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
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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