SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES

SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS ESGOTOS Exercício . 1 Calcula o equivalente populacional (EP) de uma industria que possuem os seguintes dados: Vazão = 120 m3/d Concentração de DBO = 2000 mg/L Contribuição per capita = 0,054 Kg/hab.dia

CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS ESGOTOS Exercício . 2 Qual o equivalente populacional da empresa D´AVO, que trabalha com abate de frango e cuja concentração é da ordem de mg/L e uma vazão de L/d. sendo que a mesma esta inserida dentro do município de Várzea Paulista, cuja população é de habitantes, e cuja per capita é de 42g/hab.d. Haverá impacto significativo com esta cidade se este fluente for lançado in-natura no córrego pinheirinho que tem uma vazão que corresponde a 150 m3/h e a concentração igual a 5 mg/L?

CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS ESGOTOS Exercício 3: • Um matadouro abate 60 cabeças de gado e 100 porcos por dia. Dar as características estimadas do efluente quanto à: a)Carga de DBO produzida b)Equivalente Populacional (EP) c)Vazão de esgotos Sendo que: Para abater 1 boi/2,5 porcos necessita-se de: 0,5 – 3 m3/unid de água É produzido: 0,5 – 5 kg/unid de DBO (mg/L) de concentração

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS Parâmetros de qualidade Esgotos domésticos contêm aproximadamente 99,9% de água 0,1% - sólidos orgânicos e inorgânicos, suspensos e dissolvidos e microrganismos Tradução do caráter ou potencial poluidor do despejo Necessidade de tratamento dos esgotos - Utilização de parâmetros indiretos

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS Parâmetros de qualidade

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS Principais parâmetros Sólidos Indicadores de matéria orgânica Nutrientes - Indicadores de contaminação fecal

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS • Classificação por tamanho e estado sólidos em suspensão sólidos dissolvidos • Classificação pelas características químicas sólidos voláteis sólidos fixos • Classificação pela sedimentabilidade sólidos em suspensão sedimentáveis sólidos em suspensão não sedimentáveis

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS Classificação pelo tamanho

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS Classificação pelo tamanho • Separação feita através de filtração Membrana com porosidade entre 0,45 e 1,2 pm Sólidos retidos — em suspensão (particulados) Sólidos que passam — dissolvidos (solúveis)

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS Aparelho de filtração Estufa de secagem

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS Classificação pelas características químicas • Sólidos submetidos a temperaturas de 500 °C Fração orgânica oxidada (volatilizada) Permanência da fração inerte (não oxidada)

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS Classificação pela sedimentabilidade Valor expresso em mL/L — Cone Imhoff SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS (30 mm) CONE IMHOFF (1 hora

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS SÓLIDOS Distribuição típica no esgoto doméstico bruto

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS MATÉRIA ORGÂNICA • Mistura heterogênea de compostos orgânicos Compostos de proteínas (40% a 60%) Carboidratos (25% a 50%) Gorduras e óleos (8% a 12%) Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas, metais e outros (menor quantidade) “Causadora do principal problema de poluição nos corpos d’água”

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS MATÉRIA ORGÂNICA Distribuição no esgoto bruto Classificação quanto à forma e tamanho • em suspensão (particulada) • dissolvida (solúvel) Classificação quanto à biodegradabilidade • inerte (não biodegradável) • biodegradável

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS MATÉRIA ORGÂNICA Métodos de determinação Métodos indiretos: medição do consumo de oxigênio •Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5) •Demanda Ultima de Oxigênio (DBO) •Demanda Química de Oxigênio (DQO) Métodos diretos: medição do carbono orgânico total •Carbono Orgânico Total (COT)

CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS MATÉRIA ORGÂNICA Métodos de determinação Conceitos de OD A existência de oxigênio dissolvido nas águas (OD), é uma necessidade fundamental para a subsistência da vida aquática. A maioria das espécies de peixes necessita de pelo menos 3 mg O2 dissolvido por L de água para sobreviver - A 20 – 25 oC - níveis máximos de OD na água - de 8 a 7 mg/L. Aumento de temperatura - diminuição na solubilidade de O2 na água Temperatura de ebulição – O2 = zero.

Conceitos de OD, DQO e DBO O lançamento de esgotos e efluentes industriais contendo substâncias orgânicas sobre os corpos d´água leva ao consumo do pouco O2 disponível na água por conseqüência de reações do tipo: Mat. Org + O2 (aq) → CO2 (aq) + H2O

DBO (Demanda Biológica de Oxigênio) “Quantidade de oxigênio requerida por microrganismos aeróbios para a oxidação de compostos orgânicos presentes na fase líquida” Quantidade de oxigênio requerida estabilizar, através de processos bio químicos, a matéria orgânica Importância Sanitária: Avaliação da eficiência de sistemas de tratamento de esgotos sanitários e efluentes industriais • Principal efeito ecológico da poluição orgânica • Medição do potencial poluidor pelo consumo de oxigênio

DBO (Demanda Biológica de Oxigênio)

DBO5 • Medição do consumo de oxigênio em laboratório • Procedimento com 5 dias de duração • Teste efetuado à temperatura de 20°C — DB0520 Esgotos domésticos — DBO ~ 300 mgIL

DBO5 Principais vantagens do método: • Indicação aproximada da fração biodegradável do despejo • Indicação da taxa de degradação do despejo • Indicação da taxa de consumo de oxigênio em função do tempo • Quantidade de OD requerido para a estabilização • Parâmetro de dimensionamento • Legislação

DBO5 Principais limitações do método: • Pode-se encontrar baixos valores de DBO5 • Substâncias tóxicas podem matar ou inibir a microbiota • Tempo de duração do procedimento de análise

DBO última

DQO (Demanda Química de Oxigênio) “Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos químicos, a matéria orgânica através de um oxidante forte em meio ácido” “Demanda total de O2 devido a substâncias recalcitrantes (não-biodegradáveis) + demanda de O2 devido a substâncias biooxidáveis (DBO)” Oxidante: Dicromato de potassio (em meio ácido)

DQO (Demanda Química de Oxigênio) Principais vantagens do método: • O teste gasta 2 a 3 horas para ser realizado • O resultado dá uma indicação do oxigênio requerido para a estabilização da matéria orgânica Principais limitações do método: • O teste pode superestimar o oxigênio consumido • Compostos inorgânicos podem ser oxidados • Não indica o consumo de OD associado à matéria orgânica biodegradável • Não fornece a taxa de conversão da matéria orgânica com tempo

Relação entre DQO / DBO5 Esgotos domésticos brutos: 1,7 a 2,4 relação DQO/DBO5 baixa (< ~ 2,5): - a fração biodegradável e elevada - indicação para tratamento biológico relação DQO/DBO5 intermediária (entre ~ 2,5 e 3,5): - a fração biodegradável não é elevada - estudos de tratabilidade: viabilidade do tratam. biológico relação DQO/DBO5 elevada (> ~ 3,5 ou 4,0): - a fração inerte (não biodegradável) é elevada - possível indicação para tratamento físico-químico

Relação entre DQO / DBO5

CARBONO ORGÂNICO TOTAL • Medida direta da matéria orgânica • Mede todo o carbono liberado na forma de CO2 • Utilização em pesquisas ou análises mais detalhadas • Alto custo do equipamento

NITROGÊNIO

NITROGÊNIO Poluição das águas • Elemento indispensável para o crescimento de algas — eutrofização de lagos e represas; • Conversão da amônia a nitrito e deste a nitrato (nitrificação) → consumo de OD no corpo d’água receptor • Amônia livre → diretamente tóxica aos peixes; • Nitrato → doenças como a metemoglobinemia;

NITROGÊNIO Tratamento de esgotos • Elemento indispensável para o crescimento dos microrganismos responsáveis pelo tratamento de esgotos; C : N : P 100 : 5 : 1 • Conversão da amônia a nitrito e deste a nitrato (nitrificação) - consumo de oxigênio e alcalinidade; • Conversão do nitrato a nitrogênio gasoso (desnitrificação) → (a) economia de oxigênio e alcalinidade (quando realizado de forma controlada) ou (b) deterioração da sedimentabilidade do lodo (quando não controlado – bolhas de N2)

NITROGÊNIO Método Kjeldahl – NTK (Nitrogênio total Kjeudahl) Indicações sobre o estágio da poluição dos corpos d’água receptores • Recente — Orgânico ou amônia • Antigo - Nitrato

NITROGÊNIO Amônia livre e amônia ionizada em solução

NITRIFICAÇÃO Amônia é transformada em nitrato em 2 etapas: 1 .Nitritação — Bactérias (ex: Nitrosomonas,) transformam amonia em nitrito 2.Nitratação — Bactérias (ex.- Nitrobacter) transformam nitrito em nitrato amônia + O2  nitrito + H+ + H2O + energia nitrito + O2  nitrato + energia Equação geral da nitrificação:

NITROGÊNIO DESNITRIFICAÇÃO Bactérias desnitrificantes (ex: Pseudomonas) transformam nitrato em nitrogenio gasoso

NITROGÊNIO Nitrosomonas Pseudomonas Nitrobacter

FÓSFORO Nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsáveis pela estabilização da matéria orgânica Usualmente esgotos domésticos tem teor suficiente de fósforo. Este pode estar deficiente em certos despejos industriais. C : N : P 100 : 5 : 1

FÓSFORO Fósforo nos esgotos brutos • Orgânico (ligado a compostos orgânicos) – origem fisiológica • Inorgânico (polifosfatos e ortofosfatos) — origem principal nos detergente e outros produtos químicos domésticos

FÓSFORO Nutriente essencial para o crescimento de algas - eutrofização de lagos e represas. Problemas estéticos e recreacionais: diminuição do uso da água para recreação (floração; crescimento de vegetação; maus odores; morte de peixes) Anaerobiose no fundo do corpo aquático: consumo de OD durante a degradação da matéria orgânica (condições redutoras) Fe e Mn na forma solúvel: problemas ao abastecimento de água; liberação de fósforo dos sedimentos; H2S (maus odores)

FÓSFORO Morte de peixes (anaerobiose por inversão térmica; toxicidade por amônia) Custo de tratamento da água: Remoção de alga; cor; turbidez; sabor e odor; Maior consumo de produtos químicos; Maior freqüência de lavagem dos filtros Toxicidade de algas (cianobactérias) Desaparecimento gradual do corpo aquático Prefere-se priorizar o controle das fontes de P quando se pretende controlar a eutrofização

FÓSFORO Nutriente essencial para o crescimento de algas - eutrofização de lagos e represas. Controle da eutrofização Medidas preventivas: redução do aporte de fósforo através de atuação nas fontes externas Controle de esgotos: Tratamento terciário para remoção de nutrientes Tratamento convencional com lançamento a jusante da represa Lançar o esgoto em outra bacia (sem represa) Infiltração no solo

ORGANISMOS PATOGÊNICOS • Bactérias • Vírus • Protozoários • Helmintos

ORGANISMOS PATOGÊNICOS • Origem predominantemente humana • Reflexo direto do nível de saúde da população e as condições de saneamento básico Quantidade de patógenos depende • Condições sócio-econômicas • Condições sanitárias • Região geográfica • Presença de indústrias agro-alimentares • Tipo de tratamento utilizado

ORGANISMOS PATOGÊNICOS Organismos indicadores • Detecção de patógenos é extremamente difícil • Ocorrem em baixas concentrações • Demanda de grandes volumes de amostras • Organismos indicadores de contaminação fecal • Predominantemente não patogênicos • Satisfatória indicação de contaminação por fezes humanas e animais POTENCIALIDADE DE TRANSMISSÃO DE DOENÇAS

CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS

CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS Tratamento Biológico: 􀀹 Biodegradabilidade 􀀹 Tratabilidade 􀀹 Concentração de matéria orgânica 􀀹 Disponibilidade de nutrientes 􀀹 Toxicidade

OPÇÕES PARA LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS

LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PÚBLICA Remoção prévia de contaminantes que possam causar: 􀂃 Riscos à segurança e problemas na operação da rede de coleta e interceptação 􀂃 Toxidez ao tratamento biológico dos esgotos 􀂃 Toxidez ao tratamento do lodo e à sua disposição final 􀂃 Presença do contaminante no efluente do tratamento biológico (não remoção no tratamento

LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PÚBLICA • A companhia de saneamento deve ter suas normas para recebimentos de efluentes industriais na rede coletora. • Empresa deverá fazer um pré-tratamento ou précondicionamento. • Enquadramento nas normas da companhia de saneamento. • A companhia é responsável pelo atendimento aos padrões. • Lançamento no corpo receptor: pós-tratamento completo – atendimento aos padrões do órgão ambiental. • Reúso ou reciclagem do efluente tratado – implicações para a saúde pública e enquadramento em padrões

LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PÚBLICA

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