Poluição nas Bacias Hidrográficas Controle de Nutrientes Desinfecção

Compostos de Nitrogênio em Águas 1. Fontes de Nitrogênio nas Águas a) Atmosfera: processos de fixação do N2 atmosférico Fixação Biológica: bactérias e algas fixadoras de nitrogênio. N2 é convertido em NORGÂNICO. Fixação Química (Luz). N2 é convertido em Amônia e Nitrato. b) Esgotos Sanitários: NORGÂNICO e NAMONIACAL c) Efluentes Industriais: abatedouros e frigoríficos, indústrias químicas e petroquímicas, laticínios, etc. d) Escoamento superficial em áreas urbanas e agrícolas

CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS SANITÁRIOS Contribuições Unitárias: DBO5,20: 54 g /habitante x dia DQO: 100 g / habitante x dia NKT: 8 g / habitante x dia P: 1 g / habitante x dia

2. Ciclo do Nitrogênio

Compostos de Nitrogênio em Águas 3. Formas em que o nitrogênio se apresenta nas águas naturais: Nitrogênio Orgânico Nitrogênio Amoniacal (NH3 / NH4+) Nitrito (NO2-) Nitrato (NO3-) As duas primeiras são as denominadas formas reduzidas enquanto que as últimas, formas oxidadas. Formas reduzidas: Poluição recente Formas Oxidadas: Poluição antiga

Compostos de Nitrogênio em Águas 4.Importância nos Estudos de Controle de Qualidade das Águas Macro-nutriente para processos biológicos. Tratamento aeróbio de esgotos: DBO5:N:P - 100:5:1 Tratamento anaeróbio de esgotos: DQO:N:P - 350:7:1 Águas naturais: Eutrofização Nitrogênio amoniacal: DBO de 2o. Estágio, toxicidade para peixes Nitrato: Contaminação Química da Água. Metemoglobinemia infantil. Padrão de potabilidade (Portaria MS 1469/2004: 10 mg/L)

Resolução CONAMA 357/2005 Limites para Nitrogênio Parâmetro Águas Doces Classe 2 Nitrito (mgN/L) 1,0 Nitrato (mgN/L) 10,0 Nitrogênio Amoniacal Total (mgN/L) 3,7 (pH < 7,5) 2,0 (7,5 < pH < 8,0) 1,0 (8,0 < pH < 8,5) 0,5 (pH > 8,5)

12/03/2008: Alteração na Resolução 357 do CONAMA Desconsiderada a concentração de nitrogênio amoniacal como padrão de lançamento de esgoto sanitário (20 mgN/L)  Viabilizar a implantação de ETEs previstas no PAC “Abrir mão da qualidade ideal dos efluentes para permitir que eles tenham um tratamento satisfatório” Decisão temporária  

Compostos de Nitrogênio em Águas 5. Determinação Analítica Nitrogênio Orgânico e Nitrogênio Amoniacal (NTK) NORGÂNICO NAMONIACAL Destilação de NH3 Titulação b) Nitrito (NO2-) e Nitrato (NO3-): Nitrito: Colorimetria – sulfanilamida e etilenodiamina Nitrato: Redução NO3 NO2 (coluna Cd) colorimetria Alternativa: Eletrodo de íon seletivo Digestão Química

Digestor Büchi

Conjunto para Destilação de Amônia

Eletrodo de Íon Seletivo - Nitrato

Compostos de Nitrogênio em Águas 6. Remoção de Nitrogênio 6.1. Processos Físico – Químicos: Cloração ao break - point

Compostos de Nitrogênio em Águas Arraste com ar (efluente alcalinizado até pH = 12)

Compostos de Nitrogênio em Águas 6.2. Processos Biológicos Sistemas híbridos de nitrificação, desnitrificação e remoção de fósforo, com reatores anaeróbios, anóxicos e aeróbios

Nitrificação do Esgoto (Autotrófica) Condições essenciais Idade do lodo Oxigênio Dissolvido Temperatura pH Principais processos alternativos Lodo Ativado (biomassa suspensa) Filtro biológico (biomassa aderida)

Desnitrificação do esgoto (heterotrófica) Condições essenciais: Ambiente anóxico: presença de nitrato e ausência de OD Redutor de nitrato: matéria orgânica do afluente, gerado no sistema ou externo Sistemas: Pré-desnitrificação Pós-desnitrifcação

Sistema com Pré-Desnitrificação Reator Anóxico Dec Reator Aeróbio Retorno de Lodo Reciclo Interno

Sistema com Pós-Desnitrificação Reator Anóxico Dec Reator Aeróbio Retorno de Lodo Retorno de lodo Metanol

Processos Alternativos Para Remoção de Nitrogênio SHARON - Single Rector High Activity Ammonia Removal Over Nitrite ANAMMOX - Anaerobic Ammonium Oxidation SND – Simultaneous Nitrification and Denitrification

Sistemas mais simples para a remoção de nitrogênio amoniacal Lagoas de Estabilização Filtros Biológicos Percoladores

Filtros biológicos percoladores Material de enchimento e distribuidor de esgoto TAV->taxa de aplicação volumétrica; CV-> carga volumétrica; CHS-> carga hidráulica superficial Filtros biológicos percoladores

FBP e seus materiais suporte Compartimentos individualizados (Avaliação de quatro materiais de enchimento) FBP e seus materiais suporte

Lodo ativado com MBBR Área superficial específica de 400 m²/m³ liso ranhuras Área superficial específica de 400 m²/m³

Fósforo em Águas Fontes de Fósforo nas Águas naturais Esgotos Sanitários (detergentes, matéria fecal) Efluentes industriais (abatedouros e frigoríficos, etc.) Drenagem de águas pluviais em áreas urbanas e rurais 2. Formas em que o fósforo se apresenta nas águas: Fosfatos orgânicos Polifosfatos ou fosfatos condensados Ortofosfatos 3. Importância nos Estudos de Controle de Qualidade das Águas Macro-nutriente para processos biológicos Padrão de classificação de águas naturais (CONAMA)

RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005 Águas doce classe 1 – Fósforo Total 0,02 mg P/L para ambientes lênticos, 0,025 mg P/L para ambientes intermediários, com tempo de residência entre 2 e 40 dias e tributários diretos de ambiente lêntico e 0,1 mg P/L para ambiente lótico e tributários de ambientes intermediários.

Fósforo em Águas 4. Determinação Analítica Ortofosfatos: Colorimetria – método do ácido ascórbico (reagente combinado) Fósforo Total: PORGÂNICO Ortofosfatos Colorimetria Expressão dos resultados: mg P / L; mg PO4 / L 5. Remoção de Fósforo Processos Físico – Químicos: FeCl3; Al2(SO4)3, Ca(OH)2 Processos Biológicos: Anaeróbios (libera P) e Aeróbios (incorpora P). Digestão Química

Precipitação Química do Fósforo Al +3 + HnPO43 - n AlPO4 + nH+

DESINFECÇÃO DE ESGOTOS

Ocorrências típicas de microrganismos patogênicos e microrganismos indicadores em esgotos brutos

Níveis de tratamento e valores típicos dos principais parâmetros de qualidade nos efluentes

Capacidade de diversas tecnologias de tratamento de águas residuárias em atingir constantemente os níveis indicados de qualidade do efluente em termos de coliformes fecais (termotolerantes) e ovos de helmintos

Capacidade de diversas tecnologias de tratamento de águas residuárias em atingir constantemente os níveis indicados de qualidade do efluente em termos de coliformes fecais (termotolerantes) e ovos de helmintos

Capacidade de diversas tecnologias de tratamento de águas residuárias em atingir constantemente os níveis indicados de qualidade do efluente em termos de coliformes fecais (termotolerantes) e ovos de helmintos

Vantagens e desvantagens dos processos de desinfecção mais utilizados

Vantagens e desvantagens dos processos de desinfecção mais utilizados

Vantagens e desvantagens dos processos de desinfecção mais utilizados

Vantagens e desvantagens dos processos de desinfecção mais utilizados

Principais fatores a serem considerados na avaliação de alternativas de desinfecção

Nível de desenvolvimento, aspectos de operação e manutenção dos processos

Efetividade do processo sobre os organismos patogênicos do esgoto sanitário

Tempo de detenção hidráulica, outras reações e impactos na qualidade do efluente tratado

Aspectos referentes ao impacto dos trabalhadores nas estruturas e no meio ambiente