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ETE/ETA
Estações de tratamento de água
Eng. Prof. Dr. Ariston S. Melo Junior
Em uma Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), todos os componentes poluidores são
separados da água antes de retornarem ao meio ambiente.
VISÃO GERAL DO FLUXOGRAMA DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO
ETE
ETE
O Esgoto Bruto que chega às Estações passa por diversas etapas de tratamento,
são elas:
• Gradeamento
• Desarenação
• Decantador Primário
• Peneira Rotativa
• Digestão Anaeróbia
• Tanque de Aeração
• Decantador Secundário e Retorno do Lodo
ETE
Gradeamento
Ocorre a remoção de sólidos grosseiros, onde o material de
dimensões maiores do que o espaçamento entre as barras é retido. Há grades
grosseiras (espaços de 5,0 a 10,0 cm), grades médias (espaços entre 2,0 a 4,0
cm) e grades finas (1,0 a 2,0 cm).
As principais finalidades da remoção dos sólidos grosseiros são:
 Proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos (bombas e
tubulações);
 Proteção das unidades de tratamento subsequentes;
 Proteção dos corpos receptores
ETE
Desarenação
O mecanismo de remoção da areia é o de sedimentação: os grãos
de areia, devido às suas maiores dimensões e densidade, vão para o fundo
do tanque, enquanto a matéria orgânica, de sedimentação bem mais lenta,
permanece em suspensão, seguindo para as unidades seguintes.
As finalidades básicas da remoção de areia são:
 Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações;
 Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações, tanques,
orifícios, sifões;
 Facilitar o transporte líquido, principalmente a transferência de lodo, em
suas diversas fases.
ETE
Decantador Primário
Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares.
Os esgotos fluem vagarosamente através dos decantadores,
permitindo que os sólidos em suspensão, que apresentam densidade
maior do que a do líquido circundante, sedimentem gradualmente no
fundo.
Essa massa de sólidos, denominada lodo primário bruto, pode
ser adensada no poço de lodo do decantador e ser enviada diretamente
para a digestão ou ser enviada para os adensadores. Uma parte
significativa destes sólidos em suspensão é compreendida pela matéria
orgânica em suspensão.
ETE
Peneira Rotativa
Dependendo da natureza e da granulometria do sólido, as
peneiras podem substituir o sistema de gradeamento ou serem
colocadas em substituição aos decantadores primários. A finalidade
é separar sólidos com granulometria superior à dimensão dos furos
da tela.
O fluxo atravessa o cilindro de gradeamento em
movimento, de dentro para fora. Os sólidos são retidos pela
resultante de perda de carga na tela, são removidos continuamente
e recolhidos em caçambas.
ETE
Tanque de Aeração
A remoção da matéria orgânica é efetuada por reações
bioquímicas, realizadas por microrganismos aeróbios (bactérias,
protozoários, fungos ) no tanque de aeração.
A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre
esses organismos e o material orgânico contido nos esgotos, de tal forma
que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos.
Os microrganismos convertem a matéria orgânica em gás
carbônico, água e material celular (crescimento e reprodução dos
microrganismos).
ETE
Decantador Secundário e Retorno do Lodo
Os decantadores secundários exercem um papel fundamental no processo
de lodos ativados, sendo responsável pela separação dos sólidos em suspensão
presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, e pela
sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador, permitindo o
retorno do lodo em concentração mais elevada.
O efluente do tanque de aeração é submetido à decantação, onde o lodo
ativado é separado, voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é
necessário para suprir o tanque de aeração com uma quantidade suficiente de
microrganismos e manter uma relação alimento/ microrganismo capaz de decompor
com maior eficiência o material orgânico. O efluente líquido oriundo do decantador
secundário é descartado diretamente para o corpo receptor ou passa por tratamento
para que possa ser reutilizado internamente ou oferecida ao mercado para usos
menos nobres, como lavagem de ruas e rega de jardins.
ETE
Adensamento do Lodo
Esta etapa ocorre nos Adensadores de Densidade e nos Flotadores. Como
o lodo contém uma quantidade muito grande de água, deve-se realizar a redução
do seu volume. O adensamento é o processo para aumentar o teor de sólidos do
lodo e, consequentemente, reduzir o volume. Este processo pode aumentar, por
exemplo, o teor de sólidos no lodo descartado de 1% para 5%. Desta forma, as
unidades subsequentes, tais como a digestão, desidratação e secagem, beneficiam-
se desta redução. Dentre os métodos mais comuns, temos o adensamento por
gravidade e por flotação.
O adensamento por gravidade do lodo tem por princípio de
funcionamento a sedimentação por zona, o sistema é similar aos decantadores
convencionais. O lodo adensado é retirado do fundo do tanque.
No adensamento por flotação, o ar é introduzido na solução através de
uma câmara de alta pressão. Quando a solução é despressurizada, o ar dissolvido
forma micro-bolhas que se dirigem para cima, arrastando consigo os flocos de lodo
que são removidos na superfície.
ETE
Digestão Anaeróbia
A digestão é realizada com as seguintes finalidades:
 Destruir ou reduzir os microrganismos patogênicos;
 Estabilizar total ou parcialmente as substâncias instáveis e matéria orgânica
presentes no lodo fresco;
 Reduzir o volume do lodo através dos fenômenos de liquefação, gaseificação e
adensamento;
 Dotar o lodo de características favoráveis à redução de umidade;
 Permitir a sua utilização, quando estabilizado convenientemente, como fonte
de húmus ou condicionador de solo para fins agrícolas.
Na ausência de oxigênio têm-se somente bactérias anaeróbias, que
podem aproveitar o oxigênio combinado. As bactérias acidogênicas degradam os
carboidratos, proteínas e lipídios transformando-os em ácidos voláteis, e as
bactérias metanogênicas convertem grande parte desses ácidos em gases,
predominando a formação de gás metano.
A estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica presente
no lodo fresco também pode ser realizada através da adição de produtos
químicos. Esse processo é denominado estabilização química do lodo.
ETE
Condicionamento Químico do Lodo
O condicionamento químico resulta na coagulação de sólidos e
liberação da água adsorvida. O condicionamento é usado antes dos
sistemas de desidratação mecânica, tais como filtração, centrifugação,
etc.
Os produtos químicos usados incluem cloreto férrico, cal,
sulfato de alumínio e polímeros orgânicos.
ETE
Filtro Prensa de Placas
Em um filtro prensa de placas, a desidratação é feita ao forçar a
água do lodo sob alta pressão. As vantagens do filtro prensa incluem:
 alta concentração de sólidos da torta,
 baixa turbidez do filtrado , e
 alta captura de sólidos.
O teor de sólidos da torta resultante varia de 30 a 40%, para
um tempo de ciclo de filtração de 2 a 5 horas, tempo necessário para
encher a prensa, mantê-la sob pressão, abrir, descartar a torta e fechar a
prensa.
ETE
Secador Térmico
A secagem térmica do Lodo é um processo de redução
de umidade através de evaporação de água para a atmosfera
com a aplicação de energia térmica, podendo-se obter teores de
sólidos da ordem de 90 a 95%.
Com isso, o volume final do lodo é reduzido
significativamente.
ETA
Doenças causadas pela água contaminada
A água contaminada pode conter grande quantidade de agentes
transmissores de doenças. Dentre as doenças veiculadas pela água, as mais
comuns são :
 Cólera
 Febre Tifoide
 Hepatite Tipo A
 Leptospirose
 Giardíase
 Amebíase
 Gastroenterites
 Esquistossomose
Você poderá ser contaminado da seguinte forma :
 Bebendo água contaminada;
 Comendo alimentos lavados com esta água;
 Tomando banho em águas poluídas.
Porque tratar água para abastecimento público?
ETA
Fluxograma de uma Estação de Tratamento de Água (ETA)
ETA
Processos de separação utilizados na ETA:
1. Aeração
2. Coagulação
3. Floculação
4. Decantação ou Flotação
5. Filtração
6. Tratamento por contato
7. Oxidação
ETA
Aeração
Processo de tratamento pelo qual a área de
contato entre a água e o ar é aumentada, de modo a
facilitar o intercâmbio ou troca de gases e substâncias
voláteis entre a água e o ar.
ETA
Coagulação
A coagulação tem por objetivo transformar as impurezas
que se encontram em suspensões finas, em estado coloidal, e
algumas que se encontram dissolvidas em partículas que possam
ser removidas pela decantação ou flotação e filtração.
ETA
Floculação
Processo que ocorre logo após ou simultaneamente com a
coagulação e cuja característica fundamental é a formação de
aglomerados gelatinosos chamados flocos, resultantes da reação
entre o produto químico coagulante e as impurezas da água.
ETA - Cubatão Joinville e Tubarão floculadores
ETA
Decantação ou Flotação
A decantação é o processo pelo qual se verifica a
deposição dos flocos pela ação da gravidade.
Na flotação, por injeção de ar, os flocos, ao invés de
sedimentarem, vão a superfície onde são recolhidos.
ETA - Tubarão, Decantadores
ETA
Filtração
A filtração da água consiste em fazê-la passar através de
materiais porosos capazes de reter ou remover impurezas.
Em geral os constituintes dos filtros são:
 seixos,
 areia, e
 carvão ativado
ETA - Tubarão, Filtros
ETA
Tratamento por contato
É o tipo de tratamento em que a ETA não necessita
das unidades de floculação e decantação, sendo que após
coagulada a água é encaminhada diretamente aos filtros para
retenção das impurezas.
ETA
Oxidação
Processos físicos ou químicos que visam controlar quantidades
excessivas de elementos inconvenientes na água.
Este processo seguido de filtração é muito utilizado para
controle dos teores de ferro e manganês na água.
 Processos de separação e/ou purificação (nas casas);
 Propriedades físico-químicas da água.
Muitas características das águas consideradas inconvenientes podem
ser removidas pelo uso de produtos químicos, cuja ação se faz sentir de diversas
maneiras.
Alguns produtos são utilizados para reagir entre si, ou reagir com a
água e com compostos presentes na água a ser tratada, formando um novo
produto capaz de promover a remoção pretendida.
Os produtos químicos rotineiramente utilizados no tratamento de
água pela Casa são os seguintes:
ETA
Oxidação
Coagulantes
• sulfato de alumínio
• cloreto férrico
Desinfetantes
• cloro gasoso
• hipoclorito de sódio
• hipoclorito de cálcio
Correção de pH
• hidróxido de cálcio
• hidróxido de sódio
• carbonato de sódio
Fluoretação
• fluossilicato de sódio
• ácido fluossilícico
Algicidas
• sulfato de cobre
• desinfetantes
Seqüestrantes para ferro, manganês e dureza
• ortopolífosfatos
Controle de Odor e Sabor
• carvão ativado
Auxiliares de coagulação, floculação, decantação e filtração
polímeros
ETA
Todas as aplicações de produtos químicos em uma estação de
tratamento são precedidas de testes laboratoriais pelo menos diários que
determinam as dosagens a serem aplicadas no volume de água que chega à
ETA.
Um dos testes mais utilizados é o chamado ensaio dos jarros (Jar
Test), que determina a dosagem ótima do agente coagulante. Cada um destes
testes possibilita a aplicação de seis dosagens diferentes, sendo que destas é
escolhida a que clarifica melhor a água.
Todas as aplicações de produtos químicos em uma estação de
tratamento são precedidas de testes laboratoriais pelo menos diários que
determinam as dosagens a serem aplicadas no volume de água que chega à
ETA.
Um dos testes mais utilizados é o chamado ensaio dos jarros (Jar
Test), que determina a dosagem ótima do agente coagulante. Cada um destes
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  • 1. ETE/ETA Estações de tratamento de água Eng. Prof. Dr. Ariston S. Melo Junior
  • 2. Em uma Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), todos os componentes poluidores são separados da água antes de retornarem ao meio ambiente. VISÃO GERAL DO FLUXOGRAMA DE UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO ETE
  • 3. ETE O Esgoto Bruto que chega às Estações passa por diversas etapas de tratamento, são elas: • Gradeamento • Desarenação • Decantador Primário • Peneira Rotativa • Digestão Anaeróbia • Tanque de Aeração • Decantador Secundário e Retorno do Lodo
  • 4. ETE Gradeamento Ocorre a remoção de sólidos grosseiros, onde o material de dimensões maiores do que o espaçamento entre as barras é retido. Há grades grosseiras (espaços de 5,0 a 10,0 cm), grades médias (espaços entre 2,0 a 4,0 cm) e grades finas (1,0 a 2,0 cm). As principais finalidades da remoção dos sólidos grosseiros são:  Proteção dos dispositivos de transporte dos esgotos (bombas e tubulações);  Proteção das unidades de tratamento subsequentes;  Proteção dos corpos receptores
  • 5. ETE Desarenação O mecanismo de remoção da areia é o de sedimentação: os grãos de areia, devido às suas maiores dimensões e densidade, vão para o fundo do tanque, enquanto a matéria orgânica, de sedimentação bem mais lenta, permanece em suspensão, seguindo para as unidades seguintes. As finalidades básicas da remoção de areia são:  Evitar abrasão nos equipamentos e tubulações;  Eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações, tanques, orifícios, sifões;  Facilitar o transporte líquido, principalmente a transferência de lodo, em suas diversas fases.
  • 6. ETE Decantador Primário Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares. Os esgotos fluem vagarosamente através dos decantadores, permitindo que os sólidos em suspensão, que apresentam densidade maior do que a do líquido circundante, sedimentem gradualmente no fundo. Essa massa de sólidos, denominada lodo primário bruto, pode ser adensada no poço de lodo do decantador e ser enviada diretamente para a digestão ou ser enviada para os adensadores. Uma parte significativa destes sólidos em suspensão é compreendida pela matéria orgânica em suspensão.
  • 7. ETE Peneira Rotativa Dependendo da natureza e da granulometria do sólido, as peneiras podem substituir o sistema de gradeamento ou serem colocadas em substituição aos decantadores primários. A finalidade é separar sólidos com granulometria superior à dimensão dos furos da tela. O fluxo atravessa o cilindro de gradeamento em movimento, de dentro para fora. Os sólidos são retidos pela resultante de perda de carga na tela, são removidos continuamente e recolhidos em caçambas.
  • 8. ETE Tanque de Aeração A remoção da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por microrganismos aeróbios (bactérias, protozoários, fungos ) no tanque de aeração. A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o material orgânico contido nos esgotos, de tal forma que esse possa ser utilizado como alimento pelos microrganismos. Os microrganismos convertem a matéria orgânica em gás carbônico, água e material celular (crescimento e reprodução dos microrganismos).
  • 9. ETE Decantador Secundário e Retorno do Lodo Os decantadores secundários exercem um papel fundamental no processo de lodos ativados, sendo responsável pela separação dos sólidos em suspensão presentes no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador, permitindo o retorno do lodo em concentração mais elevada. O efluente do tanque de aeração é submetido à decantação, onde o lodo ativado é separado, voltando para o tanque de aeração. O retorno do lodo é necessário para suprir o tanque de aeração com uma quantidade suficiente de microrganismos e manter uma relação alimento/ microrganismo capaz de decompor com maior eficiência o material orgânico. O efluente líquido oriundo do decantador secundário é descartado diretamente para o corpo receptor ou passa por tratamento para que possa ser reutilizado internamente ou oferecida ao mercado para usos menos nobres, como lavagem de ruas e rega de jardins.
  • 10. ETE Adensamento do Lodo Esta etapa ocorre nos Adensadores de Densidade e nos Flotadores. Como o lodo contém uma quantidade muito grande de água, deve-se realizar a redução do seu volume. O adensamento é o processo para aumentar o teor de sólidos do lodo e, consequentemente, reduzir o volume. Este processo pode aumentar, por exemplo, o teor de sólidos no lodo descartado de 1% para 5%. Desta forma, as unidades subsequentes, tais como a digestão, desidratação e secagem, beneficiam- se desta redução. Dentre os métodos mais comuns, temos o adensamento por gravidade e por flotação. O adensamento por gravidade do lodo tem por princípio de funcionamento a sedimentação por zona, o sistema é similar aos decantadores convencionais. O lodo adensado é retirado do fundo do tanque. No adensamento por flotação, o ar é introduzido na solução através de uma câmara de alta pressão. Quando a solução é despressurizada, o ar dissolvido forma micro-bolhas que se dirigem para cima, arrastando consigo os flocos de lodo que são removidos na superfície.
  • 11. ETE Digestão Anaeróbia A digestão é realizada com as seguintes finalidades:  Destruir ou reduzir os microrganismos patogênicos;  Estabilizar total ou parcialmente as substâncias instáveis e matéria orgânica presentes no lodo fresco;  Reduzir o volume do lodo através dos fenômenos de liquefação, gaseificação e adensamento;  Dotar o lodo de características favoráveis à redução de umidade;  Permitir a sua utilização, quando estabilizado convenientemente, como fonte de húmus ou condicionador de solo para fins agrícolas. Na ausência de oxigênio têm-se somente bactérias anaeróbias, que podem aproveitar o oxigênio combinado. As bactérias acidogênicas degradam os carboidratos, proteínas e lipídios transformando-os em ácidos voláteis, e as bactérias metanogênicas convertem grande parte desses ácidos em gases, predominando a formação de gás metano. A estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica presente no lodo fresco também pode ser realizada através da adição de produtos químicos. Esse processo é denominado estabilização química do lodo.
  • 12. ETE Condicionamento Químico do Lodo O condicionamento químico resulta na coagulação de sólidos e liberação da água adsorvida. O condicionamento é usado antes dos sistemas de desidratação mecânica, tais como filtração, centrifugação, etc. Os produtos químicos usados incluem cloreto férrico, cal, sulfato de alumínio e polímeros orgânicos.
  • 13. ETE Filtro Prensa de Placas Em um filtro prensa de placas, a desidratação é feita ao forçar a água do lodo sob alta pressão. As vantagens do filtro prensa incluem:  alta concentração de sólidos da torta,  baixa turbidez do filtrado , e  alta captura de sólidos. O teor de sólidos da torta resultante varia de 30 a 40%, para um tempo de ciclo de filtração de 2 a 5 horas, tempo necessário para encher a prensa, mantê-la sob pressão, abrir, descartar a torta e fechar a prensa.
  • 14. ETE Secador Térmico A secagem térmica do Lodo é um processo de redução de umidade através de evaporação de água para a atmosfera com a aplicação de energia térmica, podendo-se obter teores de sólidos da ordem de 90 a 95%. Com isso, o volume final do lodo é reduzido significativamente.
  • 15. ETA Doenças causadas pela água contaminada A água contaminada pode conter grande quantidade de agentes transmissores de doenças. Dentre as doenças veiculadas pela água, as mais comuns são :  Cólera  Febre Tifoide  Hepatite Tipo A  Leptospirose  Giardíase  Amebíase  Gastroenterites  Esquistossomose Você poderá ser contaminado da seguinte forma :  Bebendo água contaminada;  Comendo alimentos lavados com esta água;  Tomando banho em águas poluídas. Porque tratar água para abastecimento público?
  • 16. ETA Fluxograma de uma Estação de Tratamento de Água (ETA)
  • 17. ETA Processos de separação utilizados na ETA: 1. Aeração 2. Coagulação 3. Floculação 4. Decantação ou Flotação 5. Filtração 6. Tratamento por contato 7. Oxidação
  • 18. ETA Aeração Processo de tratamento pelo qual a área de contato entre a água e o ar é aumentada, de modo a facilitar o intercâmbio ou troca de gases e substâncias voláteis entre a água e o ar.
  • 19. ETA Coagulação A coagulação tem por objetivo transformar as impurezas que se encontram em suspensões finas, em estado coloidal, e algumas que se encontram dissolvidas em partículas que possam ser removidas pela decantação ou flotação e filtração.
  • 20. ETA Floculação Processo que ocorre logo após ou simultaneamente com a coagulação e cuja característica fundamental é a formação de aglomerados gelatinosos chamados flocos, resultantes da reação entre o produto químico coagulante e as impurezas da água. ETA - Cubatão Joinville e Tubarão floculadores
  • 21. ETA Decantação ou Flotação A decantação é o processo pelo qual se verifica a deposição dos flocos pela ação da gravidade. Na flotação, por injeção de ar, os flocos, ao invés de sedimentarem, vão a superfície onde são recolhidos. ETA - Tubarão, Decantadores
  • 22. ETA Filtração A filtração da água consiste em fazê-la passar através de materiais porosos capazes de reter ou remover impurezas. Em geral os constituintes dos filtros são:  seixos,  areia, e  carvão ativado ETA - Tubarão, Filtros
  • 23. ETA Tratamento por contato É o tipo de tratamento em que a ETA não necessita das unidades de floculação e decantação, sendo que após coagulada a água é encaminhada diretamente aos filtros para retenção das impurezas.
  • 24. ETA Oxidação Processos físicos ou químicos que visam controlar quantidades excessivas de elementos inconvenientes na água. Este processo seguido de filtração é muito utilizado para controle dos teores de ferro e manganês na água.  Processos de separação e/ou purificação (nas casas);  Propriedades físico-químicas da água. Muitas características das águas consideradas inconvenientes podem ser removidas pelo uso de produtos químicos, cuja ação se faz sentir de diversas maneiras. Alguns produtos são utilizados para reagir entre si, ou reagir com a água e com compostos presentes na água a ser tratada, formando um novo produto capaz de promover a remoção pretendida. Os produtos químicos rotineiramente utilizados no tratamento de água pela Casa são os seguintes:
  • 25. ETA Oxidação Coagulantes • sulfato de alumínio • cloreto férrico Desinfetantes • cloro gasoso • hipoclorito de sódio • hipoclorito de cálcio Correção de pH • hidróxido de cálcio • hidróxido de sódio • carbonato de sódio Fluoretação • fluossilicato de sódio • ácido fluossilícico Algicidas • sulfato de cobre • desinfetantes Seqüestrantes para ferro, manganês e dureza • ortopolífosfatos Controle de Odor e Sabor • carvão ativado Auxiliares de coagulação, floculação, decantação e filtração polímeros
  • 26. ETA Todas as aplicações de produtos químicos em uma estação de tratamento são precedidas de testes laboratoriais pelo menos diários que determinam as dosagens a serem aplicadas no volume de água que chega à ETA. Um dos testes mais utilizados é o chamado ensaio dos jarros (Jar Test), que determina a dosagem ótima do agente coagulante. Cada um destes testes possibilita a aplicação de seis dosagens diferentes, sendo que destas é escolhida a que clarifica melhor a água. Todas as aplicações de produtos químicos em uma estação de tratamento são precedidas de testes laboratoriais pelo menos diários que determinam as dosagens a serem aplicadas no volume de água que chega à ETA. Um dos testes mais utilizados é o chamado ensaio dos jarros (Jar Test), que determina a dosagem ótima do agente coagulante. Cada um destes testes possibilita a aplicação de seis dosagens diferentes, sendo que destas é escolhida a que clarifica melhor a água.