O documento descreve os conceitos e classificação de águas residuárias, incluindo esgoto sanitário, esgoto doméstico, esgoto industrial e suas principais características físicas, químicas e biológicas. Também aborda o desenvolvimento histórico do tratamento de esgotos na Europa, Alemanha e Brasil, assim como as etapas e processos típicos utilizados em estações de tratamento de esgoto.

1. Águas Residuárias: conceitos e classificação

2. Águas Residuárias ( efluentes ) Termo usado para caracterizar os despejos provenientes dos diversos usos das águas, tais como doméstico, comercial, industrial, agrícola, estabelecimentos públicos...

3. Esgoto Sanitário “ Despejo líquido constituído de esgotos domésticos e industrial, água de infiltração e a contribuição pluvial parasitária” (NBR 9648 / ABNT, 1986) Esgoto Doméstico “ Despejo líquido resultante do uso da água para higiene e necessidades fisiológicas humanas” (NBR 9648 / ABNT, 1986) Esgoto Industrial “ Despejo líquido resultante dos processos industriais, respeitados os padrões de lançamento estabelecidos” (NBR 9648 / ABNT, 1986)

4. Água de infiltração “ Toda água, proveniente do subsolo, indesejável ao sistema separador e que penetra nas canalizações” (NBR 9648/ABNT, 1986) Contribuição pluvial parasitária “ Parcela de deflúvio superficial inevitavelmente absorvida pela rede coletora de esgoto sanitário” (NBR 9648 / ABNT, 1986)

5. Caracterização das águas residuárias

6. Fonte:Tebbeut (1970 apud Daltro Filho, 2004) Esgoto Sanitário Água (99,9%) Sólidos (0,1%) Orgânicos (70%) Inorgânicos (30%) Detritos (Areia) Sais Metais Proteínas Carboidratos Gorduras

7. sabão, partículas de alimentos, fezes, urina, microrganismos, papel, plásticos, pó, areia, madeira, compostos orgânicos e inorgânicos solúveis, colóides,... Sólidos Suspensos Sólidos Dissolvidos Matéria Orgânica: proteínas: cerca de 40%; Carboidratos: 20 a 50%; Gorduras e óleos: aproximadamente 10%; Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros. Nutrientes (N e P) Organismos Patogênicos: Vírus, bactérias, protozoários PRINCIPAIS CONSTITUÍNTES DO ESGOTO SANITÁRIO

8. CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS FÍSICOS Sólidos Totais Sólidos Suspensos Sólidos Dissolvidos Cor Turbidez Odor Temperatura Equipamentos para realização dos ensaios de sólidos

9. FRAÇÕES DE SÓLIDOS DOS ESGOTOS Sólidos sedimentáveis sedimentação em cone Imhoff após 1h Esgoto Doméstico Fonte: von Sperling (1996) ST 1000mg/L SS 350mg/L SD 650mg/L SSF 50mg/L SSV 300mg/L SDF 400mg/L SDV 250mg/L

10. COR Responsável pela coloração na água; Constituída por sólidos dissolvidos; Corantes orgânicos e inorgânicos; Principais origens: decomposição da matéria orgânica e esgotos industriais (tinturarias, tecelagem, produção de papel); Toxidade variável.

11. ODOR Gases Decomposição da matéria orgânica Também pode ser produzido por contaminantes: fenol, tanantes, etc. Se for fresco- lembra cheiro de mofo Se for séptico- cheiro de “ovo podre”, oriundo da liberação de gás sulfídrico

12. TURBIDEZ Grau de interferência da passagem de luz pelo líquido; Constituída por sólidos em suspensão; Origem: partículas de rochas, argila, siltes, algas e outros microrganismos, despejos domésticos, industriais, erosão, etc.

13. CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS QUÍMICOS DBO 5,20 DQO Nitrogênio Fósforo pH Alcalinidade Acidez Cloretos Oxigênio Dissolvido Micropoluentes inorgânicos Metais pesados espectofotômetro

14. MATÉRIA ORGÂNICA - DBO DBO - Demanda Bioquímica de Oxigênio Corresponde a demanda biológica de oxigênio em 5 dias a 20 0 C. É a quantidade de oxigênio utilizado por microrganismos em mg/L. Quantifica, indiretamente, o material orgânico biodegradável, presente numa amostra.

15. MATÉRIA ORGÂNICA - DQO DQO - Demanda Química de Oxigênio Corresponde à demanda química do oxigênio, necessária à oxidação do material carbonáceo contido nos esgotos. Quantifica, indiretamente, o material orgânico oxidável quimicamente.

16. MATÉRIA ORGÂNICA - COT COT – Carbono Orgânico Total COD – Carbono orgânico dissolvido COP – Carbono orgânico particulado Águas naturais  1 a 20 mg/L (esgotos 1000mg/L) Não há padrão de potabilidade

17. Contribuição “per capita” e concentração típica da matéria orgânica presente nas águas residuárias domésticas . Fonte: Von Sperling (1996) Matéria Orgânica Contribuição per capita típica (g/hab.d) Concentração típica no esgoto bruto (mg/L) DQO 100 700 DBO 50 350 COT 45 250

18. Processos de degradação remoção M.O. Mediado por microrganismos:

19. NUTRIENTES - NITROGÊNIO Presente em todos os tecidos vivos; Indispensáveis ao metabolismo biológico; Origem: despejos domésticos, industriais, excremento de animais e fertilizantes. Problemas: eutrofização, toxidade aos peixes, doenças (metahemoglobinemia, câncer, etc).

20. Transformações da série nitrogenada

21. Contribuição “per capita” e concentração típica das formas nitrogenadas presentes nas águas residuárias domésticas. Fonte: Von Sperling (1996) Forma nitrogenada Contribuição per capita típica (g/hab.d) Concentração típica no esgoto bruto (mg/L) N orgânico 3,5 20 NH 3 e NH 4 4,5 30 NO 3 e NO 2 0 0

22. NUTRIENTES - FÓSFORO Componente importante e necessário do protoplasma; No meio líquido - fosfatos; Origem: Decomposição das rochas, dissolução dos compostos do solo,esgotos domésticos, industriais, excremento de animais e fertilizantes; Problemas: eutrofização

23. eutrofização

24. Contribuição “per capita” e concentração típica das formas fosforadas presentes nas águas residuárias domésticas. Fonte: Von Sperling (1996) Forma fosforada Contribuição per capita típica (g/hab.d) Concentração típica no esgoto bruto (mg/L) P orgânico 0,8 4 P inorgânico 1,7 10 P Total 2,5 14

25. pH pH - potencial hidrogeniônico - concentração de íons H + (escala logarítmica); Indica a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade do líquido; Faixa: 0 - 14; Constituíntes: sólidos dissolvidos, gases dissolvidos; Origem: dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese, despejos domésticos e despejos industriais

26. ALCALINIDADE Capacidade de neutralizar os ácidos; Principais constituíntes: Bicarbonatos (HCO 3 - ), Carbonatos (CO 3 - ) e os Hidróxidos (OH - ); Sólidos dissolvidos Origem: dissolução das rochas, reação CO 2 com a água, despejos industriais; pH>9,4 - hidróxidos e carbonados pH entre 8,3 e 9,4 - carbonatos e bicarbonatos pH entre 4,4 e 8,3 - bicarbonatos

27. OXIGÊNIO DISSOLVIDO Gás oxigênio dissolvido na água; Vital para o metabolismo dos organismos aeróbios; Processos envolvidos: respiração e fotossíntese Importante parâmetro de caracterização dos efeitos da poluição por matéria orgânica, em ambientes aquáticos.

28. METAIS PESADOS Metais pesados: arsênio, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e prata; Efeitos cumulativos, percorrem a cadeia alimentar; Origem: esgotos industriais, atividades mineradoras, atividades de garimpo e agricultura.

29. CARACTERIZAÇÃO DOS ESGOTOS - PARÂMETROS BIOLÓGICOS Coliformes Totais Coliformes Fecais (Termotolerantes) Escherichia coli - constituí na espécie dominante de coliformes fecais . Streptococos fecais - Streptococos faecalis - homem; Streptococos bovis - gado bovino; Streptococos equinus - equinos Testes de Biotoxidade Comunidade Fitoplanctônica Algas tóxicas e cianotoxinas

30. COLIFORMES TOTAIS E FECAIS Colifomes Totais - grande grupo de bactérias encontradas em vários ambientes, poluídos e não poluídos; Coliformes Fecais - Bactérias indicadoras de resíduo do trato intestinal humano e de outros animais endotermos;

31. E. coli e Estreptococos fecais Escherichia coli - constituí na espécie dominante de coliformes fecais . Estreptococos fecais - Várias espécies ou variedades de estreptococos. Habitam o intestino de seres humanos e outros animais. Ex: Streptococos faecalis - homem; Streptococos bovis - gado bovino; Streptococos equinus - equinos

32. MICRORGANISMOS PRESENTES NOS ESGOTOS DOMÉSTICOS BRUTOS Fonte: Arceivalla (1981).

33. Importância do tratamento de efluentes

34. Finalidades do tratamento Remoção de matéria orgânica Remoção de sólidos em suspensão Remoção de organismos patogênicos Remoção de nutrientes Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes

35. Impactos gerados pela ausência de sistemas de tratamento Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes

36. Impactos pela ausência de sistemas de esgotamento sanitário Contaminação biológica e química das águas superficiais, subterrâneas: Problemas de saúde pública Eutrofização Eusaprobicidade Assoreamento Curso de Pós-graduação, em nível de Especialização, em Tratamento Biológico de Efluentes

37. O que ocorre quando um despejo orgânico (material carbonáceo) é lançado num corpo d´água? O que ocorre quando um despejo rico em nutrientes é lançado num corpo d´água? O que ocorre quando um despejo contendo patógenos é lançado num corpo d´água? PARA PESQUISAR!!!! – Apreciação Interpretativa

38. Concepção do Tratamento de Efluentes

39. 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 PO 4 - ; 1975 – ocorrência de mortandade de peixes por excesso de NH 4 / emprego do processo de nitrificação / remoção da NH 4 ; 1980 – presença de resíduos tóxicos nos corpos d’água / emprego de processos químicos / remoção de metais pesados; 1990 – eutrofização do mar / presença excessiva de NO 3 / promoção da desnitrificação; A partir de 1990 – agregação de valor aos subprodutos

40. Desenvolvimento do tratamento de esgotos - Alemanha

41. Desenvolvimento do tratamento de esgotos - Alemanha

42. Desenvolvimento do tratamento de esgotos No Brasil ???? era medieval????

43. Desenvolvimento do tratamento de esgotos No Brasil REMOÇÃO DE SÓLIDOS, MATERIAL CARBONÁCEO E COLIMETRIA - 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.

44. Desenvolvimento do tratamento de esgotos – Brasil / SC Lagoa Anaeróbia Lagoas Facultativas Lagoa Maturação

45. Tratamento de esgotos – Brasil / SC / Vale do Rio do Peixe

46. CONCEPÇÃO DO TRATAMENTO Esgoto Sanitário Esgoto Tratado Estação de Tratamento de Esgotos - ETEs Esgoto doméstico Infiltração na Rede Contribuições específicas Padrões de Emissão Padrões de qualidade

47. Tratamento de Esgotos - ETEs Naturais Compactas

48. Princípios e Etapas do Tratamento de Efluentes

49. Processos de tratamento de esgotos - físicos - químicos - biológicos

50. Processos biológicos biomassa suspensa biomassa aderida

51. Tratamento de Esgotos – ETEs ETAPAS DO TRATAMENTO

52. Esgoto Bruto TRATAMENTO PRELIMINAR TRATAMENTO PRIMÁRIO TRATAMENTO SECUNDÁRIO TRATAMENTO TERCIÁRIO Esgoto Tratado Objetivo: remoção física de sólidos grosseiros e areia Unidades: caixas de areia, grades, peneiras,... Objetivo: remoção física e bioquímica dos sólidos facilmente sedimentáveis Unidades: fossas sépticas, reatores anaeróbios, decantadores primários,... Objetivo: remoção bioquímica da matéria orgânica dos esgotos Unidades: lodos ativados, biofiltros, reatores anaeróbios, lagoas de estabilização,.... Objetivo: remoção de microorganismos patogênicos, remoção de nutrientes Unidades: reatores com UV, ozônio, precipitação dos fosfatos, ....