ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

Autor: Martirene Olim

  Edição e revisão: Sandro Jorge

Estação de tratamento de águas residuais

Índice

Capítulo I: Introdução Ao Trabalho ………………………………..........................

I.1 Água e Águas Residuais…………………………………………………………

Capítulo II: ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais) …………..……..

II.1 Constituição……………………………………………………………………….

II.1.1 Prejuízos e Benéficios de uma ETAR ………..……………………………….

II.1.1.2 Localização Ideal de uma ETAR…………………………………………….

II.2. Compartimentos de uma ETAR ……………………………………………………

Capítulo III: Tratamento de Águas Residuais..……………………………………

III.1 Importância do Tratamento…………………………………………………..

III.1.1 Tipos de Águas Residuais……………………………………………………

III.1.1.1 Parâmetros a ter em conta nas escolhas dos tratamentos ………………….

III.1.1.2 Fases do Tratamento / Tratamento Preliminar……………………………..

III.2 Tratamento Primário……………………………………………………..

III.2.1 Tratamento Secundário………………………………………………………

III.2.1.1 Tratamento Terciario………………………………………………………

III.2.1.2 Lodo Activado…………………………………………………………..

III.2.2 Lamas Activadas…………………………………………………………..

III.2.2.2 Fossas Sépticas………………………………………………………….

I.1 Água e Águas Residuais

A água é uma substância química que resulta da combinação de dois elementos, o oxigénio e o hidrogénio. Por sua vez cada átomo de hidrogénio une-se ao oxigenio formando assim uma ligação polar.

A sua importância para a vida terrestre é inegável. Não há ser vivo sobre a face da terra que possa prescindir de sua existência e sobreviver. Sem ela os vegetais e os animais não existiriam. Ela está presente nas múltiplas actividades do homem e como tal, é utilizada para finalidades muito diversificadas, em que asumem maior importancia no abastecimento publico nos usos agrícolas, industriais e na produção de energia eléctrica. A disciplina que se ocupa do seu estudo é a Hidrologia.

A água é considerada como o elemento mais característico da Terra, ela cobre 75% da superficie da Terra, na qual 97,4% dessa água correspondem as águas dos oceanos e mares. Apenas uma pequena fracção (menos de 3%) está em terra e a maior parte desta está sob a forma de gelo e neve, ou abaixo da superficie (água subterrânea). Só uma fracção muito pequena (cerca de 1%) de toda água terrestre está directamente disponível ao homem e aos outros organismos, sob a forma de lagos e rios, ou como humidade presente no solo, na atmosfera.

A sua grande abundância na natureza aliada as suas propriedades especiais fazem dela, um dos compostos químicos mais importantes. Tem de haver uma melhora significativa, na administração pessoal – dos recursos hídricos terrestres, caso contrario o nosso futuro e de outras espécies na natureza poderão ficar comprometida.

(Livro de Técnicas de Laboratório de Química volume I e III ). Autor: Carlos A. Ritcher Editora: Edard Buecher) (1)

(Metcalf e Eddy, Inc (1991). Wastewater Engineering: Treatment. Disposal and Reuse. 3ª Edição,McGraw-Hill)

Águas Residuais

A água é utilizada de diversas maneiras no dia a dia, para tomar banho, lavar louça, na descarga do vaso sanitário etc. As águas produzidas pelas actividades humanas depois de eliminada, ela é chamada de água residual ou esgoto . Esgoto é o termo usado para as águas que, após a utilização humana, apresentam as suas características naturais alteradas, então a essas águas pode chamar-se de esgotos ou águas residuais. Conforme o uso predominante: comercial, industrial ou doméstico essas águas apresentarão características diferentes e são genericamente designadas de esgoto, águas servidas ou residuais. As origens das águas residuais podem ser, além de domésticas, pluviais (águas das chuvas) e industriais (água utilizada nos processos industriais).

Desta forma, pode-se definir Água Residual como a combinação dos resíduos líquidos retirados das habitações, instituições, estabelecimentos comerciais e indústrias,

podendo também estar associados com água subterrânea, superficial ou pluvial.

Os principais contaminantes encontrados nessas águas são os compostos orgânicos biodegradáveis, compostos orgânicos voláteis (COVs), xenobiótios recalcitrantes, metais tóxicos, sólidos suspensos, nutrientes (fósforo e azoto), patogénicos microbianos e parasitas.

Se as águas residuais não receberem tratamento adequado podem causar enormes prejuízos à saúde pública por meio de transmissão de doenças. O esgoto (ou águas residuais) não tratado pode prejudicar o meio ambiente e a saúde das pessoas; os agentes patogénicos podem causar doenças como a Amebíase, Cólera, a Difteria, Febre Tifóide, a Hepatite A e muitas outras; as águas residuais não tratadas podem ainda poluir rios e fontes, afetando os recursos hídricos e a vida vegetal e animal.

(http: corsan.com.br/sistemas/trat.esg.htm)

(Metcalf e Eddy, Inc (1991). Wastewater Engineering: Treatment. Disposal and Reuse. 3ª Edição,McGraw-Hill)

A devolução das águas residuais ao meio ambiente deverá prever, sê necessário, o seu tratamento, seguido do lançamento adequado no corpo receptor que pode ser um rio, um lago ou no mar. Através da rede coletora pública, a água residual sai das residências e chega à estação de tratamento, denominada ETAR (Estação de Tratamento de Àguas Residuais) ou também denominada ETE (Estação de Tratamento de Esgotos). O sistema é longo, pois o esgoto é recolhido por ramais prediais e levado para bem longe, o que exige a realização de grandes obras subterrâneas ao longo das ruas.

Há que se compreender que o tratamento dos esgotos (águas residuais), bem como o destino correto dos lixos são as únicas formas de dar qualidade de vida a população, implicará em rever conceitos e trabalhar as gerações futuras para que estas tratem bem melhor do nosso planeta.

(http: corsan.com.br/sistemas/trat.esg.htm) (2)

Lucas, de Ávila Medeiros, Martins y Farias Dutra: Tratamento dos esgotos, a medida de amenização de diversos problemas ambientais urbanos, en Contribuciones a las Ciencias Sociales, enero 2011. (http: eumed.net/rev/cccss/11/) (2)

ROCHA,Julio César, Introdução a química ambiental, editora Bookman,2004, Porto Alegre.154p

II. ETAR (Estação de Tratamento de àguas Residuais)

- O Que é?

A Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) também chamada de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) é uma infraestrutura que realiza o tratamento de águas residuais que tenham a suas origens em residências, indústrias, e pluviais (chuvas).

A ETAR tem como principal função receber e tratar as águas residuais, de forma a serem devolvidas ao meio ambiente, em condições ambientalmente seguras.

- Para que serve?

A ETAR serve para fazer o tratamento das águas residuais, com o objectivo de separar ou diminuir a quantidade da matéria poluente da água.

Numa ETAR as águas residuais passam por vários processos de tratamento. Existem quatro graus de tratamento: Pré-tratamento; Tratamento Primário; Tratamento Secundário, e Tratamento Terciário.

(http: Aguasdivertidas.ccems.pt)

(AZEVEDO NETO, J.M. et al. Manual de hidráulica. 8ª Ed. – Ed Edgard Blucher Ltda., São Paulo, 1998)

II.1.1.2 Localização de uma ETAR?

A localização de uma Estação de Tratamento Águas Residuais (ETAR) deve ser escolhida com cuidado, tendo em consideração a proximidade de poços de água potável, edifícios habitados e acessos para veículos municipais de extracção dos resíduos. A circulação das águas residuais na estação de tratamento deve ser sempre que possível por gravidade e os níveis devem ser verificados para garantir que não é possível a inundação por cursos de água ou por água subterrânea.

Não deverá haver árvores junto da estação, pois as folhas e as raízes podem causar problemas de manutenção. Deve haver uma vedacção em torno da estação, para impedir a entrada de pessoas não autorizadas ou de gado.

Em suma uma ETAR deve localizar-se num local afastado de um meio que não comprometa o seu funcionamento, para não interferir com os factores acima citados.

(Manual de Redes de águas e de esgotos (Instalaçaões e Conservaçaõ). 2º Edição. Editor: Tito Lyon. Edições CETOP)

III.Tratamento de Àguas Resisduais

Tratamento de Águas Residuais é a designação genérica para um vasto número de técnicas em uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR), onde se combinam os sistemas e tecnologias necessárias que permitem adequar as águas residuais à qualidade requerida para descarga no meio receptor. Numa ETAR as águas residuais passam por vários processos de tratamento com o objectivo de separar ou diminuir a quantidade da matéria poluente da água.

(DI BERNARDO, L. Métodos e técnicas de tratamento de água. vol I e II. ABES,1993)

Sperling, M.V. (1996). Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos

III.1 Importância do Tratamento

É da maior importância que a água residual seja drenada e tratada devido a variadas razões, designadamente as seguintes:

  • A decomposição de matéria orgânica presente em água residual provoca cheiros muito desagradáveis;

  • A água residual sem tratamento possui microorganismos patogénicos que fazem parte da flora intestinal humana, podendo originar problemas na saúde pública;

  • Os nutrientes que existem na água residual podem estimular o crescimento de plantas aquáticas e podem conter compostos que são tóxicos, mutagénicos ou carcinogénicos;

  • A matéria orgânica presente em água residual conduz a carência de oxigénio no meio receptor.

Por todas estas razões é muito importante que a água residual seja removida com rapidez dos locais onde é produzida e seja transportada até uma zona de tratamento, sendo posteriormente reutilizada ou descarregada num meio receptor, para que a saúde pública e o ambiente sejam protegidos.

Metcalf e Eddy, Inc (1991). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse. 3ª Edição, McGraw-Hill, Nova Iorque

(Metcalf e Eddy (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. 4ª Edição, McGraw Hill)

III.1.1 Tipos de Águas Residuais

Geralmente consideram-se os esgotos ou as águas residuais em três tipos, consoante a sua origem:

Águas Residuais Domésticas (ou Esgotos Domésticos) – que provêm de instalações sanitárias, cozinhas e zonas de lavagem de roupas. Têm características relativamente constantes ao longo do tempo contêm quantidades apreciaveis de matéria orgânica e são facilmente biodegradáveis.

Águas Residuais Industriais (ou Esgotos Industriais) – que derivam da actividade industrial. Podem apresentar grande diversidade de compostos físicos e químicos e grande variabilidade das suas característics no tempo

Águas Residuais Pluviais (Ou Esgotos Pluviais) – que resultam da precipitação atmosférica e apresentam em geral menores quantidades de matérias poluentes. Neste tipo de águas residuais ou esgotos englobam-se também as águas provenientes da lavagem de arruamentos (distribuição em ruas), da rega de espaços verdes, de refrigeração etc.

(Manual de Redes de águas e de esgotos (Instalaçaões e Conservaçaõ). 2º Edição. Editor: Tito Lyon. Edições CETOP)

(Sperling, M.V. (1996). Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos)

Face a estes tipos de esgotos ou águas residuais, consideram-se habitualmente consoante o tipo de água residual transportado os sistemas de drenagem ou rede de drenagem, que podem ser : Separativos; Unitários; Mistos; Separativos Parciais ou Pseudo Parciais

Um Sistema de Drenagem (sistema de saneamento de águas residuais) é o conjunto de equipamentos e instalações responsáveis pela recolha, transporte, tratamento e rejeição das águas residuais. Um sistema de drenagem é constituído pelos seguintes equipamentos e instalações:

Rede de drenagem (rede de saneamento de águas residuais) – condutas (colectores ou canalizações), em regra instaladas na via pública, recolhem e transportam as águas residuais, desde os prédios e indústrias até ao emissário ou até à estação elevatória. A rede de drenagem é classificada em:

Sistema Separativo ou Separado: Existência de duas redes de colectores, independentes, sendo uma destinada ao transporte de águas residuais domésticas e industriais e outra à drenagem das águas pluviais ou equiparadas. A água suja saída das sânitas, lavatórios, banheiras, etc..., é conduzido por drenos de água suja para um esgoto de água suja ou para uma estação particular de tratamento de águas residuais; as águas das chuvas ou águas superficiais dos telhados e das áreas pavimentadas são conduzidas para um esgoto superficial de águas superficiais ou sarjeta.

Sistema Unitário - uma rede única de colectores conduz as águas residuais domésticas, industriais e pluviais.

Sistema Misto: A água suja dos utensilios sanitarios e a água superficial dos telhados, e áreas pavimentadas são conduzidas por um dreno para um esgoto único.

Separativos Parcias ou Pseudo-Separativos – admissão, em situações de excepção, de ligações de águas residuais pluviais aos colectores de águas residuais domésticas.

(Manual de Redes de águas e de esgotos (Instalaçaões e Elevaçaõ). 2º Edição. Editor: Tito Lyon. Edições CETOP)

(Armando Lencastre. Hidráulica Urbana e Industrial. Volume II. Memórias Técnicas. Edição 2007.)

(http: Aguasdivertidas.ccems.pt)

Na Figura abaixo pode-se observar um diagrama que representa a disposição de uma rede de drenagem e estações de tratamento para uma situação hipotética de gestão de água residual

Diagrama de uma infra-estrutura de gestão de água residual (adaptada de Metcalf e Eddy, 2003).

III.1.1.1 Parâmetros a ter em conta nas escolhas dos tratamentos

A selecção ou parâmetros do sistema de tratamento de águas residuais deve atender a diversos factores, nomeadamente:

- Qualidade do Afluente Bruto;

- Qualidade Pretendida de Efluente Final: O tratamento das águas residuais depende dos parâmetros definidos na legislação em vigor consoante o seu destino final.

- Custos do Investimento: O tratamento de águas residuais é tanto mais económico, quanto maior for o número de habitantes equivalentes a tratar num só local, diminuindo os custos de investimento e exploração. Neste caso, os sistemas intensivos apresentam-se como vantajosos.

- Custos de Exploração: Os custos associados à concentração dos efluentes (custos de transporte) num só local, aumentam com a dispersão geográfica dos aglomerados populacoinais e relevo acentuado.

- Custos de Transporte (Sistemas de drenagem e bombagem de águas residuais): A utilização dos sistemas de tratamento de águas residuais extensivos passa pela análise dos factores anteriormente referidos por forma a minimizar os custos, mantendo a qualidade final do efluente.

Os sistemas de tratamento de águas residuais podem dividir-se em dois grupos:

Sistemas Intensivos ou Convencionais: São sistemas que através de apreciáveis consumos energéticos (equipamentos eletromecânicos), utilizam pequenas áreas de implantação por habitante equivalente (por exemplo: lamas ativadas e leitos percoladores).

Sistemas Extensivos ou Naturais: Baseiam-se em processos naturais, com pequeno ou nenhum recurso a consumos energéticos e que ocupam áreas superiores de implantação por habitante equivalente (por exemplo: lagoas, fito-ETAR's e sistemas de tratamento pelo solo).

(http: br.grundfos.com)

Siegfrist, R.; Witt, M. e Boyle, W.C. (1976). Characteristics of rural household wastewater.J.Envir.Eng. ASCE., Vol.102 (EE3), pp.533-548

(Butler, D.; Friedler, E. e Gatt, K. (1995). Characterising The Quantity anda Quality of Domestic Wastewater inflows. Water Science and Technology, Vol. 31, Nº 7, pp. 13-24.)

III.1.1.2 Fases do Tratamento

Existem quatro fases de tratamento da água: Pré-tratamento (gradeamento e desarenação), Tratamento Primário (floculação e sedimentação), Tratamento Secundário (processos biológicos), Tratamento do Lodo e Tratamento Terciário (polimento da água).

(adaptada de Metcalf e Eddy, 2003).

Nível de Tratamento

Descrição

Preliminar

Remoção de resíduos com alguma dimensão como ramos, trapos ou areias, bem como gordura, que podem provocar complicações nas restantes operações de tratamento.

Primário/Primário Avançado

Remoção de fracção de sólidos suspensos e matéria orgânica. Quando o tratamento é avançado o tratamento é melhorado com adição química ou filtração

Secundário/Secundário com remoção de nutrientes

Remoção de matéria orgânica biodegradável (em suspensão ou dissolvida) e sólidos suspensos. A desinfecção também pode ser incluída. O tratamento pode ser melhorado através da remoção de nutrientes como nitrogénio, fósforo ou ambos.

Terciário

Remoção de sólidos suspensos residuais

(Crites, R. W. e Tchobanoglous, G. (1998). Small and Decentralized Wastewater Management Systems, McGraw-Hill, Nova Iorque)

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