Tratamento de Esgoto

Tratamento de Esgoto

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• função da sedimentabilidade: sólidos sedimentáveis, sólidos flutuantes ou flotáveis ou sólidos não sedimentáveis;

• função da secagem, a alta temperatura (550 a 600ºC): sólidos fixos ou sólidos voláteis;

• função da secagem em temperatura média (103 a 105ºC): sólidos totais, sólidos em suspensão ou sólidos dissolvidos.

Um dos parâmetros de grande utilização em sistemas de esgotos é a quantidade total de sólidos. Seu módulo é o somatório de todos os sólidos dissolvidos e dos não dissolvidos em um líquido. A sua determinação é normatizada, e consiste na determinação da matéria que permanece como resíduo após sofrer uma evaporação a 103ºC (VON SPERLING, 1996).

2.3.6. Temperatura

A temperatura influi diretamente na taxa de qualquer reação química, que aumenta com sua elevação, salvo os casos onde a alta temperatura produza alterações no catalisador ou nos reagentes.

Em se tratando de reações de natureza biológica, a velocidade de decomposição do esgoto aumenta de acordo com a temperatura, sendo a faixa ideal para atividade biológica contida entre 25 e 35ºC, sendo ainda 15ºC a temperatura abaixo da qual as bactérias formadoras do metano se torna inativo na digestão anaeróbia. Dentro dos tanques sépticos (fossas), por exemplo, ocorre a digestão anaeróbia (JORDÃO e PESSOA, 1995)

2.4. Características químicas dos esgotos

Segundo Jordão e Pessoa (1995) sugerem que a origem dos esgotos, estes podem ser classificados em dois grandes grupos: da matéria orgânica e da matéria inorgânica.

2.4.1. Matéria orgânica

Cerca de 70% dos sólidos no esgoto médio são de origem orgânica. Estes compostos são constituídos principalmente por proteínas, carboidratos, gordura e óleos, e em menor parte, por uréia, surfartantes, fenóis, pesticidas. Contudo ainda divide-se esta fração de material orgânico seguindo o critério de biodegradabilidade, classificando-os em inerte ou biodegradável (JORDÃO e PESSOA, 1995).

2.4.1.1. Proteínas

Liberam nitrogênio, carbono, hidrogênio, oxigênio e podem conter fósforo, enxofre e ferro. São geralmente de origem animal, mas ocorrem em vegetais também.

O enxofre fornecido pelas proteínas é responsável pela produção do gás sulfídrico presente nos despejos (SILVA, 2004).

2.4.1.2. Carboidratos

Segundo Silva (2004), contêm carbono, hidrogênio e oxigênio, e são as primeiras substâncias a serem atacadas pelas bactérias. Estão presentes principalmente nos açúcares, amido e celulose. A degradação bacteriana nos carboidratos produz ácidos orgânicos, que podem gerar aumento na acidez do esgoto.

2.4.1.3. Gorduras e óleos

Segundo a FUNASA (2004), também designados como matéria graxa, às gorduras e os óleos se encontram presentes nos despejos domésticos e sua origem, em geral, se dá pelo uso de manteiga, óleos vegetais, carnes, etc. Além disso, podem estar presentes nos despejos produtos não tão comuns, como querosene, óleos proveniente de garagens. São indesejáveis em um sistema de tratamento de esgotos, pois formam uma camada de escuma e podem vir a entupir os filtros, além de prejudicar a vida biológica.

2.4.2. Matéria Inorgânica

Silva (2004) afirmou que a matéria inorgânica existente nos esgotos é constituída, em geral, de areia e outras substâncias minerais dissolvidas, provenientes de águas de lavagens. Não é usual a remoção deste tipo de material, que pouco influenciará em um sistema de tratamento de esgotos pelo fato de ser um material inerte. Entretanto, deve-se estar atento às possibilidades de entupimento e saturação de filtros e tanques, quando há grande quantidade deste material.

2.5. Características biológicas dos esgotos

Destacam-se como características biológicas dos esgotos os microrganismos e os indicadores de poluição chamados de patogênicos.

2.5.1. Microrganismos

As bactérias, fungos, protozoários, vírus e algas são os microrganismos mais importantes no esgoto sanitário (NUVOLARI, 2003).

As algas apresentam grande variedade de formas e dimensões. No caso de lagos e lagoas, a reprodução de algas é estimulada com o lançamento de efluentes de estações de tratamento ricos em nutrientes (nitratos e fosfatos). Este lançamento é indesejável quando o seu crescimento é demasiado – também conhecido como floração – e deve ser restringido. O excessivo enriquecimento de nutrientes do corpo receptor seja ele um lago ou lagoa é denominado de eutrofização, que nada mais é do que a superprodução de algas em floração (SILVA, 2004).

Segundo Nuvolari (2003), as bactérias na sua grande maioria são unicelulares procariontes se reproduzem por divisão celular, possuem tamanho de 0,5 a 1 µm, são filamentosas e sua absorção de nutrientes se da pela membrana celular.

Segundo o último autor, os fungos sob certas condições aparecem, mas, são indesejáveis e a maioria é filamentosa. É estritamente aeróbio o que permite seu controle por anaerobiose temporária.

Ainda segundo aquele autor, os protozoários alimentam-se de bactérias dispersas. No decantador secundário e isto se torna uma vantagem, uma vez que bactérias dispersas (não aderentes ao floco biológico) não sedimentam e acabam saindo com o efluente tratado. A morte desses microrganismos pode ser um indicador da ocorrência de produtos tóxicos.

2.5.2. Patogênicos

Os microrganismos patogênicos aparecem no esgoto a partir das excretas de indivíduos doentes. A identificação dos mesmos na água é praticamente inviável devido a complexidade dos procedimentos de análise dos custos elevados e do longo tempo para se obter resultados, como descreveu Nuvolari (2003).

Para este autor as bactérias do grupo coliforme por estarem presentes em grande número no trato intestinal humano e de outros animais de sangue quente, sendo eliminados em grande número pelas fezes constituem o indicador de contaminação fecal mais utilizado em todo mundo.

Figura 04. Coliforme fecal presente na água.

2.6. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)

Também conhecida como BOD (Biochemical Oxygen Demand), a DBO é um dos parâmetros mais utilizados no que se refere ao tratamento de esgotos. Segundo Netto et al. (1977), a DBO mede a quantidade de matéria orgânica oxidável por ação de bactéria. Macintyre (1996) caracteriza a DBO como avidez de oxigênio para atender ao metabolismo das bactérias e a transformação da matéria orgânica. Na verdade, as duas definições, aparentemente um pouco distintas, significam a mesma coisa. A DBO é utilizada para indicar o grau de poluição de um esgoto, ou seja, um índice de concentração de matéria orgânica por uma unidade de volume de água residuária. A medição da DBO é padronizada, segundo

Jordão e Pessoa (1995) pelo “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater” que adota tempo de 5 dias e uma temperatura padrão de 20ºC. Vale ressaltar que a DBO5 não representa a demanda total de oxigênio, pois a demanda total ocorre em período muito superior (SILVA, 2004).

Netto et al. (1977) acredita que a DBOtotal é igual a 1,46 x DBO5 a 20ºC. A DBO5 a 20ºC, chamada simplificadamente em alguns casos de DBO, varia no esgoto doméstico bruto, segundo Jordão e Pessôa (1995) e Macintyre (1996), entre 100 e 300 mg/l. Já Netto et al., (1977) afirma que, para esgoto sanitário, a média atinge 300 mgO2/litro.

A DBO ocorre em dois estágios: primeiramente a matéria carbonácea é oxidada, e em seguida ocorre uma nitrificação. A DBO de 5 dias trabalha na faixa carbonácea (JORDÃO, PESSÔA, 1995). A temperatura é fator relevante na determinação da duração de cada faixa. A duração tende a diminuir com o aumento da temperatura.

A DBO é a quantidade de oxigênio dissolvido, necessária aos microorganismos, na estabilização da matéria orgânica em decomposição, sob condições aeróbias. Num efluente, quanto maior a quantidade de matéria orgânica biodegradável maior é este índice. No teste de medição, a amostra deve ficar incubada a 20oC, durante cinco dias. Na Inglaterra, a metodologia aplicada, 20oC seria a temperatura média dos rios ingleses e 5 dias o tempo médio que a maioria dos rios ingleses levariam para ir desde a nascente até o mar. As correções para DBO total também chamada de DBO última, e para outras temperaturas podem ser estimadas da seguinte maneira (NUVOLARI, 2003):

• DBO (5 dias) = 0,68 DBO (última) – para esgoto doméstico;

• DBO (temp) = DBO (20oC) x K (temp – 20C)

Onde: K = 1,047 – para esgoto doméstico DBO (temp) = DBO a uma temperatura qualquer.

Segundo Von Sperling (1996), a DBO média de um esgoto doméstico é de 300 mg/L e a carga per capita, que representa a contribuição de cada indivíduo por unidade de tempo é de 54 g/hab.dia de DBO.

2.7. Demanda Química de Oxigênio (DQO)

Também conhecida como COD (Chemical Oxygen Demand), a Demanda Química de

Oxigênio mede a quantidade de oxigênio necessária para oxidação da parte orgânica de uma amostra que seja oxidável pelo permanganato ou dicromato de potássio em solução ácida. A medição da DQO é padronizada “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater” (NETTO, 1977).

De acordo com Silva (2004) a DQO leva em consideração qualquer fonte que necessite de oxigênio, seja esta mineral ou orgânica. Já a DBO considera somente a demanda da parte orgânica. Quando se trata de esgotos domésticos, a consideração pertinente fica ao redor da DBO, pois os esgotos domésticos possuem poucos sais minerais solúveis.

A rapidez das respostas de DQO também pode ser citada como uma grande vantagem com relação à DBO. Alguns aparelhos, segundo Jordão e Pessôa (1995), conseguem realizar esta determinação em cerca de 2 minutos. O método do dicromato leva duas horas para determinar a DQO do material.

A DQO visa medir o consumo de oxigênio que ocorre durante a oxidação química de compostos orgânicos presentes numa água. Os valores obtidos é uma medida indireta do teor de matéria orgânica presente (NUVOLARI, 2003).

A principal diferença com relação ao teste da DBO e DQO, naquele teste relaciona-se a uma oxidação bioquímica da matéria orgânica, realizada inteiramente por microorganismos, enquanto que a DQO corresponde a uma oxidação química da matéria orgânica, obtida através de um forte oxidante (dicromato de potássio) em meio ácido, esclarece (VON SPERLING, 1996).

Von Sperling (1996) descreve as principais vantagens do teste de DQO: • O tempo gasto de apenas 2 a 3 horas;

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