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Introdução ao Tratamento de Esgoto Sanitário
Daniel Costa dos Santos
Professor DHS/PPGERHA/UFPR
2017
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1 Objetivo
Remoção de poluentes presentes no esgoto sanitário para promoção da saúde pública e da salubridade ambiental.
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2 Poluentes
Classificação
Parâmetros Qualitativos
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2.1 Classificação
Quanto a forma:
sólidos totais, sedimentáveis, suspensos (particulados ou dissolvidos), orgânicos, inorgânicos.
Quanto as características: matéria orgânica e inorgânica, nutrientes, patógenos, metais pesados, óleos, graxas, etc.
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Características do Esgoto Sanitário
Matéria Sólida:
– 99,9% de água
– 0,1% de matéria sólida
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Classificação da matéria sólida
Sólidos Orgânicos
Sólidos Sedimentáveis
Sólidos Minerais
Sólidos
Em Suspensão
Sólidos Orgânicos
Sólidos não Sedimentáveis
Sólidos Totais Sólidos Minerais
Sólidos Orgânicos
Sólidos Coloidais
Sólidos Minerais
Sólidos
Dissolvidos
Sólidos Orgânicos
Sólidos Dissolvidos
Sólidos Minerais
:
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Exemplos
Sólidos suspensos: matéria orgânica dissolvida ou particulada, fósforo ou nitrogênio dissolvido, patógenos;
Sólidos sedimentáveis: matéria orgânica particulada, patógenos;
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2.2 Parâmetros Qualitativos
Matéria orgânica: DBO, DQO, COT;
Nutrientes: fósforo e nitrogênio;
Patógenos: coliformes termotolerantes, vírus, protozoários, helmintos, etc.
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Ex: DBO
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3 Tipologia
Quanto à Natureza do Tratamento: Física, Química e Biológica; Quanto às Etapas do Tratamento: Preliminar, Primário, Secundário e Terciário; Quanto à Configuração do Sistema de Esgotamento: Descentralizado, Centralizado;
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3.1 Tipologia quanto à Natureza
Física: sedimentação, filtração, ultravioleta;
Química: oxidação, variação do pH;
Biológica: oxidação bioquímica, cadeia alimentar;
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3.1.1 Tratamento Físico
Sedimentação: de sólidos do esgoto;
Retenção:
. de sólidos grosseiros por peneiramento;
. de sólidos do esgoto por filtração;
Ultravioleta: inativação de patógenos;
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3.1.2 Tratamento Químico
Oxidação:
. da matéria orgânica;
. de patógenos via desinfecção;
Variação do pH: eliminação de patógenos;
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3.1.3 Tratamento Biológico
Oxidação bioquímica da matéria orgânica:
. por bactérias aeróbias;
. por bactérias facultativas;
. por bactérias anaeróbias;
Cadeia alimentar: eliminação de patógenos;
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3.2 Tipologia quanto às Etapas
Preliminar
Primário
Secundário
Terciário
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3.2.1 Tratamento Preliminar
Função: remoção de sólidos grosseiros de areia;
Tipos: grades, caixa de areia, desarenadores, etc;
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Gradeamento
Tipos:
.Grades (simples
e mecanizadas) ;
.Trituradores.
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CAIXA DE AREIA
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Grade e Caixa de Areia
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Grade mecanizada
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ETE Salgado Filho – Campo Grande
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Caixa de Areia Mecanizada – ETE Atuba Sul (Curitiba)
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Caixa de Areia Mecanizada – ETE Piçarrão
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Caixa em Funcionamento
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Calha Parshall
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3.2.2 Tratamento Primário
Função: remoção de sólidos sedimentáveis;
Tipos: decantador, tanque séptico, lagoas anaeróbias, etc;
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TANQUE SÉPTICO
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TANQUE SÉPTICO
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Lagoa Anaeróbia
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Lagoa anaeróbia
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3.2.3 Tratamento Secundário
Função: remoção de sólidos suspensos (matéria orgânica dissolvida e particulada);
Tipos: lagoa facultativa, reator UASB, filtro anaeróbio, vala de filtração, filtro biológico, lagoa aerada, lodos ativados, etc.
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Lagoa Facultativa
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Lagoa City Petrópolis
Sistema de Lagoa Facultativa
Lagoa Jardim Paulistano I
Sistema de Lagoa Facultativa
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Filtros Anaeróbios de Fluxo Ascendente
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3.2.4 Tratamento Terciário
Função: remoção de sólidos suspensos (nutrientes e patógenos);
Tipos: wetlands, lagoa de maturação, filtro lento, vala de infiltração*, sumidouro*, cloração, etc.
* secundário e terciário.
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WETLANDS
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WETLANDS
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WETLANDS
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WETLANDS
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Sumidouro
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Valas de Infiltração
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3.3 Quanto à Configuração do Sistema de Esgotamento:
Descentralizado, Centralizado;
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4 SUB-PRODUTOS DE UMA ETE
4.1 Água de reúso
4.2 Lodo
4.3 Biogás
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4.1 Água de reúso
Conselho Econômico e Social / ONU - 1985
“ A não ser que exista grande disponibilidade, nenhuma água de
boa qualidade deve ser utilizada para usos que tolerem águas de
qualidade inferior. ”
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Reúso de Água: Finalidades
“Reutilizando águas para fins menos nobres ou, não utilizar água de certa qualidade em fins que requerem água de menor qualidade, consta de uma forma de conservar água no manancial.
Quanto ao controle ambiental, o fato positivo do reúso é a diminuição dos volumes de esgoto despejados nos mananciais hídricos (FRIEDLER, 2001)”.
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Reúso de Água: Classificação
• Reúso direto: consta de direcionar o esgoto tratado diretamente ao seu local de uso.
• Reúso indireto: requer a passagem do esgoto tratado por um caminho intermediário, que no caso é o corpo d’água natural.
• Reúso potável: é aquele onde o efluente tratado atende os requisitos de potabilidade.
• Reúso não potável: requisitos de qualidade não são atendidos.
• Reúso planejado: há planejamento e monitoramento constante do efluente tratado que será distribuído.
• Reúso não planejado: ocorre de forma acidental.
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Reúso de Água: Classificação (continuação)
• O reúso de micro abrangência seria aquele respectivo a pequenas instalações como prédios, indústrias, condomínios.
Ex.: água cinza
• O reúso de macro abrangência, no entanto, seria aquele voltado para bacias ou sub-bacias hidrográficas.
Ex.: esgoto sanitário tratado
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Reúso de Água: Tipologia
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Reúso de Água: Critérios de Qualidade
O reúso deve atender alguns critérios físicos, químicos e biológicos em função do uso que será dado;
USEPA/2012: critérios e recomendações em nível federal;
OMS: critérios para países em desenvolvimento por apresentar padrões menos exigentes;
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4.2 Lodo do Tratamento de Esgoto
Retenção;
Tratamento do lodo;
Aproveitamento na agricultura.
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4.3 Biogás nas ETEs
Geração
Potencial de aproveitamento
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5 Configurações de Estações de Tratamento de Esgoto
. Gradeamento, caixa de areia, tanque séptico, filtro anaeróbio, sumidouro ou vala de infiltração;
. Gradeamento, caixa de areia, sistema australiano (lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa), lagoa de maturação;
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5 Configurações de Estações de Tratamento de Esgoto
. Gradeamento, caixa de areia, lodos ativados, wetlands;
. Gradeamento, caixa de areia, lagoa anaeróbia, lagoa aerada, cloração;
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Sistema Australiano: Lagoa Anaeróbia + Lagoa Facultativa
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Dois Sistemas Australianos em Paralelo
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Tanque Séptico e Sumidouro
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Tanque Séptico, Filtro Anaeróbio e Sumidouro
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Tanque Séptico e Filtro Anaeróbio FONTE:http://fibromuebles.com/sistemas.html
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Tanque Séptico e Vala de Infiltração FONTE: http://bsseptictank.com/es/underground-services
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Eficiências de Remoção (%) Parâmetro DBO Fósforo Nitrogênio Cterm
Tratamento (log)
Tanque séptico 30-35 < 35 < 30 < 1
Lagoa Anaeróbia
Filtro Anaeróbio
Filtro Biológico
Lagoa Facultativa 75-85 < 35 < 60 1-2
Reator UASB (RALF) 60-75 < 35 < 60 1
Lodo Ativado
Wetlands 80-90 < 35 < 60 3-4
Cloração
Lagoa de Maturaçâo
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Parâmetros de Projeto
• Carga de poluente; Ex: CDBO , CP , CN
• Carga superficial; Ex: CDBO / m2 ; CP / m2
• Carga volumétrica; Ex: CDBO / m3 ; CP / m3
• Q = v . A
• Tempo de detenção; Td = Ʉ / Q
• Eficiência de remoção; E = (DBOa – DBOe)/DBOa