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O documento apresenta um curso básico sobre tratamento de esgoto sanitário ministrado pelo engenheiro químico Moisés Antônio Benvegnú. O curso aborda tópicos como breve histórico, panorama atual, legislação, características do esgoto e parâmetros de monitoramento, problemas causados pelo despejo de esgoto e etapas do tratamento de esgoto.

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26/06/2021 1 Eng. Químico Moisés Antônio Benvegnú Curso Básico de Tratamento de Esgoto Sanitário Engenheiro Químico pela UFRGS. ​ Experiência de 10 anos na área de tratamento de água e efluentes, atuando na indústria e no saneamento. ​ Trabalhou na Eletrobras - CGT Eletrosul, na operação de planta de água desmineralizada, e com o tratamento de água para caldeira de alta pressão, água de resfriamento, água potável e efluentes industriais. Atualmente trabalha na Companhia Riograndense de Saneamento – CORSAN, onde já foi responsável pela operação de diversas Estações de Tratamento de Esgotosno RS. Cofundador da Água e Efluentes. Instrutor Moisés Antônio Benvegnú Conteúdo do Curso • Breve Histórico • Panorama Atual • Legislação • Características do Esgoto e Parâmetros de Monitoramento • Problemas Causados pelo Despejo de Esgoto • Sistema de Esgotamento Sanitário - SES • Etapas do Tratamento de Esgoto
26/06/2021 2 Livros Recomendados Bibliografia Básica Bibliografia Avançada Breve Histórico Despejos nas ruas na Europa Banheiros públicos em Roma 1887 Estação Experimental Lawrence, em Massachusetts, nos EUA Canal de esgoto em cidade do Vale do Indo Cloaca Máxima em Roma Surto de cólera em Londres 1848 Dispositivo de Mouras 1860 Desenvolvimento do processo de Lodos Ativados por Arden e Lockett Entre 1913 e 1914 Idade Média (476 a 1453) Antiguidade (4000ac a 476dc) Peste Negra Breve Histórico no Brasil • 1561: poço para abastecimento na cidade do RJ • 1673 a 1723: Arcos da Lapa transportavam água do Rio Carioca para o Chafariz • 1864: sistema de coleta de esgotos moderno no RJ
26/06/2021 3 Breve Histórico • http://www.tratabrasil.org.br/blog/2020/01/07/a-origem-do-saneamento-basico/ • https://www.saneamentobasico.com.br/quem-inventou-o-saneamento-basico/ • https://www.eosconsultores.com.br/historia-saneamento-basico-e-tratamento-de-agua-e-esgoto/ • http://www.senado.leg.br/comissoes/ci/ap/AP20091130_FranciscodeAssisSalvianodeSousa.pdf • http://revistadae.com.br/artigos/artigo_edicao_33_n_704.pdf • https://ensinarhistoriajoelza.com.br/a-misteriosa-civilizacao-de-harappa/ • https://www.menos1lixo.com.br/posts/historiasaneamento • https://www.dom.eng.br/single-post/2018/09/25/Breve-hist%C3%B3ria-do-tratamento-de-esgotos • http://etes-sustentaveis.org/?p=3958 Fontes: Panorama Atual
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26/06/2021 10 Fontes notícias • https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2019-09/trecho-morto-do-tiete-aumenta-33-e-esta-com-163-quilometros# • https://www.saneamentobasico.com.br/teresina-esgoto-jogado-rios-tratamentos/ • https://amazonasatual.com.br/manaus-e-a-sexta-cidade-entre-as-dez-com-pior-saneamento-basico/ • https://www.correiodopovo.com.br/especial/esgoto-bem-longe-do-ideal-1.355343 • https://www.folhape.com.br/noticias/noticias/plano-diretor/2018/08/09/NWS,77378,70,1213,NOTICIAS,2190-RECIFE- AINDA-FALTA-SANEAR-METADE-CIDADE.aspx • https://oglobo.globo.com/rio/tomada-por-lixo-esgoto-praia-de-botafogo-agoniza-24198516 Legislação • Resolução CONAMA nº 357 de 2005 - classificação dos corpos d’água superficiais • Resolução CONAMA nº 430 de 2011 - padrões de lançamento de efluentes • Resolução CONAMA nº 396 de 2008 - classificação das águas subterrâneas • Resolução CONAMA nº 498 de 2020 – disposição de lodo de ETE no solo • Lei Federal nº 11445 de 2007 - Saneamento Básico • Lei Federal nº 14026 de 2020 – Novo marco legal do saneamento • Normas ABNT – NBR 12209 – Projeto de Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário – NBR 12208 – Projeto de Estação Elevatória de Esgoto Sanitário – NBR 9649 – Projeto de Rede Coletora de Esgoto Sanitário – NBR 7229 – Projeto, Construção e Operação de Sistemas de Tanques Sépticos – NBR 13969 – Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação
26/06/2021 11 Características do Esgoto e Parâmetros de Monitoramento O que é o esgoto? Esgoto, Efluente ou Água Residual Industrial Sanitário Esgoto Doméstico Água de chuva Eventualmente parcela não significativa de despejos industriais. Água de infiltração Origem:residências, edifícios comerciais, instituições ou quaisquer outras edificações que contenham instalações de banheiros, lavanderias, cozinhas, ou qualquer dispositivo de utilização da água para fins domésticos. Composição:água de banho, urina, fezes, restos de comida, sabão, detergentes, água de lavagem. Extremamente diverso, provém de qualquer utilização da água para fins industriais, e adquirem características próprias em função do processo industrial empregado. Vazão • Base no consumo de água • Quota Per Capita (QPC) • Média, Máxima e Mínima • Estudos populacionais Porteda Comunidade Faixa da População Consumo per capita (QPC) (L/hab.d) Povoado Rural < 5.000 90 – 140 Vila 5.000 – 10.000 100 – 160 Pequenalocalidade 10.000 – 50.000 110 – 180 Cidade média 50.000 – 250.000 120 – 220 Cidade grande > 250.000 150 – 300
26/06/2021 12 Vazão • Vazão média • Coeficiente de Retorno (R) – R = Qesgoto/Qágua ≈ 0,8 • Variação da vazão – K1 = 1,2 (coeficiente do dia de maior consumo) – K2 = 1,5 (coeficiente da hora de maior consumo) – K3 = 0,5 (coeficiente da hora de menor consumo) – Assim: – Qmáx = Qméd . K1 . K2 = 1,8 Qméd – Qmín = Qméd . K3 = 0,5 Qméd Vazão • Água de chuva • Ligações clandestinas • Infiltração – Vazão por km de rede ou km² – NBR 9649 cita 0,05 a 1,0 L/s.km – Estimada de 20 a 2000 m³/d.km² • Vazão industrial Cor Esgoto fresco Esgoto velho
26/06/2021 13 Odor • Esgoto fresco: odor de mofo, suportável • Esgoto velho: odor de ovo podre, desagradável • Gases gerados nos processos de tratamento • Subprodutos sólidos contaminados são fontes de mau cheiro • Sistemas projetados e operando de forma adequada não devem gerar odores significativos Temperatura • Varia de acordo com as estações do ano • Atividade microbiana • Velocidade das reações químicas • Solubilidade dos gases • Viscosidade dos líquidos pH e Alcalinidade pH: potencial hidrogeniônico (H+) Alcalinidade: capacidade de neutralizar ácidos pH íons > 9,4 hidróxidos e carbonatos 8,3 a 9,4 carbonatos e bicarbonatos 4,4 a 8,3 apenas bicarbonatos
26/06/2021 14 Sólidos Esgoto Água (99,9%) Sólidos (0,1%) Poluição Tratamento Sólidos Totais (ST) 1000 mg/L Em Suspensão (SS ou SST) 350 mg/L Dissolvidos (SD ou SDT) 650 mg/L Fixos (SSF) 50 mg/L Voláteis (SSV) 300 mg/L Voláteis (SDV) 250 mg/L Fixos (SDF) 400 mg/L Matéria Orgânica • Consumo de OD pelos microrganismos para a sua estabilização • Proteínas, carboidratos, gorduras e óleos, ureia, surfactantes.. • Fração biodegradável e inerte • Fração particulada ou solúvel • Dificuldade de analisar separadamente os compostos • Métodos diretos e indiretos de análise • Indiretos: DBO e DQO (mais usados) • Direto: COT (pouco usado) Glicose Proteína
26/06/2021 15 Oxigênio Dissolvido Matéria Orgânica + O2 + Bactérias CO2 + H2O + Bactérias + Energia DBO 0 mg/L 8 a 9 mg/L DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio • Conceito: Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea • Indica a fração biodegradável • Taxa de degradação do efluente • Taxa de consumo de O2 • Método demorado • DBOúltima: cerca de 20 dias • DBO5 20 : 5 dias a 20°C DBO (mg O2/L) DBO5 DBOúltima Tempo (dias) 5 10 20 15 DBOúltima DBO5 = 1,46 DBO5 20 do esgoto bruto: 250 a 400 mgO2 /L • Conceito: Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos químicos, a matéria orgânica carbonácea • Oxidação química • Matéria orgânica biodegradável e inerte • Compostos inorgânicos • Resultado em até 3 horas • Não se pode prever a taxa de oxidação DQO – Demanda Química de Oxigênio Relação DQO/DBO normalmente em torno de 1,7 a 2,4
26/06/2021 16 COT – Carbono Orgânico Total Crédito: Rafael Casagrande/Unisinos • Método direto • CO2 liberado • Resultados rápidos • Ensaio ainda pouco utilizado • Pode se tornar mais viável Nitrogênio Nitrogênio Orgânico (proteínas, ureia) Amônia (NH3) Nitrito (NO2 -) Nitrato (NO3 -) Nitrogênio gasoso (N2) Amonificação Nitrificação Desnitrificação Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) Nitrogênio Total Uréia Nitrogênio N total NOx NTK NOx Amônia N org NOx NTK solúvel NTK particulado Esgoto doméstico bruto
26/06/2021 17 Nitrogênio Poluição das águas • Eutrofização • Consumo de OD - Nitrificação • Amônia livre é tóxica para os peixes • Doenças associadas ao Nitrato Tratamento de Esgoto • Importante para os microrganismos • Consome OD e alcalinidade na nitrificação • Havendo desnitrificação: • Economia de OD e alcalinidade • Aderência de N2 nos flocos e deterioração da sedimentação Cafeína Nitrogênio pH T = 15°C T = 20°C T = 25°C % NH3 % NH4 + % NH3 % NH4 + % NH3 % NH4 + 6,5 0,09 99,91 0,13 99,87 0,18 99,82 7,0 0,27 99,73 0,40 99,60 0,57 99,43 7,5 0,86 99,14 1,24 98,76 1,77 98,23 8,0 2,67 97,33 3,82 96,18 5,38 94,62 8,5 7,97 92,03 11,16 88,84 15,25 84,75 9,0 21,50 78,50 28,43 71,57 36,27 63,73 9,5 46,41 53,59 55,68 44,32 64,28 35,72 Fósforo • Fósforo Total = Fosfatos (PO4 3-) • Eutrofização • Importante para os microrganismos no tratamento • Fração inorgânica – Formada por polifosfatose ortofosfatos – Origem: detergentes e outros produtos químicos domésticos – Solúvel • Fração orgânica – Ligado a compostos orgânicos – Origem: fisiológica – Maior parte particulada Tripolifosfato de Sódio Íon fosfato
26/06/2021 18 Fósforo P total P inorg (poli+orto fosfato) P org P solúvel P particulado Formasem que os ortofosfatos se apresentam nas águas: PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, H3PO4 Trifosfato de adenosina (ATP) Esgoto doméstico bruto Organismos Patogênicos • Microrganismos importantes no tratamento • Transmissores de doenças – PATOGÊNICOS • Bactérias, vírus, protozoários e helmintos • Origem predominantemente humana • Podem também ter procedência animal Doença Bactéria Febre tifóide Salmonellatyphi Febre paratifóide Salmonellaparatyphi Salmonella Salmonella– várias espécies Disenteria bacilar Shigella dysenteriae Cólera Vibrio cholerae Gastroenterite E. coli enteropatogênica Gastroenterite Campylobacterjejuni e coli Leptospirose Leptospira– várias espécies Doença Vírus Poliomelite Poliomyelitis virus Hepatite infecciosa Vírus da hepatite A Meningite Enterovírus Gastroenterite Enterovírus, Norwalk, rotavírus, etc – vários tipos Doenças respiratórias Adenovírus – vários tipos Doença Protozoário Balantidíase Balantidium coli Disenteria amebiana Entamoebahistolytica Giardíase Girardialamblia Criptosporidiose Cryptosporidium Doença Helminto Ascaridíase Ascaris lumbricoides Tricuríase Trichuristrichiura Doenças de transmissão feco-oral associadas à água
26/06/2021 19 Indicadores de Contaminação Fecal • Difícil detecção dos organismos patogênicos • Organismos indicadores de contaminação fecal • Contaminação por fezes humanas ou de animais • Potencialidade de transmitir doenças • Bactérias do grupo Coliforme Grupo Coliformes • Grande quantidade nas fezes humanas • Alta probabilidade de detecção • Resistência ligeiramente superior • Mesmos mecanismos de remoção • Testes para detecção rápidos e econômicos • Mais utilizados – Coliformes Totais – Coliformes Termotolerantes – Escherichia coli Coliformes Totais • Encontrados no ambiente e em fezes de animais de sangue quente • Engloba bactérias não fecais • Conhecidos como de vida livre ou não intestinais • Sem relação quantificável com patogênicos • Indicado para sistema de abastecimento de água potável
26/06/2021 20 Coliformes Termotolerantes • Predominantemente de origem fecal • Amostra submetida a temperaturas superiores • Permanecem bactérias de origem não fecal • C. Termotolerantes e não C. Fecais Escherichia coli • Principal bactéria dos Coliformes Termotolerantes • Abundante nas fezes humanas e de animais • Detecção laboratorial bastante simples • Garantia de contaminação exclusivamente fecal • Mas sem garantia que seja humana • Tendência de ser utilizado como indicador • Algumas cepas são patogênicas • Avaliar contaminação exclusivamente fecal humana requer testes complementares Indicadores de Contaminação Fecal Bactérias de vida livre Bactérias intestinais humanas C. Totais C. Termo E. coli Patogênicas Bactérias intestinais de animais
26/06/2021 21 Outros • Enxofre • Óleos e Gorduras • Surfactantes • Metais Pesados • Micropoluentes Orgânicos Características físico-químicas dos esgotos sanitários Parâmetro Contribuição per capita (g/hab.d) Concentração Faixa Típico Unidade Faixa Típico Sólidos totais 120- 220 180 mg/L 700- 1350 1100 Em suspensão 35- 70 60 mg/L 200- 450 350 Fixos 7 - 14 10 mg/L 40- 100 80 Voláteis 25- 60 50 mg/L 165- 350 320 Dissolvidos 85- 150 120 mg/L 500- 900 700 Fixos 50- 90 70 mg/L 300- 550 400 Voláteis 35- 60 50 mg/L 200- 350 300 Sedimentáveis - - mL/L 10- 20 15 Matéria orgânica DBO5 40- 60 50 mg/L 250- 400 300 DQO 80- 120 100 mg/L 450- 800 600 DBOúltima 60- 90 75 mg/L 350- 600 450 Nitrogênio total 6 - 10 8 mgN/L 35- 60 45 Nitrogênio orgânico 2,5- 4,0 3,5 mgN/L 15- 25 20 Amônia 3,5- 6,0 4,5 mgNH3-N/L 20- 35 25 Nitrito ≈ 0 ≈ 0 mgNO2 - -/L ≈ 0 ≈ 0 Nitrato 0,0- 0,2 ≈ 0 mgNO3 - -/L 0 - 1 ≈ 0 Fósforo Total 0,7- 2,5 1 mgP/L 4 - 15 7 Fósforo orgânico 0,2- 1,0 0,3 mgP/L 1 - 6 2 Fósforo inorgânico 0,25- 1,5 0,7 mgP/L 3 - 9 5 pH - - - 6,7- 8,0 7,0 Alcalinidade 20- 40 30 mgCaCO3/L 100- 250 200 Metaispesados ≈ 0 ≈ 0 mg/L traços traços Compostosorgâ. tóxicos ≈ 0 ≈ 0 mg/L traços traços Microrganismos e parasitas presentes nos esgotos domésticos Tipo Organismo Contribuiçãoper capita (org/hab.d) Concentração (org/100mL) Bactérias Coliformes totais 109 - 1013 106 - 1010 Coliformes termotolerantes 109 - 1012 106 - 109 Escherichiacoli 109 - 1012 106 - 109 Shigella 103 - 106 100 - 103 Salmonella 105 - 107 102 - 104 Protozoários Cryptosporidiumparvum(oocistos) 104 - 106 101 - 103 Entamoebahistolystica (cistos) 104 - 108 101 - 105 Giardia lamblia (cistos) 104 - 107 101 - 104 Helmintos Helmintos (ovos) 103 - 106 100 - 103 Ascaris lumbricoides 101 - 106 10-2 - 103 Vírus Vírus entéricos 105 - 107 102 - 104
26/06/2021 22 Problemas causados pelo despejo de esgoto Poluição • Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; • Criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; • Afetem desfavoravelmente a biota; • Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente; e • Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.” Fonte: Lei Federal nº 6938, de 1981, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente. “degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: Problemas causados pelo despejo de esgoto • Diminuição do oxigênio dissolvido dos corpo d’águas • Contaminação por organismos patogênicos • Eutrofização de lagos e represas
26/06/2021 23 Consumo do Oxigênio Dissolvido (OD) Consumo do Oxigênio Dissolvido DBO solúvel e finamente particulada (oxidação) DBO suspensa (sedimentação) demanda bentônica reaeração atmosférica revolvimento DBO OD nitrificação DBO DBO OD OD fotossíntese OD lodo Matéria Orgânica + O2 + Bactérias CO2 + H2O + Bactérias + Energia AUTODEPURAÇÃO Autodepuração
26/06/2021 24 OD na CONAMA 357/2005 Classe OD mínimo (mg/L) Especial Não são permitidos lançamentos de efluentes mesmo tratados 1 6,0 2 5,0 3 4,0 4 2,0 Valores que devem ser mantidos nos corpos hídricos: Contaminação por Organismos Patogênicos Contaminação por Organismos Patogênicos
26/06/2021 25 Contaminação por Organismos Patogênicos Concentração (NMP/100mL) Distânciaou Tempo despejo Contaminação por Organismos Patogênicos Concentração (NMP/100mL) Distânciaou Tempo despejo Físicos Químicos Biológicos Doenças de transmissão feco-oral associadas à água Doença Bactéria Febre tifóide Salmonellatyphi Febre paratifóide Salmonellaparatyphi Salmonella Salmonella– várias espécies Disenteria bacilar Shigella dysenteriae Cólera Vibrio cholerae Gastroenterite E. coli enteropatogênica Gastroenterite Campylobacterjejuni e coli Leptospirose Leptospira– várias espécies Doença Vírus Poliomelite Poliomyelitis virus Hepatite infecciosa Vírus da hepatite A Meningite Enterovírus Gastroenterite Enterovírus, Norwalk, rotavírus, etc – vários tipos Doenças respiratórias Adenovírus – vários tipos Doença Protozoário Balantidíase Balantidium coli Disenteria amebiana Entamoebahistolytica Giardíase Girardialamblia Criptosporidiose Cryptosporidium Doença Helminto Ascaridíase Ascaris lumbricoides Tricuríase Trichuristrichiura
26/06/2021 26 Eutrofização Eutrofização • Conceito • Algas e outras plantas aquáticas • N e P nos esgotos • Excesso de nutrientes • Floração • Lagos e Represas • Outros fatores Eutrofização • Estéticos e recreacionais • Condições anaeróbias • Mortandade de peixes • Custo do tratamento de água • Cianotoxinas Problemas
26/06/2021 27 Sistema de Esgotamento Sanitário - SES CESAN Corpo d’água receptor Sistema de Esgotamento Sanitário - SES Rede Coletora
26/06/2021 28 Rede Coletora EBE - Estação de Bombeamento de Esgoto ETE - Estação de Tratamento de Esgoto
26/06/2021 29 Etapas do Tratamento de Esgoto Etapas de Tratamento Rede Coletora EBE Tratamento Preliminar Tratamento Primário Tratamento Secundário Tratamento Terciário Tratamento do Lodo Esgoto bruto Subprodutos sólidos Destinação final Lodo Esgoto tratado Destinação final Etapas de Tratamento Coagulante Decantador Primário Decantador Secundário Tanque Aerado Calha Parshall Desarenador Gradeamento EBE Caçamba Câmara de contato Floculador Leitosde Secagem Lodo desidratado sendo enviado paralocal licenciado Corpo hídrico receptor Desinfetante Digestor de lodo Líquido percolado dosleitos Queimador Biogás Lodo recirculado Lodo Lodo digerido Rede coletora Esgoto bruto Esgoto tratado
26/06/2021 30 Tratamento Preliminar • Gradeamento • Desarenador • Medidor de Vazão Gradeamento • Proteção dos dispositivos de transporte • Proteção dos dispositivos de tratamento • Proteção dos corpos d’água receptores • Remoção parcial da carga poluidora remover sólidos grosseiros Gradeamento Tipo de grade Milímetros Grades grosseiras 40 a 100 Grades médias 20 a 40 Grades finas 10 a 20 Peneiras 0,25 a 10
26/06/2021 31 Desarenador • Abrasão • Obstruções • Facilitar o transporte líquido Partículas entre 0,1 e 0,4 mm removidas por sedimentação remover areia Desarenador Medidor de Vazão
26/06/2021 32 Tratamento Primário • Mecanismo: físico • Sólidos orgânicos • DBO em suspensão • Remoção – Sólidos suspensos: 60 a 70% – DBO: 25 a 35% • Materiais flutuantes remover sólidos suspensos sedimentáveis Tratamento Primário • Decantador Primário • Fossa Séptica Decantador Primário
26/06/2021 33 Decantador Primário Fossa Séptica Fossa Séptica
26/06/2021 34 Fossa Séptica biodigestora da Embrapa Tratamento Secundário • Mecanismo: biológico • Processos naturais otimizados • Sólidos não sedimentáveis • DBO em suspensão fina • DBO solúvel • Eventualmente nutrientes e patógenos • Remoção de 60 a 98% de DBO remover matéria orgânica Tratamento Secundário • Processos Aeróbios e Anaeróbios • Reator Anaeróbio – UASB • Fossa Séptica e Filtro Anaeróbio • Lodos Ativados • Reatores Aeróbios com Biofilmes • Lagoas de Estabilização • Banhados Construídos (Wetlands) • Disposição Controlada no Solo
26/06/2021 35 Tratamento Secundário Aeróbio: processos aeróbios e anaeróbios Anaeróbio: Energia: Aeróbio: respiração - O2 Anaeróbio: fermentação, metanogênese, desnitrificação, sulfetogênese Tratamento Secundário processos aeróbios e anaeróbios aeróbio anaeróbio Reator Aeróbio DQO afluente (100%) Gás Carbônico (40 a 50%) Lodo (30 a 40%) DQO Efluente (5 a 15%) Reator Anaeróbio DQO afluente (100%) Gás Metano (50 a 70%) Lodo (5 a 15%) DQO Efluente (10 a 30%) Tratamento Secundário processos aeróbios e anaeróbios
26/06/2021 36 Processo Vantagens Desvantagens Aeróbio • Operação mais flexível a flutuações • Melhor eficiência na remoção de matéria orgânica • Remoção de nitrogênio amoniacal • Redução dos níveis dos materiais graxos e coliformes • Maior custo operacional • Alta dependência de energia elétrica • O gás gerado não pode ser aproveitado energeticamente (CO2) • Alta produção de lodo • Tempo maior de secagem do lodo • Ruído Anaeróbio • Baixa produção de lodo, maior estabilidade e facilidade de desidratação • Não necessita de energia elétrica • Produção de metano (biogás) • Possibilidade de preservação da biomassa • Operação menos flexível a flutuações • Lenta taxa de crescimento das bactérias produtoras de metano • Eficiência moderada • Geração de sulfeto de hidrogênio (odor desagradável e corrosão) Tratamento Secundário processos aeróbios e anaeróbios Reator Anaeróbio - UASB UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reator Anaeróbio de Manta de Lodo Entrada do esgoto Saída do efluente Biogás Reator Anaeróbio - UASB
26/06/2021 37 Reator Anaeróbio - UASB Reator Anaeróbio - UASB Fossa Séptica e Filtro Anaeróbio
26/06/2021 38 Fossa Séptica e Filtro Anaeróbio Lodos Ativados • Convencional • Aeração Prolongada • Reator Sequencial em Batelada - SBR • Biorreator de Membranas – MBR • Sistemas de Aeração • Decantadores Secundários Lodos Ativados Entrada Saída Lodo em excesso removido Lodo recirculado Injeção de ar Lodo Decantador Tanque aerado convencional
26/06/2021 39 Lodos Ativados Lodos Ativados Lodos Ativados convencional Lodos Ativados aeração prolongada
26/06/2021 40 Reator Sequencial em Batelada - SBR SBR - Sequencing Batch Reactor Reator Sequencial em Batelada - SBR SBR - Sequencing Batch Reactor Biorreator de Membranas - MBR MBR – Membrane Bioreactor
26/06/2021 41 Sistemas de Aeração aeradores superficiais mecânicos Sistemas de Aeração ar difuso Decantadores Secundários
26/06/2021 42 Decantadores Secundários Lodos Ativados Esgoto Bruto Esgoto Tratado Lodos Ativados Parâmetro Lodos ativados convencional Lodos ativados com aeração prolongada DBO5 (%) 85 – 93 90 – 97 DQO (%) 80 – 90 83 – 93 Sólidos em Suspensão (%) 87 – 93 87 – 93 Amônia (%) > 80 > 80 Nitrogênio Total (%) < 60 < 60 Fósforo Total (%) < 35 < 35 Coliformes (unidade log) 1-2 1-2
26/06/2021 43 • Filtro Biológico Percolador • Biofiltro Aerado Submerso • MBBR/IFAS • Biodisco Reatores Aeróbios com Biofilmes Filtro Biológico Percolador Filtro Biológico Percolador
26/06/2021 44 Filtro Biológico Percolador Imagem: Krzysztof A. Zacharski Biofiltro Aerado Submerso MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor MBBR Reator de Leito Móvel com Biofilme
26/06/2021 45 MovingBed Biofilm Reactor/IntegratedFixed Film Activated Sludge MBBR/IFAS Reator de Leito Móvel com Biofilme Meio Suporte Plástico Biodisco
26/06/2021 46 Lagoas de Estabilização • Lagoa Facultativa • Lagoa Anaeróbia • Lagoa Facultativa Aerada • Lagoa Aerada de Mistura Completa e de Decantação • Lagoas de Maturação e Polimento Lagoa Facultativa 1,5 a 2,0 metros Lagoa Anaeróbia
26/06/2021 47 Lagoas de Estabilização Lagoas de Estabilização Lagoas de Estabilização
26/06/2021 48 Wetlands Construídos Superficial Subsuperficial Horizontal Vertical Quanto ao regime de escoamento Quanto à direção do escoamento Wetlands Construídos Sistema francês tradicional www.gesad.ufsc.br Wetlands Construídos
26/06/2021 49 BET – Bacia de Evapotranspiração Círculo de Bananeiras Disposição Controlada no Solo • Alternativa para disposição final • Tratamento em diferentes níveis • Recarga do lençol freático e evapotranspiração • Necessidade das plantas • Destino dos contaminantes no solo
26/06/2021 50 Disposição Controlada no Solo • Mecanismos físicos, químicos e biológicos • Degradação da matéria orgânica no solo • Tipos de aplicação no solo – Infiltração lenta (irrigação) – Infiltração rápida – Infiltração subsuperficial – Escoamento subsuperficial • Formas de aplicação Disposição Controlado no Solo • Infiltração lenta • Infiltração rápida • Infiltração subsuperficial • Escoamento superficial Tratamento Terciário • Nutrientes (Nitrogênio e Fósforo) • Organismos Patogênicos (Desinfecção) • DBO e SS residuais • Metais • Outros específicos
26/06/2021 51 Remoção de Nutrientes • Volatilização da amônia • Nitrificação-Desnitrificação • Sedimentação do nitrogênio orgânico particulado • Assimilação dos nutrientes pelas bactérias e algas • Sedimentação dos fosfatos lagoas de estabilização Remoção de Nutrientes disposição controlada no solo • N e P para as plantas • Substituição aos fertilizantes sintéticos • Fertirrigação • Precauções • Destino produtivo dos esgotos Remoção de Nutrientes • Nitrificação • Desnitrificação – Condições anóxicas – Recirculações internas • Desfosfatação (apenas lodos ativados) – Condições anaeróbias e aeróbias alternadas – Organismos acumuladores de fósforo Filamentous poly-P bacteria in the foam of activated sludge lodos ativados e reatores aeróbios com biofilmes
26/06/2021 52 Remoção de Nutrientes • Nitrogênio – Aumento do pH • Fósforo – Agentes coagulantes – Filtração ou flotação – Combinação de ambos processos físico-químicos Desinfecção • Organismos patogênicos • Bactérias, vírus, protozoários e helmintos • Mecanismos envolvidos • Processos Naturais • Processos Artificiais • Remoção de coliformes na ordem de 99,99% ou mais PROSAB Desinfecção • Lagoas de Maturação/Polimento • Disposição controlada no solo processos naturais
26/06/2021 53 Desinfecção • Cloração • Ozonização • Ultravioleta • Outros – Oxidantes – Membranas – Processos Oxidativos Avançados processos artificiais SESAMM Flotador Tratamento do Lodo • Material gradeado • Areia • Escuma • Lodo Primário • Lodo Biológico • Lodo Químico suprodutos sólidos gerados na ETE
26/06/2021 54 Lodo Tratamento do Lodo • Adensamento • Estabilização • Condicionamento • Desaguamento ou Desidratação • Higienização ou Desinfecção • Disposição Final Adensamento Objetivo: aumentar a concentração de sólidos no lodo Estabilização Objetivo: remoção da matéria orgânica do lodo
26/06/2021 55 Condicionamento Objetivo: preparação para o desaguamento Desaguamento Objetivo: remoção de umidade e volume Centrífuga Decanter Filtro Prensa de Esteiras Leito de Secagem Filtro Prensa Bag Prensa Parafuso Higienização Objetivo: remoção de organismos patogênicos Compostagem Radiação Solar Secagem Térmica Caleação
26/06/2021 56 Disposição Final Aproveitamento na agricultura Aterro Sanitário Tratamento do Lodo Muito Obrigado!
26/06/2021 57 A Organização Mundial da Saúde (OMS) afirmou que, para cada dólar investido em água e saneamento, são economizados 4,3 dólares em custos de saúde no mundo, enquanto 2,5 bilhões de pessoas ainda sofrem com a falta de acesso a serviços de saneamento básico e 1 bilhão pratica a defecação ao ar livre.

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  • 1.
    26/06/2021 1 Eng. Químico MoisésAntônio Benvegnú Curso Básico de Tratamento de Esgoto Sanitário Engenheiro Químico pela UFRGS. ​ Experiência de 10 anos na área de tratamento de água e efluentes, atuando na indústria e no saneamento. ​ Trabalhou na Eletrobras - CGT Eletrosul, na operação de planta de água desmineralizada, e com o tratamento de água para caldeira de alta pressão, água de resfriamento, água potável e efluentes industriais. Atualmente trabalha na Companhia Riograndense de Saneamento – CORSAN, onde já foi responsável pela operação de diversas Estações de Tratamento de Esgotosno RS. Cofundador da Água e Efluentes. Instrutor Moisés Antônio Benvegnú Conteúdo do Curso • Breve Histórico • Panorama Atual • Legislação • Características do Esgoto e Parâmetros de Monitoramento • Problemas Causados pelo Despejo de Esgoto • Sistema de Esgotamento Sanitário - SES • Etapas do Tratamento de Esgoto
  • 2.
    26/06/2021 2 Livros Recomendados Bibliografia BásicaBibliografia Avançada Breve Histórico Despejos nas ruas na Europa Banheiros públicos em Roma 1887 Estação Experimental Lawrence, em Massachusetts, nos EUA Canal de esgoto em cidade do Vale do Indo Cloaca Máxima em Roma Surto de cólera em Londres 1848 Dispositivo de Mouras 1860 Desenvolvimento do processo de Lodos Ativados por Arden e Lockett Entre 1913 e 1914 Idade Média (476 a 1453) Antiguidade (4000ac a 476dc) Peste Negra Breve Histórico no Brasil • 1561: poço para abastecimento na cidade do RJ • 1673 a 1723: Arcos da Lapa transportavam água do Rio Carioca para o Chafariz • 1864: sistema de coleta de esgotos moderno no RJ
  • 3.
    26/06/2021 3 Breve Histórico • http://www.tratabrasil.org.br/blog/2020/01/07/a-origem-do-saneamento-basico/ •https://www.saneamentobasico.com.br/quem-inventou-o-saneamento-basico/ • https://www.eosconsultores.com.br/historia-saneamento-basico-e-tratamento-de-agua-e-esgoto/ • http://www.senado.leg.br/comissoes/ci/ap/AP20091130_FranciscodeAssisSalvianodeSousa.pdf • http://revistadae.com.br/artigos/artigo_edicao_33_n_704.pdf • https://ensinarhistoriajoelza.com.br/a-misteriosa-civilizacao-de-harappa/ • https://www.menos1lixo.com.br/posts/historiasaneamento • https://www.dom.eng.br/single-post/2018/09/25/Breve-hist%C3%B3ria-do-tratamento-de-esgotos • http://etes-sustentaveis.org/?p=3958 Fontes: Panorama Atual
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9.
  • 10.
    26/06/2021 10 Fontes notícias • https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2019-09/trecho-morto-do-tiete-aumenta-33-e-esta-com-163-quilometros# •https://www.saneamentobasico.com.br/teresina-esgoto-jogado-rios-tratamentos/ • https://amazonasatual.com.br/manaus-e-a-sexta-cidade-entre-as-dez-com-pior-saneamento-basico/ • https://www.correiodopovo.com.br/especial/esgoto-bem-longe-do-ideal-1.355343 • https://www.folhape.com.br/noticias/noticias/plano-diretor/2018/08/09/NWS,77378,70,1213,NOTICIAS,2190-RECIFE- AINDA-FALTA-SANEAR-METADE-CIDADE.aspx • https://oglobo.globo.com/rio/tomada-por-lixo-esgoto-praia-de-botafogo-agoniza-24198516 Legislação • Resolução CONAMA nº 357 de 2005 - classificação dos corpos d’água superficiais • Resolução CONAMA nº 430 de 2011 - padrões de lançamento de efluentes • Resolução CONAMA nº 396 de 2008 - classificação das águas subterrâneas • Resolução CONAMA nº 498 de 2020 – disposição de lodo de ETE no solo • Lei Federal nº 11445 de 2007 - Saneamento Básico • Lei Federal nº 14026 de 2020 – Novo marco legal do saneamento • Normas ABNT – NBR 12209 – Projeto de Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário – NBR 12208 – Projeto de Estação Elevatória de Esgoto Sanitário – NBR 9649 – Projeto de Rede Coletora de Esgoto Sanitário – NBR 7229 – Projeto, Construção e Operação de Sistemas de Tanques Sépticos – NBR 13969 – Tanques sépticos - Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos - Projeto, construção e operação
  • 11.
    26/06/2021 11 Características do Esgotoe Parâmetros de Monitoramento O que é o esgoto? Esgoto, Efluente ou Água Residual Industrial Sanitário Esgoto Doméstico Água de chuva Eventualmente parcela não significativa de despejos industriais. Água de infiltração Origem:residências, edifícios comerciais, instituições ou quaisquer outras edificações que contenham instalações de banheiros, lavanderias, cozinhas, ou qualquer dispositivo de utilização da água para fins domésticos. Composição:água de banho, urina, fezes, restos de comida, sabão, detergentes, água de lavagem. Extremamente diverso, provém de qualquer utilização da água para fins industriais, e adquirem características próprias em função do processo industrial empregado. Vazão • Base no consumo de água • Quota Per Capita (QPC) • Média, Máxima e Mínima • Estudos populacionais Porteda Comunidade Faixa da População Consumo per capita (QPC) (L/hab.d) Povoado Rural < 5.000 90 – 140 Vila 5.000 – 10.000 100 – 160 Pequenalocalidade 10.000 – 50.000 110 – 180 Cidade média 50.000 – 250.000 120 – 220 Cidade grande > 250.000 150 – 300
  • 12.
    26/06/2021 12 Vazão • Vazão média •Coeficiente de Retorno (R) – R = Qesgoto/Qágua ≈ 0,8 • Variação da vazão – K1 = 1,2 (coeficiente do dia de maior consumo) – K2 = 1,5 (coeficiente da hora de maior consumo) – K3 = 0,5 (coeficiente da hora de menor consumo) – Assim: – Qmáx = Qméd . K1 . K2 = 1,8 Qméd – Qmín = Qméd . K3 = 0,5 Qméd Vazão • Água de chuva • Ligações clandestinas • Infiltração – Vazão por km de rede ou km² – NBR 9649 cita 0,05 a 1,0 L/s.km – Estimada de 20 a 2000 m³/d.km² • Vazão industrial Cor Esgoto fresco Esgoto velho
  • 13.
    26/06/2021 13 Odor • Esgoto fresco:odor de mofo, suportável • Esgoto velho: odor de ovo podre, desagradável • Gases gerados nos processos de tratamento • Subprodutos sólidos contaminados são fontes de mau cheiro • Sistemas projetados e operando de forma adequada não devem gerar odores significativos Temperatura • Varia de acordo com as estações do ano • Atividade microbiana • Velocidade das reações químicas • Solubilidade dos gases • Viscosidade dos líquidos pH e Alcalinidade pH: potencial hidrogeniônico (H+) Alcalinidade: capacidade de neutralizar ácidos pH íons > 9,4 hidróxidos e carbonatos 8,3 a 9,4 carbonatos e bicarbonatos 4,4 a 8,3 apenas bicarbonatos
  • 14.
    26/06/2021 14 Sólidos Esgoto Água (99,9%) Sólidos(0,1%) Poluição Tratamento Sólidos Totais (ST) 1000 mg/L Em Suspensão (SS ou SST) 350 mg/L Dissolvidos (SD ou SDT) 650 mg/L Fixos (SSF) 50 mg/L Voláteis (SSV) 300 mg/L Voláteis (SDV) 250 mg/L Fixos (SDF) 400 mg/L Matéria Orgânica • Consumo de OD pelos microrganismos para a sua estabilização • Proteínas, carboidratos, gorduras e óleos, ureia, surfactantes.. • Fração biodegradável e inerte • Fração particulada ou solúvel • Dificuldade de analisar separadamente os compostos • Métodos diretos e indiretos de análise • Indiretos: DBO e DQO (mais usados) • Direto: COT (pouco usado) Glicose Proteína
  • 15.
    26/06/2021 15 Oxigênio Dissolvido Matéria Orgânica+ O2 + Bactérias CO2 + H2O + Bactérias + Energia DBO 0 mg/L 8 a 9 mg/L DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio • Conceito: Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea • Indica a fração biodegradável • Taxa de degradação do efluente • Taxa de consumo de O2 • Método demorado • DBOúltima: cerca de 20 dias • DBO5 20 : 5 dias a 20°C DBO (mg O2/L) DBO5 DBOúltima Tempo (dias) 5 10 20 15 DBOúltima DBO5 = 1,46 DBO5 20 do esgoto bruto: 250 a 400 mgO2 /L • Conceito: Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de processos químicos, a matéria orgânica carbonácea • Oxidação química • Matéria orgânica biodegradável e inerte • Compostos inorgânicos • Resultado em até 3 horas • Não se pode prever a taxa de oxidação DQO – Demanda Química de Oxigênio Relação DQO/DBO normalmente em torno de 1,7 a 2,4
  • 16.
    26/06/2021 16 COT – CarbonoOrgânico Total Crédito: Rafael Casagrande/Unisinos • Método direto • CO2 liberado • Resultados rápidos • Ensaio ainda pouco utilizado • Pode se tornar mais viável Nitrogênio Nitrogênio Orgânico (proteínas, ureia) Amônia (NH3) Nitrito (NO2 -) Nitrato (NO3 -) Nitrogênio gasoso (N2) Amonificação Nitrificação Desnitrificação Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK) Nitrogênio Total Uréia Nitrogênio N total NOx NTK NOx Amônia N org NOx NTK solúvel NTK particulado Esgoto doméstico bruto
  • 17.
    26/06/2021 17 Nitrogênio Poluição das águas •Eutrofização • Consumo de OD - Nitrificação • Amônia livre é tóxica para os peixes • Doenças associadas ao Nitrato Tratamento de Esgoto • Importante para os microrganismos • Consome OD e alcalinidade na nitrificação • Havendo desnitrificação: • Economia de OD e alcalinidade • Aderência de N2 nos flocos e deterioração da sedimentação Cafeína Nitrogênio pH T = 15°C T = 20°C T = 25°C % NH3 % NH4 + % NH3 % NH4 + % NH3 % NH4 + 6,5 0,09 99,91 0,13 99,87 0,18 99,82 7,0 0,27 99,73 0,40 99,60 0,57 99,43 7,5 0,86 99,14 1,24 98,76 1,77 98,23 8,0 2,67 97,33 3,82 96,18 5,38 94,62 8,5 7,97 92,03 11,16 88,84 15,25 84,75 9,0 21,50 78,50 28,43 71,57 36,27 63,73 9,5 46,41 53,59 55,68 44,32 64,28 35,72 Fósforo • Fósforo Total = Fosfatos (PO4 3-) • Eutrofização • Importante para os microrganismos no tratamento • Fração inorgânica – Formada por polifosfatose ortofosfatos – Origem: detergentes e outros produtos químicos domésticos – Solúvel • Fração orgânica – Ligado a compostos orgânicos – Origem: fisiológica – Maior parte particulada Tripolifosfato de Sódio Íon fosfato
  • 18.
    26/06/2021 18 Fósforo P total P inorg (poli+orto fosfato) Porg P solúvel P particulado Formasem que os ortofosfatos se apresentam nas águas: PO4 3-, HPO4 2-, H2PO4 -, H3PO4 Trifosfato de adenosina (ATP) Esgoto doméstico bruto Organismos Patogênicos • Microrganismos importantes no tratamento • Transmissores de doenças – PATOGÊNICOS • Bactérias, vírus, protozoários e helmintos • Origem predominantemente humana • Podem também ter procedência animal Doença Bactéria Febre tifóide Salmonellatyphi Febre paratifóide Salmonellaparatyphi Salmonella Salmonella– várias espécies Disenteria bacilar Shigella dysenteriae Cólera Vibrio cholerae Gastroenterite E. coli enteropatogênica Gastroenterite Campylobacterjejuni e coli Leptospirose Leptospira– várias espécies Doença Vírus Poliomelite Poliomyelitis virus Hepatite infecciosa Vírus da hepatite A Meningite Enterovírus Gastroenterite Enterovírus, Norwalk, rotavírus, etc – vários tipos Doenças respiratórias Adenovírus – vários tipos Doença Protozoário Balantidíase Balantidium coli Disenteria amebiana Entamoebahistolytica Giardíase Girardialamblia Criptosporidiose Cryptosporidium Doença Helminto Ascaridíase Ascaris lumbricoides Tricuríase Trichuristrichiura Doenças de transmissão feco-oral associadas à água
  • 19.
    26/06/2021 19 Indicadores de ContaminaçãoFecal • Difícil detecção dos organismos patogênicos • Organismos indicadores de contaminação fecal • Contaminação por fezes humanas ou de animais • Potencialidade de transmitir doenças • Bactérias do grupo Coliforme Grupo Coliformes • Grande quantidade nas fezes humanas • Alta probabilidade de detecção • Resistência ligeiramente superior • Mesmos mecanismos de remoção • Testes para detecção rápidos e econômicos • Mais utilizados – Coliformes Totais – Coliformes Termotolerantes – Escherichia coli Coliformes Totais • Encontrados no ambiente e em fezes de animais de sangue quente • Engloba bactérias não fecais • Conhecidos como de vida livre ou não intestinais • Sem relação quantificável com patogênicos • Indicado para sistema de abastecimento de água potável
  • 20.
    26/06/2021 20 Coliformes Termotolerantes • Predominantementede origem fecal • Amostra submetida a temperaturas superiores • Permanecem bactérias de origem não fecal • C. Termotolerantes e não C. Fecais Escherichia coli • Principal bactéria dos Coliformes Termotolerantes • Abundante nas fezes humanas e de animais • Detecção laboratorial bastante simples • Garantia de contaminação exclusivamente fecal • Mas sem garantia que seja humana • Tendência de ser utilizado como indicador • Algumas cepas são patogênicas • Avaliar contaminação exclusivamente fecal humana requer testes complementares Indicadores de Contaminação Fecal Bactérias de vida livre Bactérias intestinais humanas C. Totais C. Termo E. coli Patogênicas Bactérias intestinais de animais
  • 21.
    26/06/2021 21 Outros • Enxofre • Óleose Gorduras • Surfactantes • Metais Pesados • Micropoluentes Orgânicos Características físico-químicas dos esgotos sanitários Parâmetro Contribuição per capita (g/hab.d) Concentração Faixa Típico Unidade Faixa Típico Sólidos totais 120- 220 180 mg/L 700- 1350 1100 Em suspensão 35- 70 60 mg/L 200- 450 350 Fixos 7 - 14 10 mg/L 40- 100 80 Voláteis 25- 60 50 mg/L 165- 350 320 Dissolvidos 85- 150 120 mg/L 500- 900 700 Fixos 50- 90 70 mg/L 300- 550 400 Voláteis 35- 60 50 mg/L 200- 350 300 Sedimentáveis - - mL/L 10- 20 15 Matéria orgânica DBO5 40- 60 50 mg/L 250- 400 300 DQO 80- 120 100 mg/L 450- 800 600 DBOúltima 60- 90 75 mg/L 350- 600 450 Nitrogênio total 6 - 10 8 mgN/L 35- 60 45 Nitrogênio orgânico 2,5- 4,0 3,5 mgN/L 15- 25 20 Amônia 3,5- 6,0 4,5 mgNH3-N/L 20- 35 25 Nitrito ≈ 0 ≈ 0 mgNO2 - -/L ≈ 0 ≈ 0 Nitrato 0,0- 0,2 ≈ 0 mgNO3 - -/L 0 - 1 ≈ 0 Fósforo Total 0,7- 2,5 1 mgP/L 4 - 15 7 Fósforo orgânico 0,2- 1,0 0,3 mgP/L 1 - 6 2 Fósforo inorgânico 0,25- 1,5 0,7 mgP/L 3 - 9 5 pH - - - 6,7- 8,0 7,0 Alcalinidade 20- 40 30 mgCaCO3/L 100- 250 200 Metaispesados ≈ 0 ≈ 0 mg/L traços traços Compostosorgâ. tóxicos ≈ 0 ≈ 0 mg/L traços traços Microrganismos e parasitas presentes nos esgotos domésticos Tipo Organismo Contribuiçãoper capita (org/hab.d) Concentração (org/100mL) Bactérias Coliformes totais 109 - 1013 106 - 1010 Coliformes termotolerantes 109 - 1012 106 - 109 Escherichiacoli 109 - 1012 106 - 109 Shigella 103 - 106 100 - 103 Salmonella 105 - 107 102 - 104 Protozoários Cryptosporidiumparvum(oocistos) 104 - 106 101 - 103 Entamoebahistolystica (cistos) 104 - 108 101 - 105 Giardia lamblia (cistos) 104 - 107 101 - 104 Helmintos Helmintos (ovos) 103 - 106 100 - 103 Ascaris lumbricoides 101 - 106 10-2 - 103 Vírus Vírus entéricos 105 - 107 102 - 104
  • 22.
    26/06/2021 22 Problemas causados pelodespejo de esgoto Poluição • Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; • Criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; • Afetem desfavoravelmente a biota; • Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente; e • Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.” Fonte: Lei Federal nº 6938, de 1981, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente. “degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: Problemas causados pelo despejo de esgoto • Diminuição do oxigênio dissolvido dos corpo d’águas • Contaminação por organismos patogênicos • Eutrofização de lagos e represas
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    26/06/2021 23 Consumo do OxigênioDissolvido (OD) Consumo do Oxigênio Dissolvido DBO solúvel e finamente particulada (oxidação) DBO suspensa (sedimentação) demanda bentônica reaeração atmosférica revolvimento DBO OD nitrificação DBO DBO OD OD fotossíntese OD lodo Matéria Orgânica + O2 + Bactérias CO2 + H2O + Bactérias + Energia AUTODEPURAÇÃO Autodepuração
  • 24.
    26/06/2021 24 OD na CONAMA357/2005 Classe OD mínimo (mg/L) Especial Não são permitidos lançamentos de efluentes mesmo tratados 1 6,0 2 5,0 3 4,0 4 2,0 Valores que devem ser mantidos nos corpos hídricos: Contaminação por Organismos Patogênicos Contaminação por Organismos Patogênicos
  • 25.
    26/06/2021 25 Contaminação por OrganismosPatogênicos Concentração (NMP/100mL) Distânciaou Tempo despejo Contaminação por Organismos Patogênicos Concentração (NMP/100mL) Distânciaou Tempo despejo Físicos Químicos Biológicos Doenças de transmissão feco-oral associadas à água Doença Bactéria Febre tifóide Salmonellatyphi Febre paratifóide Salmonellaparatyphi Salmonella Salmonella– várias espécies Disenteria bacilar Shigella dysenteriae Cólera Vibrio cholerae Gastroenterite E. coli enteropatogênica Gastroenterite Campylobacterjejuni e coli Leptospirose Leptospira– várias espécies Doença Vírus Poliomelite Poliomyelitis virus Hepatite infecciosa Vírus da hepatite A Meningite Enterovírus Gastroenterite Enterovírus, Norwalk, rotavírus, etc – vários tipos Doenças respiratórias Adenovírus – vários tipos Doença Protozoário Balantidíase Balantidium coli Disenteria amebiana Entamoebahistolytica Giardíase Girardialamblia Criptosporidiose Cryptosporidium Doença Helminto Ascaridíase Ascaris lumbricoides Tricuríase Trichuristrichiura
  • 26.
    26/06/2021 26 Eutrofização Eutrofização • Conceito • Algase outras plantas aquáticas • N e P nos esgotos • Excesso de nutrientes • Floração • Lagos e Represas • Outros fatores Eutrofização • Estéticos e recreacionais • Condições anaeróbias • Mortandade de peixes • Custo do tratamento de água • Cianotoxinas Problemas
  • 27.
    26/06/2021 27 Sistema de EsgotamentoSanitário - SES CESAN Corpo d’água receptor Sistema de Esgotamento Sanitário - SES Rede Coletora
  • 28.
    26/06/2021 28 Rede Coletora EBE -Estação de Bombeamento de Esgoto ETE - Estação de Tratamento de Esgoto
  • 29.
    26/06/2021 29 Etapas do Tratamentode Esgoto Etapas de Tratamento Rede Coletora EBE Tratamento Preliminar Tratamento Primário Tratamento Secundário Tratamento Terciário Tratamento do Lodo Esgoto bruto Subprodutos sólidos Destinação final Lodo Esgoto tratado Destinação final Etapas de Tratamento Coagulante Decantador Primário Decantador Secundário Tanque Aerado Calha Parshall Desarenador Gradeamento EBE Caçamba Câmara de contato Floculador Leitosde Secagem Lodo desidratado sendo enviado paralocal licenciado Corpo hídrico receptor Desinfetante Digestor de lodo Líquido percolado dosleitos Queimador Biogás Lodo recirculado Lodo Lodo digerido Rede coletora Esgoto bruto Esgoto tratado
  • 30.
    26/06/2021 30 Tratamento Preliminar • Gradeamento •Desarenador • Medidor de Vazão Gradeamento • Proteção dos dispositivos de transporte • Proteção dos dispositivos de tratamento • Proteção dos corpos d’água receptores • Remoção parcial da carga poluidora remover sólidos grosseiros Gradeamento Tipo de grade Milímetros Grades grosseiras 40 a 100 Grades médias 20 a 40 Grades finas 10 a 20 Peneiras 0,25 a 10
  • 31.
    26/06/2021 31 Desarenador • Abrasão • Obstruções •Facilitar o transporte líquido Partículas entre 0,1 e 0,4 mm removidas por sedimentação remover areia Desarenador Medidor de Vazão
  • 32.
    26/06/2021 32 Tratamento Primário • Mecanismo:físico • Sólidos orgânicos • DBO em suspensão • Remoção – Sólidos suspensos: 60 a 70% – DBO: 25 a 35% • Materiais flutuantes remover sólidos suspensos sedimentáveis Tratamento Primário • Decantador Primário • Fossa Séptica Decantador Primário
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  • 34.
    26/06/2021 34 Fossa Séptica biodigestora daEmbrapa Tratamento Secundário • Mecanismo: biológico • Processos naturais otimizados • Sólidos não sedimentáveis • DBO em suspensão fina • DBO solúvel • Eventualmente nutrientes e patógenos • Remoção de 60 a 98% de DBO remover matéria orgânica Tratamento Secundário • Processos Aeróbios e Anaeróbios • Reator Anaeróbio – UASB • Fossa Séptica e Filtro Anaeróbio • Lodos Ativados • Reatores Aeróbios com Biofilmes • Lagoas de Estabilização • Banhados Construídos (Wetlands) • Disposição Controlada no Solo
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    26/06/2021 35 Tratamento Secundário Aeróbio: processos aeróbiose anaeróbios Anaeróbio: Energia: Aeróbio: respiração - O2 Anaeróbio: fermentação, metanogênese, desnitrificação, sulfetogênese Tratamento Secundário processos aeróbios e anaeróbios aeróbio anaeróbio Reator Aeróbio DQO afluente (100%) Gás Carbônico (40 a 50%) Lodo (30 a 40%) DQO Efluente (5 a 15%) Reator Anaeróbio DQO afluente (100%) Gás Metano (50 a 70%) Lodo (5 a 15%) DQO Efluente (10 a 30%) Tratamento Secundário processos aeróbios e anaeróbios
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    26/06/2021 36 Processo Vantagens Desvantagens Aeróbio •Operação mais flexível a flutuações • Melhor eficiência na remoção de matéria orgânica • Remoção de nitrogênio amoniacal • Redução dos níveis dos materiais graxos e coliformes • Maior custo operacional • Alta dependência de energia elétrica • O gás gerado não pode ser aproveitado energeticamente (CO2) • Alta produção de lodo • Tempo maior de secagem do lodo • Ruído Anaeróbio • Baixa produção de lodo, maior estabilidade e facilidade de desidratação • Não necessita de energia elétrica • Produção de metano (biogás) • Possibilidade de preservação da biomassa • Operação menos flexível a flutuações • Lenta taxa de crescimento das bactérias produtoras de metano • Eficiência moderada • Geração de sulfeto de hidrogênio (odor desagradável e corrosão) Tratamento Secundário processos aeróbios e anaeróbios Reator Anaeróbio - UASB UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reator Anaeróbio de Manta de Lodo Entrada do esgoto Saída do efluente Biogás Reator Anaeróbio - UASB
  • 37.
    26/06/2021 37 Reator Anaeróbio -UASB Reator Anaeróbio - UASB Fossa Séptica e Filtro Anaeróbio
  • 38.
    26/06/2021 38 Fossa Séptica eFiltro Anaeróbio Lodos Ativados • Convencional • Aeração Prolongada • Reator Sequencial em Batelada - SBR • Biorreator de Membranas – MBR • Sistemas de Aeração • Decantadores Secundários Lodos Ativados Entrada Saída Lodo em excesso removido Lodo recirculado Injeção de ar Lodo Decantador Tanque aerado convencional
  • 39.
    26/06/2021 39 Lodos Ativados Lodos Ativados LodosAtivados convencional Lodos Ativados aeração prolongada
  • 40.
    26/06/2021 40 Reator Sequencial emBatelada - SBR SBR - Sequencing Batch Reactor Reator Sequencial em Batelada - SBR SBR - Sequencing Batch Reactor Biorreator de Membranas - MBR MBR – Membrane Bioreactor
  • 41.
    26/06/2021 41 Sistemas de Aeração aeradoressuperficiais mecânicos Sistemas de Aeração ar difuso Decantadores Secundários
  • 42.
    26/06/2021 42 Decantadores Secundários Lodos Ativados EsgotoBruto Esgoto Tratado Lodos Ativados Parâmetro Lodos ativados convencional Lodos ativados com aeração prolongada DBO5 (%) 85 – 93 90 – 97 DQO (%) 80 – 90 83 – 93 Sólidos em Suspensão (%) 87 – 93 87 – 93 Amônia (%) > 80 > 80 Nitrogênio Total (%) < 60 < 60 Fósforo Total (%) < 35 < 35 Coliformes (unidade log) 1-2 1-2
  • 43.
    26/06/2021 43 • Filtro BiológicoPercolador • Biofiltro Aerado Submerso • MBBR/IFAS • Biodisco Reatores Aeróbios com Biofilmes Filtro Biológico Percolador Filtro Biológico Percolador
  • 44.
    26/06/2021 44 Filtro Biológico Percolador Imagem:Krzysztof A. Zacharski Biofiltro Aerado Submerso MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor MBBR Reator de Leito Móvel com Biofilme
  • 45.
    26/06/2021 45 MovingBed Biofilm Reactor/IntegratedFixedFilm Activated Sludge MBBR/IFAS Reator de Leito Móvel com Biofilme Meio Suporte Plástico Biodisco
  • 46.
    26/06/2021 46 Lagoas de Estabilização •Lagoa Facultativa • Lagoa Anaeróbia • Lagoa Facultativa Aerada • Lagoa Aerada de Mistura Completa e de Decantação • Lagoas de Maturação e Polimento Lagoa Facultativa 1,5 a 2,0 metros Lagoa Anaeróbia
  • 47.
    26/06/2021 47 Lagoas de Estabilização Lagoasde Estabilização Lagoas de Estabilização
  • 48.
    26/06/2021 48 Wetlands Construídos Superficial Subsuperficial HorizontalVertical Quanto ao regime de escoamento Quanto à direção do escoamento Wetlands Construídos Sistema francês tradicional www.gesad.ufsc.br Wetlands Construídos
  • 49.
    26/06/2021 49 BET – Baciade Evapotranspiração Círculo de Bananeiras Disposição Controlada no Solo • Alternativa para disposição final • Tratamento em diferentes níveis • Recarga do lençol freático e evapotranspiração • Necessidade das plantas • Destino dos contaminantes no solo
  • 50.
    26/06/2021 50 Disposição Controlada noSolo • Mecanismos físicos, químicos e biológicos • Degradação da matéria orgânica no solo • Tipos de aplicação no solo – Infiltração lenta (irrigação) – Infiltração rápida – Infiltração subsuperficial – Escoamento subsuperficial • Formas de aplicação Disposição Controlado no Solo • Infiltração lenta • Infiltração rápida • Infiltração subsuperficial • Escoamento superficial Tratamento Terciário • Nutrientes (Nitrogênio e Fósforo) • Organismos Patogênicos (Desinfecção) • DBO e SS residuais • Metais • Outros específicos
  • 51.
    26/06/2021 51 Remoção de Nutrientes •Volatilização da amônia • Nitrificação-Desnitrificação • Sedimentação do nitrogênio orgânico particulado • Assimilação dos nutrientes pelas bactérias e algas • Sedimentação dos fosfatos lagoas de estabilização Remoção de Nutrientes disposição controlada no solo • N e P para as plantas • Substituição aos fertilizantes sintéticos • Fertirrigação • Precauções • Destino produtivo dos esgotos Remoção de Nutrientes • Nitrificação • Desnitrificação – Condições anóxicas – Recirculações internas • Desfosfatação (apenas lodos ativados) – Condições anaeróbias e aeróbias alternadas – Organismos acumuladores de fósforo Filamentous poly-P bacteria in the foam of activated sludge lodos ativados e reatores aeróbios com biofilmes
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    26/06/2021 52 Remoção de Nutrientes •Nitrogênio – Aumento do pH • Fósforo – Agentes coagulantes – Filtração ou flotação – Combinação de ambos processos físico-químicos Desinfecção • Organismos patogênicos • Bactérias, vírus, protozoários e helmintos • Mecanismos envolvidos • Processos Naturais • Processos Artificiais • Remoção de coliformes na ordem de 99,99% ou mais PROSAB Desinfecção • Lagoas de Maturação/Polimento • Disposição controlada no solo processos naturais
  • 53.
    26/06/2021 53 Desinfecção • Cloração • Ozonização •Ultravioleta • Outros – Oxidantes – Membranas – Processos Oxidativos Avançados processos artificiais SESAMM Flotador Tratamento do Lodo • Material gradeado • Areia • Escuma • Lodo Primário • Lodo Biológico • Lodo Químico suprodutos sólidos gerados na ETE
  • 54.
    26/06/2021 54 Lodo Tratamento do Lodo •Adensamento • Estabilização • Condicionamento • Desaguamento ou Desidratação • Higienização ou Desinfecção • Disposição Final Adensamento Objetivo: aumentar a concentração de sólidos no lodo Estabilização Objetivo: remoção da matéria orgânica do lodo
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    26/06/2021 55 Condicionamento Objetivo: preparação parao desaguamento Desaguamento Objetivo: remoção de umidade e volume Centrífuga Decanter Filtro Prensa de Esteiras Leito de Secagem Filtro Prensa Bag Prensa Parafuso Higienização Objetivo: remoção de organismos patogênicos Compostagem Radiação Solar Secagem Térmica Caleação
  • 56.
    26/06/2021 56 Disposição Final Aproveitamento na agricultura AterroSanitário Tratamento do Lodo Muito Obrigado!
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    26/06/2021 57 A Organização Mundialda Saúde (OMS) afirmou que, para cada dólar investido em água e saneamento, são economizados 4,3 dólares em custos de saúde no mundo, enquanto 2,5 bilhões de pessoas ainda sofrem com a falta de acesso a serviços de saneamento básico e 1 bilhão pratica a defecação ao ar livre.