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ETA (Estação de Tratamento de Água) e ETE (Estação de Tratamento de Efluentes)

REDETEC Rede de Tecnologia do Rio de Janeiro

Lílian Guerreiro novembro 2007

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Sumário

2 ETA5
2.1 Contaminação da Água5
2.1.1 Os contaminantes da água podem ser:5
2.1.2 Formas de contaminação da água:6
2.2 Problemas mais comuns na água6
2.2.2 Gostos e cheiros estranhos6
2.2.3 Cor estranha6
2.2.4 Cheiro de ovo podre7
2.2.5 Gosto de ferrugem/gosto metálico7
2.2.6 Gosto e cheiro de cloro7
2.3 Monitoramento da qualidade das águas7
2.4 Significado dos parâmetros9
2.4.1 Oxigênio dissolvido (OD)9
2.4.2 Demanda Química de Oxigênio (DQO)9
2.4.6 Fosfato ( P04 )10
3 PRINCIPAIS DOENÇAS RELACIONADAS COM A ÁGUA11
3.1 Por ingestão de água contaminada11
3.2 Por contato com água contaminada11
3.3 Por meio de insetos que se desenvolvem na água12
4 SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUA12
5 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA - ETA13
5.1 Armazenamento ( ou reservação)13
5.2 Redes de distribuição14
6 TIPOS DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA14
6.1 Estação de Tratamento de Água Aberta ETA14
6.2 Estação de Tratamento de Água Pressurizada - ETA14
6.3.1 Captação15
6.4 Tratamento da água de captação superficial15
6.5 Tratamento da água de captação subterrânea16
6.6 Tratamento por filtração direta16
6.6.2 Filtração Direta Descendente16
6.6.3 Filtração Direta Ascendente ou Descendente Antecedida de Aeração17
6.6.4 Filtração Direta com Dupla Filtração17
6.6.5 Filtração Direta com Osmose Reversa17
6.7 Estação de Tratamento com Filtração Lenta17
6.8 Estação de Tratamento Modular17

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6.10 Desinfecção por ultravioleta17
6.10.1 Vantagens do Sistema Ultravioleta17
7 PRODUTOS QUÍMICOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO19
7.1.1 Sulfato de alumínio19
7.2.1 Cloro gasoso19
7.2.2 Hipoclorito de sódio20
7.3 Correção de pH21
7.3.1 Hidróxido de cálcio21
7.3.2 Hidróxido de sódio21
7.3.3 Carbonato de sódio21
7.4 Fluoretação2
7.5 Algicidas2
7.5.1 Sulfato de cobre22
7.6 Seqüestrantes para ferro, manganês e dureza22
7.7 Controle de Odor e Sabor22
7.8 Auxiliares de coagulação, floculação, decantação e filtração23
8 MONITORAMENTO DE QUALIDADE NA ETA23
9 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES - ETE23
10 ETAPAS DO TRATAMENTO24
10.1 Tratamento preliminar24
10.1.2 Desaeração24
10.2.1 Floculação25
10.3 Tratamento Secundário25
10.3.1 Tanque de Aeração25
10.3.2 Decantação Secundária e Retorno do Lodo25
10.4 Elevatória do Lodo Excedente - Descarte do Lodo26
10.4.1 Adensamento do Lodo26
10.4.3 Condicionamento Químico do Lodo27
10.4.4 Desidratação do lodo27
10.4.5 Secagem do lodo27
1 TIPOS DE TRATAMENTO28
1.1.1 Tratamento Biológico Aeróbio28
1.1.2 Tratamento biológico anaeróbio28
1.2 Tratamento de Efluentes por Processo de Lodo Ativado29
1.2.1 Tanque de aeração (reator biológico)29
1.2.2 Sistema de aeração29
1.2.3 Sistemas de aeração mecânica29
1.2.4 Sistemas de aeração por ar difuso30
1.2.5 Tanque de decantação (decantador secundário)30
1.3 Fossas sépticas30
1.3.1 De bem com a fossa séptica31

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12.1 Reuso indireto não planejado da água33
12.2 Reuso indireto planejado da água33
12.3 Reciclagem de água33
12.4 Classificação das águas de reuso33
12.4.1 Reuso potável direto33
12.4.2 Reuso potável indireto33
12.4.3 Reuso Não Potável34
13 MEDIDAS DE POLUIÇÃO34
14 CONTROLE DE ODORES34
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES35
REFERÊNCIAS35
1 LEGISLAÇÃO36

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Título ETA Estação de Tratamento de Água e ETE Estação de Tratamento de Efluentes

Assunto Gestão de redes de esgoto

Resumo

aplicações

Neste dossiê serão tratadas as etapas de do tratamento nas ETAs como floculação, decantação, filtração, tratamentos químicos utilizados no processo e na ETEs como: decantação 1º e 2º, aeração, retirada de sobrenadante, digesteres. Também serão abordados os tipos de ETAs e ETEs, equipamentos utilizados no processo e principais

Palavras chave

ETA; ETE; estação tratamento de água; estação de tratamento de efluente; captação; coagulação; floculação; decantação; filtração; desinfecção; ultravioleta; osmose reversa; lodo ativado

Conteúdo

1 INTRODUÇÃO

A água é o elemento fundamental da vida. Seus múltiplos usos são indispensáveis a um largo espectro das atividades humanas, onde se destacam, entre outros, o abastecimento público e industrial, a irrigação agrícola, a produção de energia elétrica e as atividades de lazer e recreação, bem como a preservação da vida aquática.

A crescente expansão demográfica e industrial observada nas últimas décadas trouxe como conseqüência o comprometimento das águas dos rios, lagos e reservatórios. A falta de recursos financeiros nos países em desenvolvimento tem agravado esse problema, pela impossibilidade da aplicação de medidas corretivas para reverter a situação.

As disponibilidades de água doce na natureza são limitadas pelo alto custo da sua obtenção nas formas menos convencionais, como é o caso da água do mar e das águas subterrâneas. Deve ser, portanto, da maior prioridade, a preservação, o controle e a utilização racional das águas doces superficiais.

A boa gestão da água deve ser objeto de um plano que contemple os múltiplos usos desse recurso, desenvolvendo e aperfeiçoando as técnicas de utilização, tratamento e recuperação de nossos mananciais.

A poluição das águas é gerada por: efluentes domésticos (poluentes orgânicos biodegradáveis, nutrientes e bactérias); efluentes industriais (poluentes orgânicos e inorgânicos, dependendo da atividade industrial); carga difusa urbana e agrícola (poluentes advindos da drenagem destas áreas: fertilizantes, defensivos agrícolas, fezes de animais e material em suspensão).

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Tabela 1: Parâmetros de qualidade de água

Parâmetros de Qualidade

Alumínio Fenóis Oxigênio Dissolvido (OD) Bário Ferro Total Ortofosfato Solúvel Cádmio Fósforo Total pH Chumbo Manganês Resíduo Não Filtrável Cloreto Mercúrio Resíduo Total Clorofila-a / Feofitina-a Microtox Surfactantes Cobre Níquel Temperatura da Água Coliformes Fecais Nitrogênio Amoniacal Temperatura do Ar Coloração da Água Nitrogênio Kjeldahl Total Teste de Toxicidade Crônica Condutividade Específica Nitrogênio Nitrato Turbidez Cromo Total Nitrogênio Nitrito Zinco

Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO 5,20)

Demanda Química de Oxigênio (DQO)

Fonte: Universidade da Água, [199?]

2 ETA

2.1 Contaminação da Água

A água é um poderoso solvente. Ela dissolve algumas porções de quase tudo com o que entra em contato. Na cidade a água é contaminada por esgoto, monóxido de carbono, poluição, produtos derivados de petróleo e bactérias. O cloro utilizado para proteger a água pode contaminá-la ao reagir com as substâncias orgânicas presentes na água, formando os nocivos trialometanos.

A agricultura contamina a água com fertilizantes, inseticidas, fungicidas, herbicidas e nitratos que são carregados pela chuva ou infiltrados no solo, contaminando os mananciais subterrâneos e os lençóis freáticos. A água subterrânea também é contaminada por todos estes poluentes que se infiltram no solo, atingindo os mananciais que abastecem os poços de água de diversos tipos. A água da chuva é contaminada pela poluição que se encontra no ar, podendo estar contaminada com partículas de arsínico, chumbo, outros poluentes e inclusive ser uma chuva ácida. A indústria contamina a água através do despejo nos rios e lagos de desinfetantes, detergentes, solventes, metais pesados, resíduos radioativos e derivados de petróleo.

2.1.1 Os contaminantes da água podem ser: . biológicos: a água é um excelente meio para o crescimento microbiano. . dissolvidos: fazendo parte de sua composição química.

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. em suspensão: fazendo parte da composição física: sedimentos, partículas, areia, barro, etc.

2.1.2 Formas de contaminação da água:

. Uso de fertilizantes, inseticidas, nitratos, herbicidas e fungicidas utilizados nas plantações e que se infiltram na terra, atingindo os mananciais subterrâneos; . Detergentes, desinfetantes, solventes e metais pesados que são descarregados no esgoto (e muitas vezes nos rios) pelas indústrias; . Lixo e detrito que são jogados nos rios e lagos; . Produtos derivados de petróleo que vazam e são arrastados pela água da chuva; . Restos de animais mortos; . Chuva ácida.

2.2 Problemas mais comuns na água 2.2.1 Turbidez

A turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la (e esta redução se dá por absorção e espalhamento, uma vez que as partículas que provocam turbidez nas águas são maiores que o comprimento de onda da luz branca), devido à presença de sólidos em suspensão, tais como partículas inorgânicas (areia, silte, argila) e de detritos orgânicos, algas e bactérias, plâncton em geral, etc. A erosão das margens dos rios em estações chuvosas é um exemplo de fenômeno que resulta em aumento da turbidez das águas e que exigem manobras operacionais, como alterações nas dosagens de coagulantes e auxiliares, nas estações de tratamento de águas. A erosão pode decorrer do mau uso do solo em que se impede a fixação da vegetação. Este exemplo, mostra também o caráter sistêmico da poluição, ocorrendo inter-relações ou transferência de problemas de um ambiente (água, ar ou solo) para outro.

Os esgotos sanitários e diversos efluentes industriais também provocam elevações na turbidez das águas. Um exemplo típico deste fato ocorre em conseqüência das atividades de mineração, onde os aumentos excessivos de turbidez têm provocado formação de grandes bancos de lodo em rios e alterações no ecossistema aquático.

Alta turbidez reduz a fotossíntese de vegetação enraizada submersa e algas. Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez, suprimir a produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas comunidades biológicas aquáticas. Além disso, afeta adversamente os usos doméstico, industrial e recreacional de uma água.

2.2.2 Gostos e cheiros estranhos

Gostos e cheiros indesejáveis, como de bolor, de terra ou de peixe, são causados pela presença de algas, húmus e outros detritos que naturalmente estão presentes nas fontes de água como rios e lagos.

2.2.3 Cor estranha

celulose (efluentes de indústrias de celulose e papel, da madeira, etc.)

A cor de uma amostra de água está associada ao grau de redução de intensidade que a luz sofre ao atravessá-la (e esta redução dá-se por absorção de parte da radiação eletromagnética), devido à presença de sólidos dissolvidos, principalmente material em estado coloidal orgânico e inorgânico. Dentre os colóides orgânicos pode-se mencionar os ácidos húmico e fúlvico, substâncias naturais resultantes da decomposição parcial de compostos orgânicos presentes em folhas, dentre outros substratos. Também os esgotos sanitários se caracterizam por apresentarem predominantemente matéria em estado coloidal, além de diversos efluentes industriais contendo taninos (efluentes de curtumes, por exemplo), anilinas (efluentes de indústrias têxteis, indústrias de pigmentos, etc.), lignina e

Há também compostos inorgânicos capazes de possuir as propriedades e provocar os efeitos de matéria em estado coloidal. Os principais são os óxidos de ferro e manganês, que são abundantes em diversos tipos de solo. Alguns outros metais presentes em efluentes industriais conferem-lhes cor mas, em geral, íons dissolvidos pouco ou quase nada

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 7 interferem na passagem da luz. O problema maior de coloração na água, em geral, é o estético já que causa um efeito repulsivo aos consumidores. A presença de ferro e cobre pode deixá-la amarronzada; além do aspecto visual, essa água pode manchar pias e sanitários. A água que causa manchas pretas possui partículas de manganís.

2.2.4 Cheiro de ovo podre

Este cheiro é causado pela presença de hidrogênio sulfídrico, produzido por bactérias que se encontram em poços profundos e fontes de águas estagnadas por longos períodos.

2.2.5 Gosto de ferrugem/gosto metálico

O excesso de ferro e de outros metais altera o sabor e aparência da água. O sabor da água pode apresentar-se metálico, mesmo que visualmente a coloração esteja normal, pois a coloração enferrujada só aparece depois de alguns minutos em contato com o ar.

2.2.6 Gosto e cheiro de cloro

O cloro é usado pelas estações de tratamento para desinfetar a água. Porém, a presença de cloro prejudica o sabor e o cheiro da água que vai ser utilizada para beber ou na culinária em geral.

2.3 Monitoramento da qualidade das águas

São determinados 3 parâmetros físicos, químicos e microbiológicos de qualidade da água em análise em laboratório. Desses 3 parâmetros, nove compõem o Índice da qualidade das águas (IQA). São eles:

. Oxigênio dissolvido (OD) . Demanda bioquímica de oxigênio (DQO) . Coliformes fecais . Temperatura da água . pH da água . Nitrogênio total . Fósforo total . Sólidos totais . Turbidez

Na interpretação destes parâmetros, devem ser levados em consideração fatores importantes:

. A qualidade das águas muda ao longo do ano; em função de fatores meteorológicos e da eventual sazonalidade de lançamentos poluidores e das vazões.

. A medida que o rio avança, a qualidade melhora por duas causas: a capacidade de autodepuração dos próprios rios e a diluição dos contaminantes pelo recebimento de melhor qualidade de seus afluentes. Esta recuperação , entretanto, atinge apenas os níveis de qualidade aceitável ou boa. É muito difícil a recuperação ser total.

2.3.1 Parâmetros Químicos

. Oxigênio Dissolvido (OD): é um dos parâmetros mais importantes para exame da qualidade da água, pois revela a possibilidade de manutenção de vida dos organismos aeróbios, como peixes, por exemplo. A escassez de OD pode levar ao desaparecimento dos peixes de um determinado corpo d'água, dado que esses organismos são extremamente sensíveis à diminuição do OD de seu meio. Pode também ocasionar mau cheiro;

. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO): é o parâmetro mais comumente utilizado para a medida do consumo de oxigênio na água. Representa a quantidade de oxigênio do meio que é consumido pelos peixes e outros organismos aeróbicos e que gasta de oxidação de matéria orgânica presente na água. É medida a 20º C;

. Sais minerais: são inúmeros os minerais possíveis de ocorrerem na água. O Nitrogênio e o Fósforo dependendo de quantidade são importantes porque são responsáveis pela

Copyright © Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas - SBRT - http://www.respostatecnica.org.br 8 alimentação de algas, vegetais superiores e outros organismos aquáticos . Em dosagens elevadas podem provocar sérios problemas sérios problemas, como proliferação excessiva de algas, causando o fenômeno conhecido como eutrofização (boa nutrição) de lagos e represas. Nesses casos a água tem mau cheiro, gosto desagradável e ocorre morte generalizada de peixes.

Alguns poços em zonas rurais acumulam nitratos provocando envenenamentos em quem consome suas águas. O consumo de água de poços deve ser feito após análise periódica de suas águas. Existem também minerais indesejáveis que podem ocorrer nas águas e sua concentração vai limitar o uso. Por exemplo: Alumínio, Arsínio, Bário, Berílio, Boro, Cádmio, Cobalto, Cobre, Cromo, Estanho, Lítio, Mercúrio, etc. São produtos nocivos os metais pesados, óleos e graxas, pesticidas e herbicidas.

2.3.2 Principais Parâmetros Biológicos

A quantidade de matéria orgânica presente nos corpos d 'água depende de uma série de fatores incluindo todos os organismos que aí vivem, os resíduos de plantas e animais carregados para as águas e também o lixo e os esgotos nela jogados. Se a quantidade de matéria orgânica é muito grande a poluição das águas é alta e uma série de processos irão ser alterados. Haverá muito alimento à disposição e conseqüentemente proliferação dos seres vivos. Vai haver maior consumo de oxigênio que ocasionará a diminuição de Oxigênio dissolvido provocando a mortalidade de peixes.

É difícil se restabelecer o equilíbrio se o processos poluidores não são controlados. Os principais componentes de matéria orgânica encontrados na água são proteínas, aminoácidos, carboidratos, gorduras, além de uréia, surfactantes e fenóis. Os microorganismos desempenham diversas funções de fundamental importância para a qualidade das águas. Participam das diversas transformações da matéria nos ciclos biogeoquímicos como o do N, P, S, Hg, C e da água. Outro aspecto de grande relevância em termos de qualidade biológica da água é a presença de agentes patogínicos e a transmissão de doenças.

A detecção dos agentes patogênicos, principalmente bactérias, protozoários e vírus, em uma amostra de água é extremamente difícil, em razão de suas baixas concentrações. Portanto, a determinação da potencialidade de um corpo d'água ser portador de agentes causadores de doenças pode ser feita de forma indireta, através dos organismos indicadores de contaminação fecal do grupo dos coliformes.

Os coliformes estão presentes em grandes quantidades nas fezes do ser humano e dos animais de sangue quente. A presença de coliformes na água não representa, por si só, um perigo à saúde, mas indica a possível presença de outros organismos causadores de problemas à saúde. Os principais indicadores de contaminação fecal são as concentrações de coliformes totais e coliformes fecais, expressa em número de organismos por 100 ml de água. De modo geral, nas águas para abastecimento o limite de Coliformes fecais legalmente tolerável não deve ultrapassar 4.0 coliformes fecais em 100 ml de água em 80% das amostras colhidas em qualquer período do ano.

As doenças parasitárias representam uma parcela significante de casos de morbidade e mortalidade e, a Giardia lamblia e Cryptosporidium parvum estão entre os protozoários capazes de causar diarréias graves tanto em indivíduos imunocompetentes quanto imunodeficientes. A partir da década de 80, a preocupação com estes protozoários aumentou principalmente em relação aos casos de criptosporidiose. Dentre os vários modos de transmissão destas duas protozooses, a veiculação hídrica tem sido considerada a mais importante, sendo implicada na ocorrência de mais de cem surtos de gastroenterite por Giardia e Cryptosporidium, de acordo com relatos nos Estados Unidos, Canadá e países da Europa nos últimos 25 anos.

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