O documento descreve a evolução histórica do tratamento de esgotos na Europa e no Brasil, assim como os principais processos de tratamento físicos, químicos e biológicos. Começa com o desenvolvimento do tratamento na Europa desde 1920 focado na remoção de sólidos e bactérias, evoluindo para a remoção de nutrientes. No Brasil, os primeiros sistemas surgiram em 1960 e os compactos a partir de 1970. Os processos incluem tratamento preliminar, primário, secundário e terciário com diferentes operações unitárias.

1. TRATAMENTO DE ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
Aula 3 – Tratamentos

2. Desenvolvimento do tratamento de
esgotos

Na Europa
1920 – objetivo prevenir acumulo
de lodo nos rios / emprego de
decantadores / remoção de SS;
1950 – prevenir, reduzir a
proliferação (crescimento) das
bactérias nos rios e lagos /
emprego
do
tratamento
biológico (anaeróbio e aeróbio)
/ remoção de DBO;
1965
–
prevenção
da
eutrofização
dos
lagos
/
emprego
de
processos
de
precipitação / remoção de PO4-;

3. Desenvolvimento do tratamento de
esgotos
1975 – ocorrência de
mortandade de peixes por
excesso de NH4 / emprego
do processo de nitrificação
/ remoção da NH4;
1980 – presença de resíduos
tóxicos nos corpos d’água
/ emprego de processos
químicos / remoção de 1990 – eutrofização do mar /
metais pesados;
presença excessiva de NO3 /
promoção da desnitrificação;
A partir de 1990 – agregação de
valor aos subprodutos

4. Desenvolvimento do tratamento de
esgotos

No Brasil
istoe.com.br

5. Desenvolvimento do tratamento de
esgotos
- A primeira lagoa de estabilização foi construída
em São José dos Campos, SP, por volta de 1960;
- A partir do processo de crescimento das
grandes cidades brasileiras, mais especificamente
a partir do final de 1970, inicia-se a aplicação
de sistemas compactos – Lodos Ativados;
- A prática no Brasil é a aplicação de sistemas
localizados, tendo como unidade de tratamento o
Tanque Séptico seguido de infiltração no solo.

6. Requisitos de qualidade do efluente
Antes de se iniciar a concepção e o dimensionamento
do tratamento do esgoto é necessário e ter
caracterizados os seguintes aspectos:
• Objetivos do tratamento;
• Nível do tratamento;
• Estudos de impacto ambiental no corpo receptor.

7. Requisitos de qualidade do efluente
Para a escolha do tratamento e/ou o grau de eficiência
de remoção de determinado poluente no tratamento ou
em uma etapa pode ser dado pela formula:
E = __ Co – Ce_ x 100
Co
Onde:
E = eficiência de remoção (%)
Co = Concentração afluente do poluente (mg/l)
Ce = Concentração efluente do poluente (mg/l)

8. PROCESSOS DE TRATAMENTO
Para a definição do processo de tratamento dos
efluentes são testadas e utilizadas diversas
operações unitárias. Os processos podem ser
classificados em físicos, químicos e biológicos em
função da natureza dos poluentes a serem
removidos e ou das operações unitárias utilizadas
para o tratamento.

9. PROCESSOS DE TRATAMENTO
Tratamento de
efluentes
Biológico
Aeróbio
Anaeróbio
Lodo ativado
Enzimático
físico
Decantação
Adsorção
Filtração
Osmose reversa
Químico
Eletroquímico
Cloração
Coagulação

10. PROCESSOS FÍSICOS
São os processos que basicamente removem os sólidos
em suspensão sedimentáveis e flutuantes através de
processos físicos, tais como:
 Gradeamento;
 Peneiramento;
 Separação de óleos e gorduras;
 Sedimentação;
 Flotação;

11. Com o objetivo da remoção de
sólidos grosseiros capazes
de causar entupimentos e
aspecto desagradável nas
unidades do sistema de
tratamento são utilizadas
grades mecânicas ou de
limpeza
manual.
O
espaçamento entre as barras
varia normalmente entre 0,5
e 2 cm.
www2.corsan.com.br
Gradeamento
Gradeamento em caixas de areia
(efluentes industriais e sanitários)

12. Peneiramento
Com o objetivo da remoção de sólidos normalmente
com diâmetros superiores a 1 mm, capazes de
causar entupimentos ou com considerável carga
orgânica são utilizadas peneiras.
Peneiramento - Este consiste de uma grade automática de 3mm
As peneiras mais utilizadas
têm malhas com barras
triangulares com espaçamento
variando entre 0,5 a 2mm,
podendo a limpeza ser
mecanizada (jatos de água ou
escovas) ou ser estática.

13. Separação água/óleo
O processo de separação é um
processo físico que ocorre por
diferença de densidade, sendo
normalmente
as
frações
oleosas mais leves recolhidas
na superfície. No caso de óleos
ou borras oleosas mais densas
que a água, esses são
sedimentados e removidos por
limpeza de fundo do tanque.
Os separadores de Água e Óleo são
equipamentos compactos destinados
a separação física (Água/Óleo)
Posto de serviço

14. O processo de sedimentação é
uma das etapas de clarificação,
devendo ser aplicado conforme
as características de cada
efluente e do processo de
tratamento. No caso dos
processos que gerem lodos
orgânicos deve-se evitar a
permanência exagerada desses
no fundo dos decantadores para
reduzir a sua anaerobiose e a
conseqüente formação de gases
que causam a flutuação de
aglomerados de lodos.
enasa.com.br
Sedimentação
Os
decantadores
apresentam
diversas
formas construtivas e de
remoção de lodo, com ou
sem mecanização

15. Filtração
É o processo da passagem
de uma mistura sólido –
líquido através de um
meio poroso (filtro), que
retém os sólidos em
suspensão conforme a
capacidade do filtro e
permite a passagem da
fase líquida.
Principais processos de separação por
membranas: Microfiltração (MF), Ultrafiltração
(UF), Nanofiltração (NF) e Osmose Inversa (OI)

16. Flotação
A flotação é outro processo
físico muito utilizado para
a clarificação de efluentes
e
a
conseqüente
concentração de lodos,
tendo como vantagem a
necessidade reduzida de
área,
tendo
como
desvantagem um custo
operacional mais elevado
devido à mecanização.
A flotação no tratamento de efluentes e água
separa líquidos de sólidos com nuvens de
microbolhas de ar que arrastam as impurezas
em suspensão para a superfície.

17. PROCESSOS QUÍMICOS
São considerados como processos químicos esses que
utilizam produtos químicos, tais como: agentes de
coagulação, floculação, neutralização de pH,
oxidação, redução e desinfecção em diferentes
etapas dos sistemas de tratamento; através de
reações químicas promovem a remoção dos
poluentes ou condicionem a mistura de efluentes a
ser tratada aos processos subseqüentes.

18. A clarificação de efluentes
Os processos físico-químicos aplicados com o objetivo
de clarificar efluentes são baseados na
desestabilização dos colóides por coagulação
seguido da floculação e separação de fases por
sedimentação ou flotação.
Os
colóides
podem
ser
formados
por
microorganismos, gorduras, proteínas, e argilas,
estando o diâmetro das partículas coloidais na
faixa de 0,1 de 0,01μm.

19. Eletrocoagulação
Vista de calhas eletrolíticas
naturaltec.com.br
A Eletrocoagulação (EC) se
obtém com a passagem
de eletricidade pela água
desestabilizando
a
solução e coagulando os
contaminantes.
É
considerada
uma
tecnologia amigável, sem
grande
impacto
ambiental.

20. Precipitação química
Tem a finalidade de alterar, através da adição de
reagentes, o estado físico de substâncias que
existem em solução (ou dispersas), facilitando a sua
remoção por sedimentação.
É usada para:
 aumentar a eficiência da sedimentação primaria;
 na remoção de metais pesados;
 na remoção de fósforo.

21. PROCESSOS BIOLÓGICOS
Os processos biológicos de tratamento reproduzem
em escala de tempo e área os fenômenos de
autodepuração que ocorrem na natureza.
Os processos de tratamento biológicos têm como
princípio utilizar a matéria orgânica dissolvida ou
em suspensão como substrato para microorganismos
tais como bactérias, fungos e protozoários, que a
transformam em gases, água e novos
microorganismos.

22. Lagoas

23. Lodos ativados

24. Biofilmes

25. Reator

26. Disposição no solo

27. Níveis de Tratamento
Esgoto Bruto
 Tratamento Preliminar;
TRATAMENTO
PRELIMINAR
 Tratamento Primário;
TRATAMENTO
 Tratamento Secundário;
 Tratamento Terciário ou Avançado.
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

28. Tratamento preliminar
Esgoto Bruto
O tratamento preliminar tem como
objetivo principal a redução de
sólidos grosseiros em suspensão.
Não há praticamente a remoção de
DBO5 (5-25%), pois consiste na
preparação
do
efluente
(condicionamento)
para
o
tratamento posterior, evitando
obstruções
e
danos
em
equipamentos eletromecânicos da
planta de tratamento.
TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

29. Tratamento preliminar
Esgoto Bruto
Remove apenas:
 Sólidos muito grosseiros;
 Material flutuante;
 Material sedimentável.

TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
Principais processos:
 Grades;
 Desarenadores (caixa de areia);
 Caixas de retenção de óleos e
graxas (gorduras);
 Peneiras.
PRIMÁRIO

TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

30. Tratamento primário
Esgoto Bruto
O
tratamento
primário
é
empregado para a remoção de
sólidos suspensos e material
flotante e também para o
condicionamento do efluente
para tratamento secundário ou
para descarga. Pode remover
de 40 a 70% dos sólidos em
suspensão e cerca de 35% da
DBO5 .
TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

31. Tratamento Primário
Esgoto Bruto
Remove :
 Matéria orgânica em suspensão;
 Parcialmente a DBO

Principais processos:
 Decantação primária ou simples;
 Precipitação química com baixa
eficiência;
 Flotação;
 Filtração;
 Neutralização.

TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

32. Tratamento secundário
Esgoto Bruto
O termo tratamento secundário engloba
todos os processos biológicos de
tratamento de efluentes, tanto os de
natureza aeróbia quanto de natureza
anaeróbia e visam essencialmente
converter
a
matéria
orgânica
biodegradável dos efluentes em gases
e
sólidos
inorgânicos
(sulfatos,
hidróxidos etc.) e material biológico
sedimentável,
que
podem
ser
separados
do
efluente
por
sedimentação. Na maioria das vezes
esses processos empregados em
conjuntos com processos físicos e
químicos utilizados no pré-tratamento e
tratamento primário dos efluentes.
TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

33. Tratamento Secundário
Esgoto Bruto
 Remove :
 Matéria orgânica dissolvida
e em suspensão;
 DBO
 Principais processos:
 Processos Biológicos (lodos
ativados, lagoas, etc;)
 Precipitação química com
alta eficiência;
 Etc.
TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

34. Tratamento terciário
Esgoto Bruto
O
tratamento terciário também
conhecido
como
tratamento
avançado, consiste em uma série de
processos destinados a melhorar a
qualidade de efluentes provenientes
dos tratamentos primário e/ou
secundário.
Geralmente,
o
tratamento terciário pode ser
empregado na redução de: sólidos
suspensão,
carga
orgânica
biodegradável
e
não
biodegradável, micropoluentes, cor,
sais minerais e nutrientes.
TRATAMENTO
PRELIMINAR
TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

35. Tratamento Terciário
Esgoto Bruto


Remoção de compostos em alto grau
 Efluente tratado com alta qualidade
Principais processos:
 Adsorção em carvão ativo;
 Osmose reversa;
 Eletrodiálise;
 Troca iônica;
 Filtros de areia;
 Remoção de nutrientes;
 Oxidação química;
 Remoção de organismos patogênicos.
TRATAMENTO
PRELIMINAR

TRATAMENTO
PRIMÁRIO
TRATAMENTO
SECUNDÁRIO
TRATAMENTO
TERCIÁRIO
Esgoto Tratado

36. TRATAMENTO PRELIMINAR DE
ESGOTOS
O
tratamento preliminar de esgotos visa,
basicamente, a remoção de sólidos grosseiros. Não
há praticamente remoção de DBO, consiste em uma
preparação dos esgotos para o tratamento
posterior, evitando obstruções e danificações em
equipamentos eletro-mecânicos.

37. Gradeamento
Os dispositivos de remoção de
sólidos grosseiros (grades) são
constituídos de barras de ferro ou
aço
paralelas,
posicionadas
transversalmente no canal de
chegada dos esgotos na estação
de tratamento, perpendiculares ou
inclinadas,
dependendo
do
dispositivo de remoção do
material retido. As grades devem
permitir o escoamento dos esgotos
sem produzir grandes perdas de
carga.
tipo
espaçamento
(cm)
grade grosseira
4 - 10
grade média
2- 4
grade fina
1- 2
Fonte: Jordão e Pessoa (1995)

38. Gradeamento
As grades com dispositivo de remoção mecanizada
de material retido são implantadas com inclinações
que variam de 70 a 90o, enquanto que as de
remoção manual possuem inclinações variando
geralmente na faixa de 45 a 60o (ângulo formado
pela grade e o fundo do canal a jusante. A Norma
Brasileira NB – 12.209/90 da ANBT impõe que
para vazões de dimensionamento superiores a
250 L/s as grades deverão possuir dispositivo de
remoção mecanizada do material retido.

39. Gradeamento

40. Gradeamento
A quantidade de material retido nas grades chega a
atingir na prática cerca de 0,04 litros por m3 de
esgoto.
Quantidade de material retido nas grades.
Espaçamento (cm)
2,0
2,5
3,0
4,0
Quantidade (L/m3)
0,038
0,023
0,012
0,009
Jordão e Pessoa (1995)
O material retido pode sofrer processo de lavagem,
secagem e adição de substâncias químicas antes do
envio a aterros sanitários ou incineradores.

41. Gradeamento
Dispositivos de remoção e quantidade de material
retido
Lavagem
Ancinhos
(Rastelo)
Mecânicos
Manuais
Condicionamento
do material retido
Secagem
Adição de
substâncias
químicas

42. Dimensionamento das Grades
As grades são projetadas para que ocorra uma
velocidade de passagem entre 0,6 e 1,0 m/s,
tomando-se por referência a velocidade máxima
horária de esgotos sanitários. A obstrução máxima
admitida é de 50% da área da grade, devendo-se
adotar como perdas de cargas mínimas os valores
de 0,15 m para grades de limpeza manual e 0,10
m para grades de limpeza mecanizada.

43. Dimensionamento das Grades

Para o cálculo da perda de carga nas grades,
pode-se utilizar a fórmula de Metcalf & Eddy:
H = 1,43 . (v2 - vo2) /2g
v é a velocidade de passagem pela grade;
vo é a velocidade de aproximação.

44. Dimensionamento das Grades

A relação entre a área da secção transversal do canal
e a área útil da grade é dada por:
S = Au . (a + t) /a , onde:
S = área da secção transversal do canal, até o nível de água.
Au = área útil da grade.
a = espaçamento entre as barras.
t = espessura das barras.
A relação a / (a + t) é chamada de eficiência (E) da grade e
representa a fração de espaços vazios em relação à área total.

45. Dimensionamento das Grades
Fixando-se a velocidade de passagem, pode-se
determinar a área útil da grade através da
equação da continuidade
Au = Qmáx / v
Obtendo-se a área útil, pode-se calcular a área da
secção transversal do canal (S). Escolhendo-se a
espessura e o espaçamento entre barras
determina-se a eficiência
E e S = Au/E

46. Dimensionamento das Grades
Outros dispositivos de remoção de sólidos grosseiros
Grades de barras curvas
Peneiras estáticas
Peneiras de tambor rotativo
Peneira de
tambor rotativo

47. Desarenação (caixas de retenção de
areia)
A "areia" que infiltra no sistema de esgotos sanitários
e que danifica equipamentos eletromecânicos é
constituída de partículas com diâmetro de 0,2 a 0,4
mm e massa específica  = 2,54 ton/m3. Estas
partículas sedimentam-se individualmente nas
caixas com velocidade média de 2 cm/s.

48. Desarenação (caixas de retenção de
areia)
Dispositivos de remoção
Manuais ou mecânicos (Bandeja de aço removidas por
talha e carretilha ou bombeamento)
 Quantidade e destino do material retido
Quantidade: 30 a 40 L/1.000 m3 de esgoto
 Destino do material retido (“Areia”)
Aterro Sanitário. A areia poderá ser também lavada
em caixas mecanizadas


49. Desarenação (caixas de retenção de
areia)

50. Dimensionamento
O comprimento (L) da caixa de areia é determinado
considerando-se a velocidade dos esgotos de 0,30
m/s e a velocidade de sedimentação da areia de 2
cm/s.
Prática de Projeto
L  22,5.H a 25,0.H

51. Dimensionamento

Largura da caixa de areia
Q  Vh .B.H

Q
B
H .Vh
Taxa de escoamento superficial
Q
Q
q

As B.L
q=600 a 1.300 m3/m2/dia

52. Controle da velocidade por calha
Parshall
Para se manter a mesma velocidade na caixa de areia
tipo canal com velocidade constante controlada por
calha Parshall, para Qmín e Qmáx, tem-se:
Qmín
H 'mín.  Z

Qmáx. H máx.  Z
Fórmula da calha Parshall:
Q = K.HN, em que:
Q = vazão (m3/s)
H = altura de água (m)

53. Controle da velocidade por calha
Parshall
Valores de K e N - Fórmula da Calha Parshall:
Q = K.HN (Q em m3/s e H em m)
Largura
Nominal
N
K
Capacidade (L/s)
3"
1,547
0,176
Mín.
0,85
Máx..
53,8
6"
1,580
0,381
1,52
110,4
9"
1,530
0,535
2,55
251,9
1'
1,522
0,690
3,11
455,6
1 1/2'
1,538
1,054
4,25
696,2
2'
1,550
1,426
11,89
936,7

54. Vídeos
Peneiramento
http://www.youtube.com/watch?v=S1DpTBH13Yw
 Separação água/ óleo
http://www.youtube.com/watch?v=ElunO3UmXF4&featur
e=fvsr
 Flotadores
http://www.youtube.com/watch?v=wXK_XJK3lfw&featur
e=fvwp&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=K1GiLJnS0FE&feature
=related


55. Material Consultado





Tratamento de efluentes Industriais e Qualidade do corpo receptor
Capacitação em gestão estratégica de Recursos hídricos voltada
aos usuários Industriais Módulo iv. CIESP
Braile,Pedro Marcio. Manual de Tratamento de Águas Residuárias
Industriais. São Paulo. CETESB,1993
Giordano,Gandhi.TRATAMENTO E CONTROLE DE EFLUENTES
INDUSTRIAIS. Universidade Estadual do Rio de Janeiro
TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS Técnicas de Tratamento
de Efluentes Industriais Prof. Me. Higino Gomes Júnior Faculdade
de Tecnologia de São Paulo – FATEC
Tratamento de efluentes industriais e domésticos Karla Gomes de
Alencar Pinto. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia
do Rio de Janeiro Minicursos CRQ-IV - 2009

56. Material Consultado




Tratamento preliminar de esgotos gradeamento e caixa
de areia – USP – Faculdade de Engenharia Ambiental –
Anotações de Aulas
Tratamento De Esgoto Sanitário Roque Passos Piveli,
São Paulo, 2007 – USP
Projeto de estações de tratamento de esgoto sanitário
- NBR 12209
IFPA Curso: Técnico em Saneamento - TRATAMENTO DE
ESGOTO - Belém - Setembro/2008Professores:Profª.
M.Sc. Jaqueline Maria Soares.