Tratamento de Esgoto

Tratamento de Esgoto

(Parte 5 de 6)

2.13.1. Tratamentos preliminares

O Tratamento preliminar do esgoto é sujeito aos processos de separação dos sólidos mais grosseiros como sejam a gradagem que pode ser composto por grades grosseiras, grades finas e/ou peneiras rotativas, o desarenamento nas caixas de areia e o desengorduramento nas chamadas caixas de gordura ou em pré-decantadores. Nesta fase, o esgoto será desta forma, preparado para as fases de tratamento subsequentes, podendo ser sujeito a um pré-arejamento e a uma equalização tanto de caudais como de cargas poluentes (VON SPERLING, 1996).

A separação de sólidos grosseiros em suspensão, presentes em efluentes líquidos pode ser feita, através das operações de gradeamento e peneiramento.

2.13.1.1. Gradeamento

Para Júnior (2001) dispositivos constituídos por barras paralelas e igualmente espaçadas que destinam-se a reter sólidos grosseiros em suspensão e corpos flutuantes. O gradeamento é a primeira unidade de uma estação de tratamento de esgoto, sendo que essa unidade, só não deve ser prevista, na ausência total de sólidos grosseiros no efluente a ser tratado.

Segundo este último autor, o sistema de gradeamento pode conter uma ou mais grades.

Elas quando grosseiras são utilizadas, quando o esgoto apresenta grande quantidade de sujeira. Nas grades são retidas pedras, pedaços de madeira, brinquedos, animais mortos e outros objetos de tamanho elevado.

As grades média e fina são empregadas para a retirada de partículas, que ultrapassam o gradeamento grosseiro. As grades finas e médias podem ser instaladas, sem o gradeamento grosseiro, no caso de remoção mecânica dos resíduos (JÚNIOR, 2001).

A Tabela 03 mostra as características das grades, e a Tabela 04, as eficiências das mesmas, em função da espessura e das aberturas das barras.

Tabela 03. Aberturas ou espaçamentos e dimensões das barras (Fonte: JÚNIOR, 2001).

Tipo de grade Espaçamento (m):Espessuras mais usuais (m): 4 10 e 13 60 10 e13 80 10 e 13

Grosseira

100 10 e13 20 8 e 10

30 8 e10 Média

40 8 e 10 10 6 , 8 e 10

15 6, 8 e 10 Fina

20 6, 8 e 10

Tabela 04. Eficiência do sistema de gradeamento (Fonte: JÚNIOR, 2001).

t a = 20 m a = 25 m a = 30 m 6 m 75 % 80 % 83,4 % 8 m 73 % 76,8 % 80,3 % 10 m 67,7 % 72,8 % 7 % 13 m 60 % 6,7 % 71,5 %

Onde: a = espaço entre as barras; t = espessura das barras.

2.13.1.2. Peneiramento

O peneiramento tem como objetivo principal, a remoção de sólidos grosseiros com granulometria maior que 0,25 m. As peneiras podem ser classificadas em estáticas e rotativas. Estas devem ser usadas principalmente, em sistemas de tratamento de águas residuárias industriais, sendo que, em muitos casos, os sólidos separados podem ser reaproveitados (JÚNIOR, 2001).

Para este autor, podem ser utilizadas anteriormente aos Reatores Anaeróbios, já que estes apresentam ótimo desempenho no tratamento de efluentes líquidos, com baixas concentrações de matéria orgânica solúvel e particulada.

O aparecimento de peneiras mecanizadas tende a mudar o uso quase exclusivo do gradeamento, no tratamento preliminar de esgotos sanitários, conforme afirmou Junior (2001).

2.13.1.3. Caixa de areia

A remoção da areia contida nos esgotos (Figura 06) é realizada pelas caixas de areias ou desarenadores. O mecanismo de remoção da areia é simplesmente a sedimentação: os grãos de areia, devido a suas maiores dimensões e densidade vão para o fundo do tanque, enquanto a matéria orgânica, sendo de sedimentação bem mais lenta, permanece em suspensão, seguindo para as unidades de jusante, afirmou Von Sperling (1996).

Figura 06. Caixa de areia após gradeamento.

2.13.2. Tratamentos primários

Apesar do esgoto apresentar um aspecto ligeiramente mais razoável após a fase de pré- ratamento, posssui ainda praticamente inalteradas as suas características poluidoras. Por isto a necessidade de novo tratamento. Nesta fase onde se separa a água dos matériais poluentes apartir da sedimentação nos equipamentos, através ação física pode, em alguns casos, ser ajudado pela adição de agentes químicos que através de coagulantes e floculantes possibilitando a obtenção de flocos de matéria poluente de maiores dimensões e assim mais facilmente decantáveis. Após o tratamento primário, a matéria poluente que permanece na água é de reduzidas dimensões, normalmente constituida por coloides, devido a digestão do lodo, não sendo por isso passível de ser removida por processos exclusivamente físicoquímicos (SILVA, 2004).

2.13.2.1. Decantador primário

A função dessa unidade é clarificar o esgoto, removovendo os sólidos que isoladamente ou em flocos podem sedimentar seu próprio peso Nuvolari (2003).

Conforme cita aquele autor, as partículas que sedimentam, ao se acumularem no fundo do decantador, formam o chamado lodo primário, que é daí retirado. Nessa unidade, normalmente aproveita-se também para remoção de flutuantes: espuma, olóes e graxa acumulados na superfície.

Quando ao formato, os decantadores primários podem ser: circulares (Figura 07), quadrados ou retangulares. A remoção de lodo e de flutuantes pode ser mecanizada ou não. De acordo com a NBR 12209 (ABNT, 1990) para vazões máximas Qmax > 250L/s, a remoção de lodo deve ser mecanizada e obrigatoriamente deve prever mais de uma unidade.

Figura 07. Decantador primário circular.

2.13.3. Tratamentos secundários

O tratamento secundário, geralmente consistindo num processo biológico, do tipo lodo ativado ou do tipo filtro biológico, onde a matéria orgânica coloidal é consumida por microorganismos nos chamados reatores biológicos. Estes reatores são normalmente constituídos por tanques com grande quantidade de microrganismos aeróbios, havendo por isso a necessidade de promover o seu arejamento. O esgoto saído do reator biológico contem uma grande quantidade de microrganismos, sendo reduzida a matéria orgânica remanescente. Os microrganismos sofrem posteriormente um processo de sedimentação nos designados sedimentadores (decantadores) secundários. Terminado o tratamento secundário, as águas residuais tratadas apresentam um reduzido nível de poluição por matéria orgânica, podendo na maioria dos casos, serem admitidas no meio ambiente receptor (NEVES, 1974).

2.13.3.1. Lagoas de estabilização

Para Von Sperling (1996) este sistema constitui de uma forma simples de tratamento de esgoto, baseando-se principalmente em movimento de terra de escavação e preparação de taludes. Além do objetivo principal de remoção da matéria rica em carbono, as lagoas realizam também o controle de organismos patogênicos em alguns casos.

Conforme o ultimo autor, entre os sistemas de lagoa de estabilização, o processo é mais simples, dependendo unicamente de fenômenos puramente naturais. O esgoto afluente entra em uma extremidade da lagoa e sai na extremidade oposta. Ao longo desse percurso, que demora vários dias, uma série de eventos contribui para a purificação dos esgotos.

A lagoa facultativa (Figura 08) a DBO permanece em torno de 50 a 70% removida na lagoa anaeróbia, enquanto a DBO remanescente é removida na lagoa facultativa. O sistema ocupa uma área inferior ao de uma lagoa facultativa única (VON SPERLING, 1986).

Figura 08. Lagoa facultativa.

Nas lagoas aeradas facultativas, o mecanismo de temoção da DBO são similares aos de uma lagoa facultativa. No entanto, o oxigênio é fornecido por aeradores mecânicos, ao invés da fotossíntese. Como a lagoa também é facultativa, uma grande parte dos sólidos do esgoto e da biomassa sedimenta, sendo decomposta anaerobiamente no fundo, afirma Von Sperling (1986).

Para as lagoas aeradas de mistura completa, segundo o mesmo autor, a energia introduzida por unidade de volume da lagoa é elevada, o que faz com que os sólidos permaneçam dispersos no meio, ou em mistura completa. A decorrente maior concentração de bactérias no meio líquido aumenta a eficiência do sistema na remoção da DBO, o que permite que a lagoa tenha um volume inferior ao de uma lagoa aerada facultativa. No entanto, o efluente contém elevados teores de sólidos (bactérias), que necessitam ser removidas antes do lançamento no corpo receptor. A lagoa de decantação a jusante propicia condições para esta remoção. O lodo da lagoa de decantação deve ser removido em períodos de poucos anos.

O objetivo principal, da lagoa de maturação, é a remoção de organismos patogênicos. Nas lagoas de maturação predominam condições ambientais adversas para as bactérias patogênicas, como radição ultravioleta, elevado pH, elevado OD, temperaturas mais baixas que o corpo humano, falta de nutrientes e predação por outros organismos. Ovos de helmintos e cistos de protozoários tendem a sedimentar. As lagoas de maturação constituem um pós-tratamento de processos que ohbjetivem a remoção da DBO, sendo usualmente projetadas como uma série de lagoas, ou como uma lagoa única com dimensões por chicanas. A eficiência na remoção de coliforme é elevada, segundo a afirmação de Von Sperling (1986).

Muitas das vezes para o alcance de uma melhor eficiência no tratamento de esgoto conforme citou Nuvolari (2003), faz-se a associação destes tipos de lagoas de estabilização. Um dos mais utilizados é o sistema australiano, que é a combinação de três delas: lagoa anaeróbia, lagoa facultativa e uma lagoa de maturação (Figura 09).

Figura 09. Associação de lagoas de estabilização.

2.13.3.2. Reatores anaeróbios

O processo anaeróbio está através dos reatores de manta de lodo que apresentam inúmeras vantagens em relação ao processo aeróbio convencional, aplicando em locais com temperaturas elevadas, como é o caso da maioria dos municípios brasileiros, este sistema se apresenta como uma solução devido o baixo consumo de energia, baixa produção de lodo, desidratação do lodo, eficiente remoção de DBO e DQO, dentre outros (CHERNICHARO, 1997).

O princípio dos reatores é dividir o esgoto bruto em três fases ( separador trifásico): fase líquida, gasosa e sólida. A fase líquida é o efluente líquido que sai após o seu tratamento, com eficiência aproximada de 60% a 80% de remoção de DBO (VON

SPERLING, 1996). A fase gasosa é o biogás gerado no processo anaeróbio, que é comumente queimado para evitar o mau cheiro por causa do gás metano (NUVOLARI, 2003). A fase sólida é o lodo mais pesado gerado no compartimento de digestão, cuja idade são usualmente superior a 30 dias (CHERNICHARO, 1997).

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