NÍVEIS DE TRATAMENTO DE ESGOTO

Docente: Ricardo TeixeiraSetembro, 2010

INSTITUTO FEDERAL DE RONDÔNIACampus Colorado do Oeste

Concepção do Tratamento de

Efluentes

CONCEPÇÃO DO TRATAMENTOCONCEPÇÃO DO TRATAMENTO

Esgoto Sanitário Esgoto Tratado

Estação de Tratamento de Esgotos - ETEs

Esgoto domésticoInfiltração na Rede

Contribuições específicas•Padrões de Emissão•Padrões de qualidade

• Processos biológicosProcessos biológicos

biomassa suspensabiomassa suspensa

biomassa aderida biomassa aderida

• Tratamento de Esgotos – ETEsTratamento de Esgotos – ETEs

ETAPAS DO TRATAMENTOETAPAS DO TRATAMENTO

Esgoto Bruto

TRATAMENTO

PRELIMINAR

TRATAMENTO

PRIMÁRIO

TRATAMENTO

SECUNDÁRIO

TRATAMENTO

TERCIÁRIO

Esgoto Tratado

Objetivo: remoção física de sólidos grosseiros e areia

Unidades: caixas de areia, grades, peneiras,...

Objetivo: remoção física e bioquímica dos sólidos facilmente sedimentáveis

Unidades: fossas sépticas, reatores anaeróbios, decantadores primários,...

Objetivo: remoção bioquímica da matéria orgânica dos esgotos

Unidades: lodos ativados, biofiltros, reatores anaeróbios, lagoas

de estabilização,....

Objetivo: remoção de microorganismos patogênicos, remoção de nutrientesUnidades: reatores com UV, ozônio, precipitação dos fosfatos, ....

Procedimentos Iniciais:

• Definir os objetivos do tratamento;

• Estudo de Impacto Ambiental no corpo receptor;

•Definição do nível de tratamento do esgoto.

Tratamento de Esgoto

•Tratamento: remover as impurezas físicas, químicas , biológicas e organismos patogênicos do efluentes.

• Objetivos: adequação a uma qualidade desejada ou ao padrão de qualidade vigente.

Tratamento de Esgoto

Cálculo da Vazão média de esgotos

De maneira geral, a produção de esgotos corresponde aproximadamente ao consumo de água.

No entanto, a fração de esgotos que adentra a rede de coleta pode variar, devido ao fato de que parte da água consumida pode ser incorporada à rede pluvial (ex.: rego de jardins e parques).

Outros fatores de influência em um sistema separador absoluto são: a) a ocorrência de ligações clandestinas dos esgotos à rede pluvial, b) ligações indevidas dos esgotos à rede pluvial e c) infiltração.

A fração da água fornecida que adentra a rede de coleta na forma de esgoto é denominada coeficiente de retorno

(R: vazão de esgotos/vazão de água).

Os valores típicos de R variam de 60% a 100%, sendo que um valor usualmente adotado tem sido o de 80%

(R= 0,8). ABNT, NBR 9649

• Contribuição per capita de matéria orgânica– 45 a 55 g DBO/hab.dia– 90 a 110 g DQO/hab.dia

Caracterização Qualitativa dos Esgotos

• Conceito de carga orgânica

– CO (kg/d) = P (hab)x QPCDBO,DQO (g/habxd)

– CO (kg/d) = Q x Concentração (mg/L)

Variação da vazão. Vazões máxima e mínima

O consumo de água e a geração de esgotos em uma localidade variam ao longo do dia (variações horárias),ao longo da semana variações diárias) e ao longo do ano (variações sazonais).

A figura apresenta um hidrograma típico da vazão afluente a uma ETE, ao longo do dia.

Pode-se observar os dois picos principais: o pico do inicio da manhã (mais pronunciado) e o pico do inicio da noite (mais distribuído). A vazão média diária é aquela na qual as áreas acima e abaixo do valor médio se igualam.

A figura apresenta um hidrograma típico da vazão afluente a uma ETE, ao longo do dia.

Pode-se observar os dois picos principais: o pico do inicio da manhã (mais pronunciado) e o pico do inicio da noite (mais distribuído). A vazão média diária é aquela na qual as áreas acima e abaixo do valor médio se igualam.

Tem sido pratica correspondente a adoção dos seguintes coeficientes de variação da vazão média de água.

K1 = 1,2 (coeficiente do dia de maior consumo)K2 = 1,5 (coeficiente da hora de maior consumo)K3 = 0,5 (coeficiente da hora de menor consumo)

Assim, as vazões máxima e mínima de água podem ser dadas pelas fórmulas:

Qdmáx= Qdméd. K1. K2= 1,8 Qdméd

Q dmín = Q dméd . K3 = 0,5 Q dméd

Os coeficientes K1, K2 e K3 são generalizados, podendo não reproduzir

com fidelidade a variação de vazão na localidade em análise. Valores super ou

subdimensionais afetam diretamente o desempenho técnico e econômico da

estação em processo.

Caso haja condições de se efetuar medições de vazão, de forma a se compor o hidrograma cobrindo as variações sazonais, deve-se adotar os dados específicos obtidos para situação em estudo.

Caracterização do esgoto

Em termos práticos, usualmente não há necessidade de se caracterizar a matéria orgânica em termos de proteínas, gorduras, carboidratos etc.

Ademais, há uma grande dificuldade na determinação laboratorial dos diversos componentes da matéria orgânica nas águas residuárias, face à multiplicidade de formas e compostos em que a mesma pode se apresentar.

Neste sentido, podem ser adotados métodos diretos ou métodos indiretos para a determinação da matéria orgânica:

Métodos indiretos: medição do consumo de oxigênio

- Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)- Demanda Última de Oxigênio (DBOu)-Demanda Química de Oxigênio (DQO)

Métodos diretos: medição do carbono orgânico

- Carbono Orgânico Total (COT)

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

O principal efeito ecológico da poluição orgânica em um curso d'água é o decréscimo dos teores de oxigênio dissolvido.

Da mesma forma, no tratamento de esgotos por processos aeróbios, é fundamental o adequado fornecimento de oxigênio para que os microrganismos possam realizar os processos metabólicos conduzindo à estabilização da matéria orgânica.

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Assim, surgiu a idéia de se medir a "força" de poluição de um determinado despejo pelo consumo de oxigênio que ele traria, ou seja, uma quantificação indireta da potencialidade da geração de um impacto, e não a medição direta do impacto em si.

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Essa quantificação poderia ser obtida mesmo através de cálculos estequiométricos baseados nas reações de oxidação da matéria orgânica.

Assim, no caso do substrato ser, por exemplo, a glicose (C6H1206), poder-se-ia calcular, na equação da respiração, a quantidade de oxigênio requerida para oxidar a dada quantidade de glicose.

Tal se constitui no princípio da Demanda Teórica de Oxigênio(Dte O).

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Na prática, no entanto, um obstáculo se apresenta como de difícil transposição: o esgoto possui uma grande heterogeneidade na sua composição, e tentar estabelecer todos os seus constituintes para, a partir das reações químicas de cada um deles, calcular a demanda resultante de oxigênio, é totalmente destituído de praticidade.

Ademais, extrapolar os dados para outras condições não seriapossível. A solução encontrada foi a de se medir em laboratório o consumo de oxigênio que um volume padronizado de esgoto ou outro líquido exerce em um período de tempo pré-fixado.

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Foi, assim, introduzido o importante conceito da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO).

A DBO retrata a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonâcea.

É uma indicação indireta, portanto, do carbono orgânico biodegradável.

A estabilização completa demora, em termos práticos, vários dias (cerca de 20 dias ou mais para esgotos domésticos). Tal corresponde à Demanda Última de Oxigênio (DBOu).

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Entretanto, para evitar que o teste de laboratório fosse sujeito a uma grande demora, e para permitir a comparação de diversos resultados, foram efetuadas algumas padronizações:

-convencionou-se proceder à análise no 5° dia. Para esgotos domésticos típicos, esse consumo do quinto dia pode ser correlacionado com o consumo total final (DBOu);

- determinou-se que o teste fosse efetuado à temperatura de 20°C, já que temperaturas diferentes interferem no metabolismo bacteriano, alterando as relações entre a DBO de 5 dias e a DBO última. Tem-se, desta forma, a DBO padrão, expressa por DBO5

20 . Neste texto, sempre que se referir à DBO simplesmente, está se implicitamente referindo à DBO padrão.

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Simplificadamente, o teste da DBO pode ser entendido da seguinte maneira: no dia da coleta, determina-se a concentração de oxigênio dissolvido (OD) da amostra.

Cinco dias após, com a amostra mantida em um frasco fechado e incubada a 20°C, determina-se a nova concentração, já reduzida, devido ao consumo de oxigênio durante o período.

A diferença entre o teor de OD no dia zero e no dia 5 representa o oxigênio consumido para a oxidação da matéria orgânica, sendo, portanto, a DBO5.

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Outras metodologias