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Importância da água: Histórico: Água foi considerada por Aristóteles como elemento químico até o fim do século XVII. A partir desta data Lavoisier através.

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1 Importância da água: Histórico: Água foi considerada por Aristóteles como elemento químico até o fim do século XVII. A partir desta data Lavoisier através de seus estudos, levou em consideração a combustão do hidrogênio e notou a presença da formação de umidade. A partir deste momento Covemdish observou que misturando hidrogênio com oxigênio em certas proporções obtinhacomo produto a água (H 2 O).

2 Causas da Poluição Ambiental Como sabemos, a poluição ambiental resulta do acúmulo de resíduos gerados pelas atividades humanas, sejam as relacionadas à fisiologia dos membros de uma comunidade (metabolismo) sejam as relacionadas às mais rudimentares formas de atividade produtiva. Todavia, à medida que o conhecimento humano avança e com ele avançam todas as técnicas pertinentes para garantir a nossa sobrevivência sobre a face do planeta Terra, é necessário que seja assegurada a motivação política para a implementação dessas técnicas. O inter-relacionamento do HOMEM com MEIO AMBIENTE tem sido sensivelmente desvantajoso para esse último visto que as atividades do HOMEM, predatórias de um modo geral, são realizadas numa escala de tempo muito curta o que dificulta a capacidade de auto-recuperação do MEIO AMBIENTE.

3 Qualidade da água disponível A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosa- mente nos últimos 50 anos. De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser: ou Pontual Descarga de efluentes a partir de indústrias e de estações de tratamento de esgoto São bem localizadas, fáceis de identificar e de monitorar Difusa Escoamento superficial urbano, escoamento superficial de áreas agrícolas e deposição atmosférica Espalham-se por toda a cidade, são difíceis de identificar e tratar

4 Descarte de um efluente Um efluente, para poder ser descartado em um corpo receptor, deve estar enquadrado em padrões estabelecidos por um orgão de Legislação Ambiental. No Brasil, temos o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) que estabelece o limite de concentrações dos constituintes químicos isolados e de outros parâmetros, por exemplo, a carga orgânica que um efluente deve ter para poder ser descartado. No entanto, a qualidade deste efluente vai estar, necessariamente, vinculada à qualidade do corpo receptor. Explicando melhor: se um efluente vai ser descartado em um corpo receptor pouco poluído, a qualidade deste efluente deverá ser superior à qualidade de um efluente que será descartado em um corpo receptor muito poluído.

5 Utilização da água na Indústria Incorporação ao produto; Lavagens de máquinas, tubulações e pisos; Águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor; Águas utilizadas diretamente nas etapas do processo industrial ou incorporadas aos produtos; Esgotos sanitários dos funcionários. Exceto pelos volumes de águas incorporados aos produtos e pelas perdas por evaporação, as águas tornam-se contaminadas por resíduos do processo industrial, originando assim os efluentes líquidos.

6 Poluição por fertilizantes agrícolas Usados sem critério Excesso é levado pela chuva para os lençóis subterrâneos e rios Reprodução acelerada de algas e fitoplâncton! Ao morrerem são decompostos aerobicamente e cobrem a superfície da água Eutrofização Nitrogênio (N) e fósforo (F) Qual o motivo do gosto de terra na nossa água durante o verão ?

7 Poluição por esgotos doméstico e industrial Matéria orgânica biodegradável Explosão na população de microrganismos Consumo de oxigênio Bactérias, vírus, larvas e parasitas Coliformes fecais doenças Brasil: 30% das praias são impróprias (2000)

8 Poluição por metais pesados Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn Cr 3+ e Cr 6+ Bioacumulação danos ao SNC Mineração (garimpo)Pilhas e baterias Rios e maresAterro sanitário Os oceanos recebem por ano t de metais pesados t só de mercúrio Contaminação de águas subterrâneas, córregos e riachos Couro !

9 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL A legislação é a primeira condicionante para um projeto de uma ETEI ou de uma ETE. As diferenças das legislações muitas vezes inviabilizam a cópia de uma estação de tratamento que apresente sucesso em um Estado para outro. Os parâmetros para controle da carga orgânica são aplicados de forma muito diferente, entre alguns Estados

10 Propriedades químicas da água 1º- A água reage com metais alcalinos (elementos do grupo 1A da tabela periódica) violentamente, dando como produto da reação hidróxidos metálicos mais hidrogênio.

11 Propriedades químicas da água 2º- A água reage em condições normais com metais alcalinos terrosos (Grupo 2A), tendo como produto da reação hidróxidos metálicos mais hidrogênios.

12 Estado natural da água A água é muito abundante na natureza: No estado sólido (geleiras), no estado líquido (rios e mares) como no estado gasoso (na atmosfera). A água na natureza nunca é pura, pois possui em dissolução substâncias sólidas, líquidas, ou gasosas que encontra na sua passagem pelo solo, ou atmosfera, como por exemplo: minerais, sais, gases, substâncias orgânicas e outros compostos.

13 PARÂMETROS DE QUALIDADE DAS ÁGUAS (PARÂMETROS SANITÁRIOS): A qualidade da água pode ser representada através de diversos parâmetros que traduzem as suas principais características físicas, químicas e biológicas. Os itens seguintes descrevem, os principais parâmetros, apresentando o conceito do mesmo, a sua origem (natural ou antropogênica), a sua importância sanitária, a sua utilização e as interpretações dos resultados de análises. Tais parâmetros podem ser utilizados para caracterizar águas de abastecimentos, águas residuais, ou mananciais e corpos receptores.

14 Parâmetros físicos: Cor A coloração está relacionada à presença de substâncias dissolvidas na água. Classifica-se como cor verdadeira, devido somente às substâncias dissolvidas, e cor aparente, aquela associada à cor e turbidez, ou seja, determinada sem separação do material em suspensão. Conforme PRODEMGE (1999), os principais constituintes responsáveis pela cor são os sólidos dissolvidos de origem natural ou antropogênica, sendo considerados de origem natural, a decomposição da matéria orgânica e a presença de ferro e manganês, e de origem antropogênica, resíduos industriais e esgoto domésticos. Os sólidos dissolvidos de origem natural não representam riscos diretos à saúde, mas consumidores podem questionar a sua confiabilidade, enquanto que os sólidos dissolvidos de origem antropogênica podem ou não apresentar toxidade.

15 Este parâmetro é freqüentemente utilizado na caracterização de águas de abastecimento, tanto brutas quanto tratadas. Com relação à interpretação dos resultados para tratamento e abastecimento de água, os valores de cor da água bruta, inferiores a 5 uH, usualmente dispensam a coagulação química, valores acima 25 uH, normalmente requerem o tratamento por coagulação química seguida por filtração e valores de 5 a 25 uH exigem somente o tratamento por coagulação química não seguida por filtração. Parâmetros físicos: Cor

16 Conforme PRODEMGE (1999), a turbidez representa o grau de interferência da passagem de luz na água, conferindo-lhe uma aparência turva. Os principais constituintes responsáveis pela turbidez são os sólidos em suspensão, que podem possuir origem natural ou antropogênica. São considerados de origem natural: partículas de rochas, argila, algas e outros. Os de origem antropogênica são: despejos domésticos, industriais, erosões ou por intermédio de microorganismos. Parâmetros físicos: Turbidez

17 Os sólidos em suspensão de origem natural não trazem inconvenientes sanitários, servindo simplesmente de abrigo para microorganismos patogênicos, enquanto que os sólidos em suspensão de origem antropogênica podem estar associados a determinados compostos tóxicos ou organismos patogênicos. O parâmetro turbidez é utilizado com freqüência para caracterizar águas consideradas brutas ou tratadas, com a finalidade de controle da operação das estações de tratamento de água. Parâmetros físicos: Turbidez

18 Conforme Sperling (1995), pode-se definir como sabor à interação entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo), e o odor. O odor está basicamente relacionado com a sensação olfativa. Os principais constituintes responsáveis pelo sabor e odor são os sólidos em suspensão, os sólidos dissolvidos e os gases dissolvidos. O sabor e o odor podem possuir duas origens: natural e antropogênica. A natural, por matéria orgânica em decomposição, microorganismo (ex. algas) ou por gases dissolvidos, como por exemplo ácido sulfídrico (H 2 S), enquanto que, a origem antropogênica é simplesmente relacionada com despejos domésticos, industriais ou gases dissolvidos. Parâmetros físicos: Sabor e Odor

19 A temperatura possui duas origens quando relacionada com o parâmetro de caracterização de águas. A primeira é a origem natural, que está relacionada à transferência de calor por radiação, condução e convecção entre atmosfera e solo, enquanto a origem antropogênica está relacionada com águas de torres de resfriamento e despejos industriais. Qual a importância da temperatura como parâmetro sanitário? Parâmetros físicos: Temperatura

20 PARÂMETROS SANITÁRIOS Sólidos: são compostos por substâncias dissolvidas e em suspensão, e também são classificados como fixos (inorgânicos) e voláteis (orgânicos). Sólidos Totais Sólidos Suspensos (> 1,2 m) Sólidos Dissolvidos (< 1,2 m) Sólidos Dissolvidos Voláteis (Mat. Orgânica) Sólidos Dissolvidos Fixos (Sais Inorgânicos) Sólidos Suspensos Voláteis (Mat. Orgânica) Sólidos Suspensos Fixos (Mat. Inorgânica)

21 PARÂMETROS SANITÁRIOS Matéria orgânica: está contida na fração de sólidos voláteis, mas normalmente é medida de forma indireta pela DBO e DQO. Pode ser medida também como carbono orgânico total (COT), em águas limpas e efluentes para reuso. Problemas?

22 PARÂMETROS SANITÁRIOS Detergentes: existem os detergentes catiônicos e os aniônicos, mas somente os últimos são controlados pela legislação. Fenóis: podem originar-se em composições desinfetantes, em resinas fenólicas e outras matérias primas.

23 PARÂMETROS SANITÁRIOS Óleos e graxas: é muito comum a origem nos restaurantes industriais. As oficinas mecânicas, casa de caldeiras, equipamentos que utilizem óleo hidráulico além de matérias primas com composição oleosa (gordura de origem vegetal, animal e óleos minerais). pH: indica o caráter ácido ou básico dos efluentes. Nos tratamentos de efluentes o pH é um parâmetro fundamental para o controle do processo. Matéria inorgânica: é toda àquela composta por átomos que não sejam de carbono (exceto no caso do ácido carbônico e seus sais). Os poluentes inorgânicos são os sais, óxidos, hidróxidos e os ácidos.

24 PARÂMETROS SANITÁRIOS Nitrogênio e Fósforo: presentes nos esgotos sanitários e nos efluentes industriais são essenciais às diversas formas de vida, causando problemas devido à proliferação de plantas aquáticas nos corpos receptores. Metais: são analisados de forma elementar. Tóxicos: alumínio; cobre; cromo; chumbo; estanho; níquel; mercúrio; vanádio; zinco. Etc....

25 PARÂMETROS SANITÁRIOS Agentes biológicos: são diversos agentes patogênicos ou não. Os microorganismos presentes contaminam o solo, inclusive os lençóis subterrâneos e as águas superficiais, sendo responsáveis pelas doenças de veiculação hídrica. Gases: O ar pode ser contaminado pelos efluentes industriais, por meio da emissão dos compostos voláteis orgânicos (VOCs) ou inorgânicos. Além dos odores, existe também a toxicidade inerente a cada substância emitida.

26 Monitoração em uma ETE Durante a operação de uma ETE, algumas atividades são rotineiras: 1. Manutenção do sistema de distribuição; 2. Coleta e análise de amostras de água; 3. Operação de equipamentos de alimentação de produtos químicos; 4. Arquivamento dos dados e resultados; 5. Operação das unidades de tratamento;

27 Monitoração de vazões e níveis O controle e o monitoramento de vazões e níveis em uma estação industrial de tratamento de efluentes envolve a medida das vazões de água, lodo biológico, aditivos líquidos e sólidos e de reagentes. Environmental Engineers Handbook, CRC Press

28 Medidores de vazão Mais comuns: Medidores a pressão variável (orifícios); Medidores a área variável (rotâmetros); Medidores para canais abertos (vertedouros ou weirs e calhas ou flumes);

29 Medidores de vazão: Pressão variável VantagensLimitações Não há peças móveis; Existe uma ampla faixa de tamanhos e construções; Adequado à maioria dos gases e líquidos; Preço virtualmente independente do tamanho do tubo; Amplamente estabelecido e aceito; Não apresenta problemas relativos a lubricidade do produto; Orifício não precisa estar calibrado com o fluxo; Simplicidade. Raiz quadrada de relação fluxo/ pressão. Vazão utilizável limitada a 4:1; Baixa precisão; A precisão se deteriora com desgaste e danificação; A precisão é afetada pela densidade e pelo perfil do fluxo; Alta perda de pressão irrecuperável; A viscosidade afeta a faixa de vazão; Requer manutenção; Sua instalação demanda tempo e é onerosa.

30 Medidores de vazão: Pressão variável Placa de orifício:

31 Medidores de vazão: Pressão variável Medidor Venturi:

32 Medidores de vazão: Área variável Rotâmetros:

33 Medidores de vazão: Pressão variável VantagensLimitações Baixo custo Simplicidade Pouco afetado pela tubulação a montante Adequado a vazões baixas Perda de pressão baixa Faixa de vazão (máx:mín) de 10:1 Leitura linear direta da vazão Não requer energia auxiliar inadequado a pressões altas limitada capacidade de vazão máxima deve ser montado verticalmente a unidade é volumosa a formação de depósitos no vidro pode dificultar a leitura despesas consideravelmente aumentadas com extras tais como couraças de proteção, montagem de chapas, etc dificuldade na transmissão remota e integração somente para fluidos limpos.

34 Medidores de Vazão: canais abertos Vertedouros (retangular pleno, retangular contraído, triangular com ângulo de abertura 90°, 45°, ou 22,5°); Calha Parshall (canais onde não se dispõe de altura suficiente para a instalação de vertedouros); Escolha do Método de Medição · Para vazões menores que 30 l/s, os vertedores triangulares oferecem maior precisão; · Para vazões estimadas entre 30 l/s e 300l/s, os vertedores triangulares e retangulares oferecem a mesma precisão; · Para vazões acima de 300 l/s, os vertedores retangulares são os mais indicados por possuírem coeficientes de vazão mais bem definidos.

35 Medidores de Vazão: canais abertos Instalação: Seleção do local Ao selecionar o local para instalação de um medidor de vazão em escoamento livre, deve-se verificar qual o tipo de medidor mais adequado a ser instalado no canal de descarga. As seguintes características devem ser consideradas: a) Adequabilidade do comprimento do canal e regularidade de sua secção transversal. b) Evitar usar canais demasiadamente inclinados. c) Evitar instalar os medidores em canais que sofram influências de marés, descargas próximas de rios ou córregos, ou lugares que possam ser inundados. d) Verificar a permeabilidade do fundo do canal de escoamento onde se pretende instalar o medidor.

36 Medidores de Vazão: canais abertos PROCESSO DE MEDIÇÃO A altura da carga hidráulica (elevação da altura do nível da lâmina dágua), a montante do vertedor ou da garganta da calha Parshall, é medida por meio de uma régua vertical ou inclinada,ou por meio de régua flutuadora acoplada a um registrador, quando se deseja uma medição contínua. Podem-se utilizar qualquer outro sensor de nível!

37 Unidade 2 2. ETAPAS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES 2.1 Tratamento Preliminar 2.2 Tratamento primário 2.3 Tratamento secundário (biológico) 2.4 Tratamento terciário 2.5 Tratamento de Lodos

38 Tratamento preliminar Gradeamento manual e mecanizada, Peneira estática e rotativas, Remoção de areia manual e mecanizada, Remoção de areia com sistema de ar, Separação de óleo manual e mecanizada, Equipamentos de separação de água e óleo (SAE).

39 Tratamento primário É empregado para a remoção de sólidos em suspensão. É também considerado tratamento primário o condicionamento do despejo visando seu posterior lançamento no corpo receptor ou ainda numa unidade de tratamento subseqüente (tratamento secundário/terciário). Pondendo então, compreender a remoção de N e P.

40 Tratamento Secundário Empregado para a remoção, via ação biológica, do material em solução de natureza biodegradável. É, portanto, característico de todos os processos de tratamento por ação de microorganismos. Lagoas de estabilização; lagoas aeradas; reatores anaeróbios; lodos ativados; filtros biológicos, etc.

41 Tratamento Terciário Visa a remoção do material em solução não removido nas etapas de tratamento anteriores, como é o caso da remoção de macro-nutrientes (N e P), de metais pesados, compostos orgânicos recalcitrantes e/ou refratários ou ainda na remoção da cor, do odor ou até mesmo na desinfecção do despejo.

42 Tratamento e disposição do Lodo Remoção de água; Compostagem (para mat. Orgânica estabilizada); Aterros especiais para lodos contendo contaminantes;


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