Lúcio Flavio Arrivabene

Apresentação em tema: "Lúcio Flavio Arrivabene"— Transcrição da apresentação:

1 Lúcio Flavio Arrivabene
EFLUENTES LÍQUIDOS PROMINP Lúcio Flavio Arrivabene

2 Lúcio Flávio Arrivabene
Engenheiro Metalurgista – UFOP – 1987 Pós-Graduação em Petróleo e Gás- UFRJ- 2001 Mestre em Engenharia Ambiental- UFES – 2003 Doutorando em Engenharia de Materiais- USP- 2009 Chefe de Departamento de Produção – 1987/90 Coordenador de Curso de Metalurgia – 2001/05 Diretor - Técnico Científico -2003/07 Gerente de Relações Empresariais -2007/09 Coordenador do Programa Nacional de Certificação Coordenador da Rede Metrológica do Espirito Santo

3 INTRODUÇÃO Existe hoje uma grande preocupação em relação ao tratamento e destino final dos efluentes, as suas consequências sobre o meio ambiente e sua qualidade. É uma preocupação da sociedade em geral. Nesta busca da melhoria de efluentes, estações de tratamento tem a função de transformar os componentes complexos em compostos simples (sais minerais e CO2 ).

4 Classificação do Efluentes
Os efluentes podem ser classificados em dois grupos: Água potável Impurezas devido uso Efluentes Sanitários Água Consumo Industrial Impurezas devido uso Efluentes Industriais

5 Características dos Efluentes
QUALITATIVA QUANTITATIVA

6 CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA
A vazão de efluentes industriais é função: - do tipo e porte da indústria; - processo; - grau de reciclagem; - a existência de pré-tratamento ou não. OBS: É importante procurar obter dados específicos de cada indústria com relação ao consumo de água e com relação a produção de despejos, vazão e regime de lançamento como eventuais misturas dos despejos com outros efluentes.

7 Consumo de água por unidade (m3/dia)
RAMO TIPO UNIDADE Consumo de água por unidade (m3/dia) Alimentícia Frutas e legumes em conservas 1 ton conserva 4-50 Matadouros 1 boi ou 2,5 porcos 1-4 Laticínios (leite) 1000L leite 1-10 Laticínios (queijos ou manteiga) 2-10 Cervejaria 1000L cerveja 5-20 Têxtil Algodão 1 ton produto Lã Tinturaria 20-60 Couro Curtume Curtume 1 ton pele 20-40 Polpa e Papel Fabricação de polpa 15-200 Fabricação de papel 30-250 Embranquecimento da polpa 80-200 Indústrias Químicas Sabão 1 ton sabão 25-200 Detergente 0,2-0,4 Gasolina 7-30 Metalúrgicas Fundição 1 ton gusa 3-8 Laminação 80-50 Mineração Ferro 1m3 minério lavado 16

8 CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA
A variabilidade de características qualitativas dos efluentes industriais é grande, o que dificulta a identificação de valores mais comuns, no entanto, é possível citar características indesejáveis aos efluentes, que devem ser removidas antes do seu lançamento como: - Materiais orgânicos solúveis; - Materiais em suspensão e materiais voláteis; - Materiais tóxicos e íons de metais pesados; - Cor e turbidez, - Nutrientes; - Temperatura; - Óleos e materiais flutuantes.

9 PARÂMETROS DE MONITORAMENTO
Em uma estação de tratamento utiliza-se, de preferencia parâmetros indiretos que traduzam o caráter e o potencial poluidor do despejo estudado. Os quais definem a qualidade das águas residuárias e auxiliam na avaliação do sistema de tratamento. Com a variabilidade das características físico-químicas e biológicas não há uma relação padrão de parâmetros. Busca-se adequar o mais apropriado para cada tipo de efluente industrial.

10 Parâmetros utilizados no monitoramento das águas residuárias:
SÓLIDOS ( Apresentar um estudo de caso ) MATÉRIA ORGÂNICA NITROGÊNIO ALCALINIDADE FÓSFORO TEMPERATURA ?

11 SÓLIDOS - CONCEITO A análise de sólidos se refere à matéria em suspensão ou dissolvida em água ou efluente, prejudicando sua qualidade de várias formas, conforme sua finalidade. São classificados quanto: - a forma que se encontram dispersos (totais, dissolvidos e suspensos); - quanto a sua natureza química (fixos e voláteis)

12 SÓLIDOS - caracterização
Importância e análise de resultados: Sua análise é importante no controle de processos físicos -biológicos de tratamento; Quanto maior o teor de sólidos em suspensão, maior sua turbidez; Pelo seu teor podemos ter idéia da quantidade de matéria orgânica do efluente; Conforme a quantidade de sólidos presente no efluente assim será a formação de lodo durante o tratamento.

13 MATÉRIA ORGÂNICA A Matéria Orgânica presente nos corpos d’água e nos efluentes é a principal causadora da poluição das águas. Os principais componentes orgânicos são: os compostos de proteína, os carboidratos, a gordura e os óleos, uréia, surfactantes, etc... Utilizam-se métodos indiretos para a quantificação. : a DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e a DQO (Demanda Química de Oxigênio).

14 Demanda Bioquímica de Oxigênio
A DBO retrata a quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea. É uma indicação indireta do carbono orgânico biodegradável. Padrão: DBO520, ou somente DBO5 (procede-se a análise no 5º dia e efetua-se o teste à temperatura de 20ºC). VANTAGENS: Indicação aproximada da fração biodegradável do despejo; Indicação da taxa de degradação do despejo; Determinação da quantidade de oxigênio requerido para a estabilização biológica da matéria orgânica presente.

15 Demanda Bioquímica de Oxigênio
LIMITAÇÕES: Pode-se encontrar baixos valores DBO5 caso os microorganismos responsáveis pela decomposição não estejam adaptados ao despejo; Há necessidade de inibição dos organismos responsáveis pela oxidação da amônia; O teste demora 5 dias, não sendo útil para efeito de controle operacional de uma estação de tratamento.

16 Demanda Química de Oxigênio
A DQO mede o consumo de oxigênio ocorrido durante a oxidação química da matéria orgânica. O valor obtido é uma indicação indireta do teor de matéria orgânica presente. VANTAGENS: Tempo do teste é de 2-3 horas; O resultado dá uma indicação do oxigênio requerido para a estabilização da matéria orgânica; O teste não é afetado pela nitrificação (indicação da oxidação apenas da matéria orgânica carbonácea).

17 Demanda Química de Oxigênio
LIMITAÇÕES: No teste da DQO são oxidadas, tanto a fração biodegradável, quanto a fração inerte do despejo; O teste não fornece informações sobre a taxa de consumo da matéria orgânica ao longo do tempo; Certos constituintes inorgânicos podem ser oxidados e interferir no resultado.

18 Principal Diferença entre DBO e DQO
Encontra-se na nomenclatura de ambos os testes: DBO – oxidação bioquímica da matéria orgânica, realizada inteiramente por microorganismos. DQO – oxidação química da matéria orgânica, obtida através de um forte oxidante em meio ácido.

19 MATÉRIA ORGÂNICA IMPORTÂNCIA E INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS: A matéria orgânica é responsável pelo consumo do H2O dissolvido na água. A DBO e a DQO retratam o teor de matéria orgânica nas águas residuárias. A DBO e a DQO são parâmetros de fundamental importância na caracterização do grau de poluição de um corpo d’água. Uma relação DQO/DBO5 baixa: indica que a fração biodegradável é elevada e/ou provável indicação para tratamento biológico.

20 (IMPORTÂNCIA EM TERMOS DE POLUIÇÃO DO CORPO RECEPTOR)
Uma relação DQO/DBO5 elevada: indica que a fração não biodegradável é elevada; FRAÇÃO NÃO BIODEGRADÁVEL (IMPORTÂNCIA EM TERMOS DE POLUIÇÃO DO CORPO RECEPTOR) É IMPORTANTE? NÃO SIM TRATAMENTO BIOLÓGICO TRATAMENTO FÍSICO-QUÍMICO

21 NITROGÊNIO Conceito: O nitrogênio alterna-se entre várias formas e estados de oxidação. Em meio aquático, pode ser encontrado nas seguintes formas: Nitrogênio molecular(N2), escapando para a atmosfera; Nitrogênio orgânico (dissolvido e em suspensão); amônia, nitrito e nitrato. Importância e interpretação dos resultados: - É indispensável para o crescimento de microorganismos (algas);

22 NITROGÊNIO - Na forma de amônia livre é tóxica aos peixes;
- Necessita de oxigênio dissolvido em seus processos de conversão (amônia p/ nitrito e deste a nitrato); - Na forma de amônia livre é tóxica aos peixes; - É indispensável no crescimento de microorganismos responsáveis pelo tratamento de efluentes; - A sua forma predominante oferece informações sobre o estágio da poluição e influencia na utilização e dimensionamento do tratamento terciário; - Um balanço adequado C, N, P é importante para o desenvolvimento dos microorganismos.

23 ALCALINIDADE Conceito:
É a quantidade de íons na água que reagirão para neutralizar os íons hidrogênio. É uma medida da capacidade da água de neutralizar os ácidos. Os principais constituintes da alcalinidade são os hidróxidos (OH-), bicarbonatos (HCO3-) e os carbonatos (CO3-2).

24 ALCALINIDADE Importância e análise de resultados:
- É um fator importante para o tratamento de efluentes e caso ocorra a redução do pH pode afetar os microorganismos responsáveis pela depuração; - Os processos oxidativos(nitrificação) tendem a consumir alcalinidade, a qual, caso atinja baixos valores de teores, pode dar condições a valores reduzidos de pH, afetando a taxa de crescimento dos microorganismos.

25 FÓSFORO Conceito: O fósforo na água apresenta-se principalmente nas formas de ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico. Os ortofosfatos estão disponíveis para o metabolismo biológico sem necessidade de conversões. As formas que se apresenta na água (PO4-3, HPO4-2, H2, PO4, H3PO4) dependendo do pH. Os polifosfatos são moléculas mais complexas com dois ou mais átomos de fósforo e os fósforos orgânicos são normalmente de menor importância.

26 FÓSFORO Importância e análise dos resultados:
Como o nitrogênio é indispensável para o crescimento de algas e também pode conduzir a eutrofização com sua grande concentração; É um nutriente essencial para o crescimento dos microorganismos responsáveis pela estabilização da matéria orgânica; Importante lembrar da necessidade de um balanço adequado C:N:P nas águas residuárias.

27 COLETA DE AMOSTRAS Uma amostra é a síntese do comportamento do universo a ser estudado. Portanto, a coleta de amostra poder parecer uma atividade simples mas ela deve conter o teor que represente a síntese, por isso deve-se seguir o mesmo rigor científico que as demais etapas. Para que não ocorra alterações desde o ponto de amostragem até a realização da análise.

28 COLETA DE AMOSTRAS As técnicas gerais de coleta variam conforme cada tipo de exame que a amostra será submetida. Técnica de coleta para análise físico-química; Técnica de coleta para análises bacteriológicas; Coleta de água em pontos de abastecimento; Armazenamento e conservação.

29 TÉCNICAS DE COLETA PARA ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA
Coletar uma amostra significa colocar o frasco adequado em contato com o líquido a ser amostrado enchendo-o. Inicialmente deve-se lavar várias vezes o frasco do próprio líquido. Procedimentos gerais: Identificar o frasco de coleta da forma mais claro possível;

30 TÉCNICAS DE COLETA PARA ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA
Usar luvas, remover corpos estranhos da superfície do efluente para que não sejam incorporadas a amostra e altere suas características. - Retirar a tampa e mergulhar o frasco afim de recolher a amostra e lavá-lo pelo menos três vezes. Em seguida tampar o frasco; Mergulhar o recipiente a cerca de 20 cm da superfície, preenchendo o frasco e fechando imediatamente; Armazenar e conservar a amostra conforme o caso.

31 COLETA DE ÁGUA EM PONTOS DE ABASTECIMENTO

32 ARMAZENAMENTO E CONSERVAÇÃO

33 ARMAZENAMENTO E CONSERVAÇÃO
CONGELAMENTO REFRIGERAÇÃO ADIÇÃO QUÍMICA

34 IMPACTO AMBIENTAL DOS EFLUENTES

35 AUTODEPURAÇÃO DOS CURSOS D’ÁGUA
Autodepuração é um processo natural no qual a matéria orgânica e inorgânica de um curso d´agua sofre um processo de diluição, sedimentação e estabilização química. Resulta da seqüência de fenômenos de natureza física, físico-químico e biológica. Autodepuração é uma oxidação realizada por microorganismos presentes no meio e a oscilação na quantidade de concentração de oxigênio dissolvido. A concentração do oxigênio na água é proporcional a pressão do oxigênio atmosférico, como a temperatura da água.

36 ORGANOGRAMA

37 ZONAS DE AUTODEPURAÇÃO

38 EUTROFIZAÇÃO INTRODUÇÃO PROBLEMAS DA EUTROFIZAÇÃO

39 TRATAMENTO DE EFLUENTES
O objetivo de tratar efluentes é remover contaminantes Devido sua diversidade uma forma padrão de se realizar o tratamento e sim vários processos que são classificados em níveis. 8 Tratamento primário Tratamento Terciário Tratamento preliminar Tratamento secundário

40 TABELAS

41 TRATAMENTO PRELIMINAR
Realiza-se por meio de grades e caixas de areia, visando à retenção de sólidos em suspensão (galhos e demais materiais mais grosseiros, como terra, areia e gordura decantáveis) que deve ser posteriormente conduzido para aterros sanitários ou industriais.

42 REMOÇÃO DE SÓLIDOS GROSSEIROS

43 REMOÇÃO DE AREIA

44 REMOÇÃO DE GORDURA E SÓLIDOS FLUTUANTES

45 NEUTRALIZAÇÃO - EQUALIZAÇÃO

46 TRATAMENTO PRIMÁRIO A sua principal finalidade é remover sólidos sedimentáveis, digestão e dasaguamento do lodo e resfriamento de efluente. Através de decantação simples por meio da ação da força da gravidade ou por precipitação química. O material decantado constitui o lodo que pode ser decomposto (digestão anaeróbica) e tratado por processos de secagem ou incineração antes da sua disposição ao solo.

47 DECANTADORES PRIMÁRIOS

48 DECANTADORES CIRCULARES

49 DECANTADORES RETANGULARES

50 TRATAMENTO SECUNDÁRIO

51 TRATAMENTO AERÓBIO

52 SISTEMAS AERÓBIOS COM BIOFILMES

53 PROCESSO DE IODOS ATIVADOS

54 LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

55 Principais características das lagoas de estabilização
Tipo de Lagoa Características Removem Nível de Tratamento Aeróbia Lagoas rasas com algas e oxigênio dissolvido em toda profundidade. Matéria orgânica, patogênicos Secundário Anaeróbia Lagoas profundas que recebem grande carga de matéria orgânica. Não tem H2O dissolvido. Efluente escuro. Normalmente requer tratamento posterior . Primário e Facultativa Profundidade de 1,5 a 2,0m que possuem duas regiões: uma anaeróbia superior e uma aeróbia inferior. 250kg DBO/ha.dia. Maturação Lagoas c/1,0m profundidade usadas após sistemas secundários de tratamento p/ melhorar o efluente. Patogênicos e nutrientes Terciário

56 TRATAMENTO ANAERÓBIO Fossas Sépticas Filtros Anaeróbios
Lagoas Anaeróbias Reator Anaeróbio de Manta de Iodo

57 FOSSAS SÉPTICAS

58 FILTROS ANAERÓBIOS

59 LAGOAS ANAERÓBIAS

60 REATOR ANAERÓBIO DE MANTA DE IODO

61 TRATAMENTO TERCIÁRIO

62 TRATAMENTO TERCIÁRIO REMOÇÃO DE NITROGÊNIO REMOÇÃO DE FÓSFORO
TRATAMENTO UTILIZANDO CARVÃO ATIVADO CLARIFICAÇÃO QUÍMICA DESINFECÇÃO REMOÇÃO DE SÓLIDOS SUSPENSOS OXIDAÇÃO QUÍMICA TROCA IÔNICA