Tratamento de Esgoto

Tratamento de Esgoto

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• O resultado dá uma indicação do oxigênio requerido para a estabilização da matéria orgânica.

Segundo o mesmo autor, para esgotos domésticos brutos, a relação DQO/DBO varia em torno de 1,7 a 2,4. À medida que o esgoto passa pelas diversas unidades de tratamento de esgoto, a relação vai aumentando, chegando ao efluente final do tratamento biológico com valor DQO/DBO superior a 3,0.

Como desvantagens, podem-se apresentar a falta de especificação da velocidade com que a bio-oxidação possa ocorrer (SILVA, 2004).

2.8. Demanda Total de Oxigênio (DTO)

Também conhecida como TOD (Total Oxygen Demand), a Demanda Total de

Oxigênio consiste em uma determinação instrumental capaz de não ser afetada por certos poluentes que interferem mesmo no teste da DQO (por exemplo, amônia e benzeno), sendo o teste realizado em três minutos (JORDÃO e PESSOA, 1995).

As nomenclaturas aqui apresentadas devem ser utilizadas com cautela, pois alguns autores utilizam a mesma sigla com significados diferentes. É o caso de Silva e Mara (1979), que em seu livro caracteriza a DTO como Demanda Teórica de Oxigênio. Neste trabalho, a Demanda Teórica de Oxigênio foi tratada como DTeO, para diferenciá-la da Demanda Total de Oxigênio.

2.9. Demanda Teórica de Oxigênio (DTeO)

Também conhecida como TEOD (Theoretical Oxygen Demand), a Demanda Teórica de Oxigênio é a quantidade teórica de oxigênio necessária para oxidação completa da parte orgânica de uma amostra, produzindo gás carbônico - CO2 - e gás sulfídrico - H2S. Como exemplo, pode-se citar uma simples reação de oxidação da glucose, segundo Silva (2004) (Equação 01).

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O Equação 01

A equação balanceada mostra que são necessárias 192 unidades de massa de 6O2 para oxidar 180 unidades de massa de C6H12O6. Obtendo-se a massa do composto orgânico, podese encontrar a quantidade necessária de oxigênio para oxidação completa do material. Contudo, a complexidade dos compostos existentes nos esgotos inviabiliza este processo teórico (SILVA, 2004).

2.10. pH

pH = -log [H+]Equação 02

Fator determinante no sucesso de alguns sistemas de tratamento de esgotos, a existência do pH deve ser considerada. Pode-se chegar ao seu valor utilizando a Equação 02 (SILVA, 2004).

Onde: pH: É uma sigla internacional inglesa; Log: Logaritmo na base 10; [H+]: É a concentração do íon hidrogênio;

2.1. Composição típica dos esgotos

Os autores Silva e Mara (1979) afirmaram que a matéria sólida representa apenas 0,1% dos esgotos sanitários, sendo que a água é responsável pelos 9,9% restantes. A contribuição

“percapita” diária de DBO5 no Brasil pode ser de até 50g. A Tabela 01 apresenta as concentrações em termos de DBO5 e DQO.

Tabela 01. Concentração em termos de DBO5 e DQO (SILVA e MARA, 1979).

Concentração Fraca Média Grande Muito Grande

DBO5 (mg/l) 200 350 500 750

DQO (mg/l) 400 700 1000 1500

Tanto Gonçalves e Souza (1997), como Jordão e Pessoa (1995), afirmaram que a matéria sólida representa apenas 0,08% dos esgotos sanitários, sendo que a água é responsável pelos 9,92% restantes. A diferença da composição em relação à proposta por Silva e Mara, (1979) – 9,9% e 0,1% - não é significativa. A Tabela 02 contém a composição típica que Gonçalves e Souza (1997) consideraram ser aplicável a esgotos sanitários.

Tabela 02. Composição típica de esgotos sanitários (GONÇALVES e SOUZA, 1997).

Concentrações (em mg/L, onde não indicados) CONSTITUINTES

1.1.1 Fixos 525 300 145
1.1.2 Voláteis 325 200 105
1.2.1 Fixos 75 5 20
1.2.2 Voláteis 275 165 80
6.1 Orgânico 35 15 8
6.2 Amônia livre 50 25 12
6.3 Nitritos 0 0 0
6.4 Nitratos 0 0 0
7.1 Orgânico 5 3 1
7.2 Inorgânicos 10 5 3

Forte Médio Fraco 1 Sólidos Totais 1200 720 350 1.1 Dissolvidos totais 850 500 250 1.2 Suspensos totais 350 220 100 2 Sólidos sedimentáveis (ml/l) 20 10 5 3 DBO5, 20ºC 400 220 110 4 Carbono Total (TOC) 260 160 80 5 DQO 1000 500 250 6 Nitrogênio Total (como N) 85 40 20 7 Fósforo total 15 8 7 8 Cloretos 100 50 30 9 Alcalinidade (como CaCO3) 150 100 50 10 Graxa 150 100 50

2.12. Processos de tratamento de esgoto

Atualmente, existem inúmeros processos para o tratamento de esgoto, individuais ou combinados. A decisão pelo processo a ser empregado, deve-se levar em consideração, principalmente, as condições do curso dágua receptor (estudo de autodepuração e os limites definidos pela legislação ambiental) e da característica do esgoto bruto gerado. É necessário certificar-se da eficiência de cada processo unitário e de seu custo, além da disponibilidade de área (IMHOFF e IMHOFF, 1996).

Von Sperling (1996) cita que os aspectos importantes na seleção de sistemas de tratamento de esgotos são: eficiência, confiabilidade, disposição do lodo, requisitos de área, impactos ambientais, custos de operação, custos de implantação, sustentabilidade e simplicidade. Cada sistema deve ser analisado individualmente, adotando-se a melhor alternativa técnica e econômica.

O tratamento de esgoto é usualmente classificado através dos seguintes níveis, segundo Von Sperling (1996), também demonstrado na Figura 05 abaixo:

• Tratamento preliminar: objetiva apenas a remoção de sólidos grosseiros;

• Tratamento primário: visa a remossão de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica, predominando os mecanismos físicos;

• Tratamento secundário: onde predominam mecanismos biológicos, com objetivo principal de remoção de matéria orgânica e de nutrientes (nitrogênio e fósforo);

• Tratamento terciário: objetiva a remoção de poluentes específicos (usualmente tóxicos ou compostos não biodegradáveis) ou ainda, a remoção complementar de poluentes não suficiente mente removidos no tratamento secundário. O tratamento terciário é bastante raro no Brasil.

Figura 05. Esquema usual de ETE.

Na divisão, apresentada (tratamento preliminar, primário, secundário e terciário) pelos autores citados, existem duas pequenas divergências. Macintyre (1996) acredita que os tratamentos preliminares, como o gradeamento, façam parte de sistemas de tratamento primário. Apesar deste autor classificar esta etapa como tratamento preliminar, assim como os demais autores mencionados, ele sugere que este tipo de tratamento esteja englobado nos sistemas primários. Netto et al. (1977) propõe um desmembramento de sistemas de tratamento terciário em: tratamento terciário e desinfecção; sendo que esta última é tratada pelos demais autores como sendo parte integrante de um tratamento terciário.

Existe também a classificação dos processos de tratamento em físicos, químicos e biológicos. Processos onde há predominância de atividades de decantação, filtração, incineração, diluição ou homogeneização podem ser classificados como processos físicos. A adição de elementos químicos caracteriza uma etapa química. Quando há necessidade da ação de microorganismos para que os processos possam ocorrer, chamam-se estes de biológicos (VON SPERLING, 1996).

Nuvolari (2003) descreve também que para atender sistemas individuais como residência ou condomínios isolados há possibilidade de sistemas simplificados como exemplo o tanque séptico.

De modo geral, os processos de tratamentos de uma ETE da COPASA - Companhia de Saneamento de Minas Gerais, seguem as seguintes etapas (COPASA, 2007):

• 1ª etapa: Filtração grossa;

• 2ª etapa: Sedimentação primária;

• 3ª etapa: Filtração;

• 5ª etapa: Sedimentação final;

A primeira etapa ou tratamento preliminar é constituído de retirada dos sólidos do esgoto, por partículas sólidas grosseiras, como lixo e areia. O processo utiliza os meios físicos, como gradeamento, peneiramento e a sedimentação (COPASA, 2007).

A segunda etapa ou sedimentação primária reduz parte da matéria orgânica presente nos esgotos removendo os sólidos em suspensão sedimentáveis e sólidos flutuantes. No processo ainda contém sólidos em suspensão, não grosseiros, que são mais pesados que a parte líquida. Esses sólidos se sedimentam, indo para o fundo dos decantadores, formando o lodo primário bruto. Esse lodo é retirado do fundo do decantador, através de raspadores mecanizados, tubulações ou bombas (COPASA, 2007).

Na terceira etapa ou filtração o efluente se encaminha para o filtro anaeróbio que possui bactérias que crescem aderidas a uma camada suporte formando a biomassa, que reduz a carga orgânica dos esgotos. O reator Anaeróbio de Manta de Lodo (UASB) na qual a biomassa cresce dispersa no meio e não aderida como nos filtros. Esta biomassa, ao crescer, forma pequenos grânulos, que por sua vez, tendem a servir de meio suporte para outras bactérias. O fluxo do líquido é ascendente e são formados gases – metano e gás carbônico, resultantes do processo de fermentação anaeróbia (COPASA, 2007).

A seguir na quarta etapa ou Tanque de aeração, remove a matéria orgânica e os sólidos em suspensão. O processo é através de processos biológicos, utilizando reações bioquímicas, através de microorganismos – bactérias aeróbias, facultativas, protozoários e fungos. Neste processo aeróbio os microorganismos presentes nos esgotos se alimentam da matéria orgânica presente, convertendo-a em gás carbônico, água e material celular. Esta decomposição biológica do material orgânico requer a presença de oxigênio e outras condições ambientais adequadas como temperatura, pH, tempo de contato, dentre outras variáveis (COPASA, 2007).

A sedimentação final na etapa cinco utiliza as lagoas de estabilização (ou lagoas de oxidação) e suas variantes. Onde são lagoas construídas de forma simples, onde os esgotos entram em uma extremidade e saem na oposta. A matéria orgânica, na forma de sólidos em suspensão, fica no fundo da lagoa, formando um lodo que vai aos poucos sendo estabilizado. O processo se baseia nos princípios da respiração e da fotossíntese: As algas existentes no esgoto, na presença de luz, produzem oxigênio que é liberado através da fotossíntese. Esse oxigênio dissolvido (OD) é utilizado pelas bactérias aeróbias (respiração) para se alimentarem da matéria orgânica em suspensão e dissolvida presente no esgoto. O resultado é a produção de sais minerais – alimento das algas - e de gás carbônico (COPASA, 2007).

Mas na última etapa, seis, o material remanescente continua com uma concentração de microorganismos. Estes são removidos, comumente, através da adição de cloro, que diminui a população restante dos microrganismos. O uso de cloro na desinfecção foi iniciado com a aplicação do hipoclorito de sódio (NaOCl), obtido pela decomposição eletrolítica do sal. Inicialmente, o cloro era empregado na desinfecção de águas somente em casos de epidemias. A partir de 1902, a cloração foi adotada de maneira contínua na Bélgica. Em 1909, passou a ser utilizado o cloro guardado em cilindros revestidos com chumbo. Os processos de cloração evoluíram com o tempo, podendo esta evolução ser caracterizada em diferentes décadas (ROSSIN, 1987).

2.13. Fases de tratamento

As fases constituintes do tratamento de esgoto seguem as seguintes premissas: tratamentos preliminares, primários, secundários e terciários, descritos abaixo.

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