Tae III

Tae III

(Parte 1 de 8)

Escola de Química / UFRJ

EQB-482 Engenharia do Meio Ambiente Notas de Aula – Tratamento de Efluentes Líquidos - Profa. Magali Christe Cammarota

Para se conseguir boas eficiências de remoção de cada um desses parâmetros, as técnicas de tratamento são divididas em graus ou níveis: pré-tratamento ou tratamento preliminar, tratamento primário, tratamento secundário e tratamento terciário.

VI.1. Tratamento preliminar

O tratamento preliminar tem como objetivo principal a redução de sólidos grosseiros em suspensão. Não há praticamente 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. As seguintes técnicas são empregadas nesta fase de tratamento: • gradeamento

• peneiramento

• desarenação

• neutralização

• equalização

VI.1.1. Gradeamento

O gradeamento objetiva a remoção de sólidos bastante grosseiros, com diâmetro superior a 10 m, como materiais plásticos e de papelões constituintes de embalagens, pedaços de madeira e metal, etc. Os dispositivos de remoção de sólidos grosseiros (grades) são constituídos de barras de ferro ou aço paralelas, posicionadas transversalmente no canal de chegada dos efluentes na estação de tratamento, perpendiculares ou inclinadas, dependendo do dispositivo de remoção do material retido. As grades devem permitir o escoamento dos efluentes sem produzir grandes perdas de carga (Fig. VI.1).

As grades podem ser classificadas de acordo com o espaçamento entre as barras: grades grossas têm espaçamento entre as barras de 5 – 15 cm; grades médias, de 2 – 5 cm; e grades finas, de 1cm ou menos.

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).

Nas estações de grande porte, as grades devem posuir dispositivo mecanizado de remoção do material retido, que é constituído de um rastelo mecânico tipo pente cujos dentes se entrepõem nos espaços entre as barras da grade. O rastelo é acionado por um sistema de correntes, sendo que a remoção se dá no sentido ascendente e na parte superior o material é depositado sobre esteira rolante que o descarrega em caçamba. Nas grades manuais, o operador remove o material retido através de ancinho, quando a seção obstruída atinge cerca de 50% do total. O material removido é depositado em tambores ou caçambas possuindo orifícios no fundo para o escoamento da água. O material retido pode sofrer processo de lavagem, secagem e adição de substâncias químicas antes do envio a aterros sanitários ou incineradores.

Escola de Química / UFRJ

EQB-482 Engenharia do Meio Ambiente Notas de Aula – Tratamento de Efluentes Líquidos - Profa. Magali Christe Cammarota

Fig. VI.1 – Grade com limpeza mecânica.

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 do efluente. A obstrução máxima admitida é de 50% da área da grade, devendo-se adotar como perdas de carga mínimas os valores de 0,15 m para grades de limpeza manual e 0,10 m para grades de limpeza mecanizada. Para o cálculo da perda de carga nas grades, pode-se utilizar a fórmula de Metcalf & Eddy:

onde v é a velocidade de passagem pela grade e vo é a velocidade de aproximação. A relação entre a área da seção transversal do canal e a área útil da grade é dada por:

S = Au . (a + t) /a , onde: S = área da seção transversal do canal, até o nível de água,

Au = área útil da grade, a = espaçamento entre as barras e 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. Fixando-se a velocidade de passagem, pode-se determinar a área útil da grade através da equação:

Au = Qmáx / v.

Escola de Química / UFRJ

EQB-482 Engenharia do Meio Ambiente Notas de Aula – Tratamento de Efluentes Líquidos - Profa. Magali Christe Cammarota

Obtendo-se a área útil, pode-se calcular a área da seção transversal do canal (S). Escolhendo-se a espessura e o espaçamento entre as barras, determina-se a eficiência E e S

= Au/E. Obtendo-se a área da seção transversal, a largura do canal da grade pode ser determinada através do conhecimento da lâmina líquida decorrente do posicionamento da calha Parshall a jusante.

Para a observação de detalhes a respeito do projeto e construção dos sistemas de gradeamento, recomenda-se consultar a NB - 569 e a NB – 570 da ABNT.

Além das grades anteriormente descritas, as grades de barras curvas, as peneiras estáticas e as peneiras rotativas podem também ser usadas para a remoção de sólidos grosseiros dos efluentes. A seguir são feitos alguns comentários sobre as peneiras.

VI.1.2. Peneiramento

Peneiras revestidas com uma tela fina retêm sólidos grosseiros e suspensos mais finos (com diâmetros superiores a 1 m) como cascas, penas, fios, fibras, etc. previamente ao tratamento biológico para reduzir entupimentos ou a carga orgânica dos efluentes. As peneiras estáticas são bastante utilizadas no pré-condicionamento de efluentes antes do lançamento em emissários submarinos e também no tratamento de efluentes de matadouros e frigoríficos, dentre outras aplicações. As peneiras rotativas também são bastante utilizadas no tratamento de efluentes líquidos industriais. O material depositado é removido por jatos de água, sendo o entupimento e a necessidade de limpeza frequente inconvenientes desses sistemas (Fig. VI.2).

Fig. VI.2 – Peneiras rotatória (à esquerda) e estática (à direita).

Escola de Química / UFRJ

EQB-482 Engenharia do Meio Ambiente Notas de Aula – Tratamento de Efluentes Líquidos - Profa. Magali Christe Cammarota

As peneiras mais utilizadas têm malhas com barras triangulares com espaçamento variando entre 0,5 a 2 m, podendo a limpeza ser mecanizada (jatos de água ou escovas) ou manual. No caso de serem utilizadas peneiras em efluentes gordurosos ou com a presença de óleos minerais deve-se utilizar as peneiras com limpeza mecanizada por escovas.

A utilização de peneiras é imprescindível em tratamentos de efluentes de indústrias de refrigerantes, têxtil, pescado, abatedouros e frigoríficos, curtumes, cervejarias, sucos de frutas e outras indústrias de alimentos. As peneiras devem ser aplicadas também em outros efluentes que apresentem materiais grosseiros, tais como: fiapos; plásticos; resíduos de alimentos, etc.

VI.1.3. Desarenação (caixas de retenção de areia)

A "areia" que infiltra no sistema de esgotos sanitários e alguns efluentes industriais pode danificar equipamentos eletromecânicos. Esta “areia” é constituída de partículas de areia (e outros materiais abrasivos como carvão, terra diatomácea, pó de pedra e similares) com diâmetro de 0,2 a 0,4 m e massa específica de 2,54 g/cm3. Estas partículas sedimentamse individualmente nas caixas, por ação da gravidade, com velocidade média de 2 cm/s.

O uso dos desarenadores protege as bombas contra abrasão; evita entupimento e obstáculos em dutos e válvulas, a formação de depósitos de materiais inertes nos decantadores, tanques de aeração, etc.

De acordo com a NB-570, nas caixas de areia de sistemas com remoção manual devem ser projetados dois canais desarenadores paralelos, utilizando-se um deles enquanto que o outro sofre remoção de areia (Fig. VI.3). Na remoção mecanizada utilizam-se bandejas de aço removidas por talha e carretilha, raspadores, sistemas de air lift, parafusos sem fim, bombas, etc. A "areia" retida deve ser encaminhada para aterro ou ser lavada para outras finalidades.

Fig. VI.3 – Desarenadores na forma de canais.

Escola de Química / UFRJ

EQB-482 Engenharia do Meio Ambiente Notas de Aula – Tratamento de Efluentes Líquidos - Profa. Magali Christe Cammarota

As caixas de areia são projetadas para uma velocidade média dos efluentes de 0,30 m/s e tempos de retenção hidráulica da ordem de 1 minuto. A velocidade é mantida aproximadamente constante, apesar das variações de vazão, através da instalação de uma calha Parshall a jusante. Velocidades baixas, notadamente as inferiores a 0,15 m/s, provocam depósito de matéria orgânica na caixa, indicado pelo aumento da relação SSV/SST do material retido e pela exalação de maus odores devido à decomposição. Velocidades superiores a 0,40 m/s provocam arraste de areia e redução da quantidade retida.

Algumas caixas de areia são tanques longos de seção retangular ao longo dos quais injetase ar difuso de um dos lados (Fig. VI.4). O ar injetado faz com que a água tome um movimento helicoidal (movimento em parafuso) que permite a sedimentação das partículas de areia e ao mesmo tempo evita-se a exalação de maus odores. A velocidade do efluente é controlada pela taxa de injeção de ar, geralmente de 0,15 – 0,45 m3/min de ar por metro de comprimento do tanque, enquanto o tempo de retenção hidráulica é de cerca de 3 minutos na vazão máxima.

redemoinho

sedimento aeração redemoinho calha coletora de areia zona de sedimentação

Fig. VI.4 – Desarenadores com injeção de ar (aerados).

Perturbações na operação podem ocorrer devido à elevada concentração de matéria orgânica no efluente. Neste caso, recomenda-se uma menor velocidade ou maior retenção hidráulica do efluente e aeração pode ajudar na eliminação de odores. O arraste de areia, que ocorre em função de problemas de dimensionamento, pode ser evitado reduzindo-se a vazão ou aumentando-se a frequência de limpeza.

(Parte 1 de 8)

Comentários