseiros e areia Utilização de grades e “caixas” de sedimentação (Caixa de areia) Tratamento primário - Remoção de sólidos sedimentáveis, substâncias flutuantes e parte da matéria orgânica EM SUSPENSÃO Utilização de decantadores (tanques) no qual o sólido sedimentado é chamado de LODO PRIMÁRIO BRUTO Tratamento secundário - Remoção da MATÉRIA ORGÂNICA dissolvida e daquela ainda em suspensão Utilização de processos que empregam microorganismos

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário - secundário – Tratamento do lodo

ESGOTO

Latas

Papelão

Tecidos

...

Sedimentação

da

areia

TRATAMENTO

PRIMÁRIO

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

TRATAMENTO

PRELIMINAR

Decantador

Sólidos sedimentáveis

Matéria orgânica (suspensão)

TRATAMENTO

SECUNDÁRIO

Lodo primário

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

“Remoção”:

- da matéria orgânica dissolvida

- matéria orgânica ainda em suspensão

Diferentes processos:

- princípio é a decomposição aeróbia e/ou anaeróbia

- configuração da estação - volume e custo

TRATAMENTO

PRIMÁRIO Degradação biológica

LANÇAMENTO

EM RIOS

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Sistemas AERÓBIOS usados para o Tratamento secundário

Lagoas de estabilização – exemplos:

- Lagoas facultativas: decomposição natural, em contato com o

ar e a luminosidade ambientes

mais simples, pequenas comunidades

- Lagoas anaeróbias – lagoas facultativas

sistema de duas lagoas, eficiência superior

VARIAÇÕES ...

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário

Lagoas de estabilização – exemplos:

- Lagoas facultativas

- Lagoas anaeróbias – lagoas facultativas

VARIAÇÕES

- Lagoa aerada facultativa: processo aeróbio, catalisado pela

aeração

bastante eficiente, custos consideráveis

- Lagoa aerada de mistura completa – lagoa de decantação:

sistema que envolve processos de aeração e agitação

eficiente, rápido mas que exige uma lagoa de decantação

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Ilustração da Lagoa aerada facultativa

ESGOTO

As Lagoas de estabilização envolvem principalmente processos aeróbios

TRATAMENTO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário

Sistemas de Lodo ativado - Composição básica:

1) Reator (tanque de aeração)

Processo de degradação (anaeróbio)

2) Decantador

Lodo residual (composição básica: microorganismos)

3) Sistema de recirculação de lodo

Parte do lodo residual “alimenta” o reator ou tanque para

aumentar a concentração de microorganismos

Descrição do tratamento convencional Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário

Ilustração de um sistema convencional de Lodo ativado

ESGOTO

Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Sistemas aeróbios usados para o Tratamento secundário

Sistemas de Lodo ativado

Outros sistemas possíveis (variações):

Lodos ativados de aeração prolongada

- Não possuem o decantador primário mas levam mais

tempo para degradarem todo o material orgânico

Lodos ativados com fluxo intermitente

- Não possuem o decantador primário e nem o

secundário: todo o processo ocorre no mesmo“tanque”,

sequencialmente

- (Simplicidade) Leva-se mais tempo para tratar o efluente

Tratamento preliminar – primário – secundário - Tratamento do lodo

Sistemas anaeróbios usados para o Tratamento secundário Geralmente geram menos lodo (crescimento dos microorganismos) e têm uma

eficiência menor que a dos processos aeróbios

1) Digestores de lodo

2) Tanques sépticos Fossa séptica-filtro anaeróbio

(um dos sistemas de “alta carga”)

3) Lagoas anaeróbias

FOSSA

- Remove a maior parte

dos sólidos:

sedimentam, e “já” se

decompõem

- O “filtro” (fechado)

remove a MO residual

MO = Matéria orgânica

Dinâmica em Sala!

Trabalho em grupos

TRÊS grupos diferentes daqueles da

aula passada

Levantar DADOS sobre a coleta e

tratamento de esgoto em Juiz de Fora

TEMPO: 15 min para pesquisar e 5 min

para apresentar

19

Considerações finais

1) O TRATAMENTO DE EFLUENTES É IMPORTANTE PARA PRESERVAR AS CARACTERÍSTICAS NATURAIS DOS CORPOS

D´ÁGUA ONDE SÃO LANÇADOS

2) O LODO GERADO NOS DIFERENTES PROCESSOS DE TRATAMENTO, ASSIM COMO O LODO DE UMA ETA, PRECISA

SER ESTABILIZADO E PODE SER UTILIZADO COMO MATÉRIA-PRIMA NA AGRICULTURA

Referências Bibliográficas

1– BAIRD, C.,Química Ambiental, Bookman, 2002. 2– Pita, F. A. G. Armazenamento e tratamento de resíduos. Vol. II – Tratamento de Águas Residuais Domésticas, Universidade de Coimbra, 2002. 3- http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/aguas.pdf, acessado 13-11-12. 4- Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental. UFMG, 2011. 5- http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/esgotos.pdf, acessado 09-06-13.

http://www.engenho9.com.br/slide_show_categorias/demos-jquery/navegador_ets.html,

acessado 10-04-18