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TRATAMENTO DE EFLUENTE
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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feam - FUNDAÇÃO ESTADUAL DO MEIO AMBIENTE
ORIENTAÇÕES BÁSICAS
Belo Horizonte, 2006
1. I N T R O D U Ç Ã O
O presente trabalho é um complemento didático do seminário OPERA- CIONALIDADE NAS ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO - ETES, LICENCIADAS NO ESTADO DE MINAS GERAIS, promovido pela Divisão de Saneamento da Fundação Estadual do Meio Ambiente - FEAM. O texto é dirigido aos operadores e funcionários das ETEs e define algumas das modalidades de sistemas de tratamento de esgotos sanitários e sua aplicabilidade, além de orientar sobre a sua manutenção e operação, para que sejam obtidas condições adequadas de funcionamento. Determinadas particularidades só poderão ser identificadas pelo próprio operador da unida- de, baseado em seu conhecimento e experiência com a operação da ETE. A implantação de rede de coleta, interceptação e estação de tratamen- to de esgotos sanitários visam a conduzir as águas oriundas de uso domésti- co a um tratamento para remoção dos principais poluentes. O sistema de tra- tamento tem por finalidade assegurar a qualidade das águas e, conseqüente- mente, atender aos padrões legais de lançamento e do corpo receptor. No nível Federal, esses padrões são estabelecidos pela resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA 357/2005. No Estado de Minas Gerais, pelas Deliberações Normativas do Conselho Estadual de Política Ambiental - COPAM 10/86 e 46/01, as quais estão em processo de revisão. Este trabalho aborda, principalmente, o tratamento de efluentes sanitá- rios, embora as águas residuárias industriais possam ser encaminhadas para o tratamento em conjunto com os esgotos domésticos nas ETEs, desde que estudos técnicos comprovem que a estação tenha capacidade de receber e tratar a carga poluente, sem redução da eficiência. Diversas são as tecnologias para tratamento de esgotos sanitários, e a adoção de um ou outro sistema depende das condições locais, da disponibi- lidade de área, de aspectos econômicos, de mão-de-obra especializada, da eficiência requerida, dentre outros.
De uma forma bem simples, o esgoto sanitário nada mais é do que a água que foi utilizada para a realização de diversas atividades, e que segue carregando toda poluição agregada, seja contaminantes físicos, químicos ou biológicos. Os destinos mais provável dos esgotos sanitários sem tratamento são os rios, lagos, córregos e outros, causando poluição dos nossos recursos hídricos. Daí a importância da coleta e o transporte dessa água poluída para uma Estação de Tratamento de Esgoto - ETE. Para maior entendimento dos capítulos a seguir, vamos considerar que o principal poluente presente nos esgotos sanitários é denominado Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO; não é o único, entretanto é dos mais impor- tantes. A DBO nada mais é do que a medida de quanto o esgoto está poluído, em termos de matéria orgânica. Para essa determinação, são necessários ensaios de qualidade da água realizados em laboratórios.
2. E S G O T O S S A N I T Á R I O S
A opção por um nível de tratamento, entre os citados a seguir, depen- de da eficiência requerida - tendo em vista a classe de enquadramento - e da capacidade de depuração das águas do corpo hídrico receptor; alguns deles são indispensáveis, independentemente da tecnologia adotada para o trata- mento dos esgotos:
Em Minas Gerais, o município que trata o esgoto sanitário de pelo menos 50% da população urbana, com operação licenciada pelo COPAM, tem possibilidade de aumentar sua cota-parte de ICMS, recebendo a parcela referente ao subcritério Saneamento Ambiental.
A avaliação dos relatórios de automonitoração das ETEs por parte do órgão ambiental serve como base para diagnóstico das condições de opera- ção, bem como da eficiência alcançada. No monitoramento, todas as infor- mações prestadas são verificadas para a adequação da unidade e conse- qüente manutenção da licença de operação.
Como o público-alvo deste trabalho é bastante diversificado, e visando a familiarizar os leitores com as palavras utilizadas diariamente na operação desses empreendimentos, usou-se, quando possível, uma linguagem mais coloquial, em substituição a alguns termos técnicos, cuja definição encontra- se no item 14 desta Cartilha.
Definição: são dispositivos usados na chegada do esgoto (bruto) para barrar e possibilitar a remoção dos sólidos grosseiros e da areia. Para a separação dos sólidos grosseiros são, geralmente, utilizadas grades que retêm o material cujo tamanho é maior do que o espaçamento entre as suas barras. Retiram-se os sólidos grosseiros, principalmente para proteger os dis- positivos de transporte dos esgotos - bombas e tubulações - e as unidades de tratamento subseqüentes. A remoção da areia é realizada nos desarenadores, por meio de sedimen- tação. Há processos manuais e mecanizados para a retirada e o transporte da areia sedimentada e acumulada nessas unidades. Tal remoção é necessária para:
4. T R A T A M E N T O P R E L I M I N A R
Calha Parshall Funcionário executando medida de vazão
ETE UBERABINHA/UBERLÂNDIA ETE DE CAXAMBU
Gradeamento manual Gradeamento mecanizado
ETE UBERABINHA/UBERLÂNDIA ETE DE ITUIUTABA
Desarenador em canal Desarenador mecanizado
ETE DE CAXAMBU ETE ARRUDAS/SABARÁ
Definição: é a etapa na qual o objetivo principal é a remoção da carga poluidora dos esgotos, DBO solúvel (dissolvida), realizado por microrganis- mos em processos biológicos naturais, sob condições controladas, daí a importância de uma operação bem detalhada e eficiente.
Para esta etapa serão apresentadas diversas tecnologias de tratamen- to, desde aquele com a operação mais simples (lagoas) até os que exigem controle intensivo.
Definição: modalidade de lagoa que recebe mais esgoto por área do que os outros tipos de lagoas, tendo dimensões superficiais menores e maior profundidade que as demais. Nelas ocorrem, simultaneamente, os processos de sedimentação e digestão anaeróbia, na ausência de oxigê- nio. A eficiência dessa unidade de tratamento em termos de redução de carga orgânica pode alcançar entre 50% e 70%.
Geralmente em razão da eficiência de tratamento requerida, pode ser necessária a instalação de uma lagoa facultativa em seqüência. São utili- zadas em conjunto com outras lagoas de forma a reduzir a área demanda- da para a implantação da estação de tratamento; no entanto, possuem inconvenientes, já que podem emanar fortes odores, não sendo apropriada a sua utilização quando a ETE situa-se próximo a núcleos populacionais.
6. T R A T A M E N T O S E C U N D Á R I O A área demandada para implantação de uma lagoa anaeróbia é dimen- sionada em função da carga orgânica a ser tratada e a profundidade mais usual para projetos varia entre 3,0 e 5,0m.
Definição: são unidades que retêm os esgotos por um período de tempo suficiente para que a matéria orgânica seja estabilizada por processos biológicos, portanto naturais, principalmente pela ação de algas e bactérias. As lagoas de estabilização podem ser: facultativas, associação entre anaeróbias e facultativas; aeradas seguidas de facultativas; aerada de mistu- ra completa seguidas de lagoa de decantação, e ainda, lagoa de maturação. A associação dos vários modelos, em série, ou a utilização de lagoas como pós-tratamento de outros sistemas é muito vantajosa e altamente eficiente em termos de redução de carga orgânica poluente. A operação das lagoas de estabilização, apesar de simples, não deve ser negligenciada. Existem procedimentos de operação e manutenção que devem ser executados dentro de uma determinada rotina, no intuito de evitar Tratamento com Lagoa Anaeróbia Lagoa Anaeróbia problemas ambientais e redução na eficiência do tratamento.
ETE DE FRUTAL
Definição: constituem o processo mais simples de tratamento de esgotos por lagoas, dependendo de fenômenos estritamente biológicos (naturais). O esgoto afluente entra em uma extremidade da lagoa e sai na extremidade oposta.
Ao longo desse percurso, que demora vários dias, uma série de eventos contribui para a melhora na qualidade dos esgotos, pela estabi- lização da matéria orgânica. É possível distinguir zonas de anaerobiose, aerobiose e facultativa, ou seja, zonas em que a decomposição da maté- ria orgânica ocorre preferencialmente em presença do oxigênio, zonas com ausência do oxigênio, na qual a estabilização depende de sulfatos, nitratos ou CO 2 e ainda, a situação cujo processo pode ocorrer nas duas condições anteriores.
Processos naturais na Lagoa Facultativa Lagoa Facultativa
ETE DE ITURAMA
A área demandada para implantação de uma lagoa facultativa é dimen- sionada em função da carga orgânica a ser tratada e a profundidade mais usual para projetos varia entre 1,5 e 2,0m.
Atenção: A luz solar é muito importante para o bom funciona- mento da Lagoa Facultativa, por isso a superfície líquida deve sempre estar livre de quaisquer obstáculos à passagem dos raios solares.
Definição: retêm os sólidos, promovendo a sua estabilização anaeróbia no fundo da lagoa, de modo a se obter um efluente final com baixos teores de DBO e de sólidos em suspensão. Funcionam praticamente como um decan- tador onde não existe remoção contínua do lodo sedimentado.
Definição: com o RAFA, a tecnologia empregada promove a decompo- sição da matéria orgânica encontrada nos esgotos sanitários pela ação de bactérias anaeróbias contidas no manto de lodo formado no fundo do reator. Ao passar pelo equipamento, a carga orgânica é consumida pelos microrga- nismos, gerando gás metano, lodo e água.
Lagoa de Sedimentação
ETE DE ITUIUTABA
A separação das fases líquida, sólida e gasosa ocorre no separador tri- fásico. Nessa etapa, o efluente líquido é encaminhado ao corpo receptor, os gases exalados podem ser queimados, ou não, dependendo do porte do empreendimento, e o lodo retorna ao fundo do reator. Usualmente esse pro- cesso é complementado numa unidade de pós-tratamento.
Tratamento com Reator Anaeróbio Reator Anaeróbio
ETE DE UNIÃO DE MINAS
Definição: é uma etapa diferente das lagoas de estabilização. O trata- mento é aeróbio e a aeração garante o suprimento de oxigênio e a homoge- neização (mistura) da massa líquida em um tanque denominado reator. A matéria orgânica é removida por bactérias que crescem dispersas no tanque. A biomassa (bactérias) sedimenta em um decantador final (secundário), per- mitindo que o efluente saia clarificado para o corpo receptor. O lodo sedimen- tado no fundo do decantador secundário volta, por bombeamento, ao tanque de aeração, aumentando a eficiência do sistema.
Tratamento com Lodos Ativados Lodos Ativados
ETE DE SERRANIA
Definição: é uma etapa com o objetivo aumentar a remoção de conta- minantes do esgoto que já foi tratado. Serão apresentados a seguir alguns exemplos de sistemas que realizam essa função.
As lagoas de maturação, como visto anteriormente, podem ser utiliza- das como pós-tratamento de outros sistemas de tratamento secundário, con- forme o esquema a seguir.
7. UNIDADES DE PÓS-TRATAMENTO
Definição: promove um processo no qual o esgoto escoa através de um leito preenchido com material inerte grosseiro como pedras, ripas ou material plástico. As bactérias existentes no esgoto aderem-se ao material de enchi- mento, formando uma película fixa. É no contato do esgoto com a película que ocorre o tratamento. O fluxo do líquido acontece de baixo para cima.
Esquema de Pós-tratamento com utilização de Lagoas
Tratamento no solo Escoamento Superficial
ETE DE MALACACHETA
Todos os sistemas de tratamento de esgotos geram algum resíduo sóli- do, como material gradeado e areia, removidos no tratamento preliminar. No entanto, o principal subproduto do tratamento é o lodo, que precisa ser reti- rado do sistema e tratado para, posteriormente, ser disposto em valas na área da ETE, com recobrimento, ou em aterro sanitário preferencialmente licencia- do. Todos os sistemas de tratamento geram esse resíduo, mas em alguns deles o lodo fica acumulado na própria unidade de tratamento e não precisa ser removido dentro de um longo prazo de operação da estação, ocorrendo apenas necessidade de eventuais descargas ou remoção mecânica. O material gradeado e a areia são respectivamente tirados do sistema diária e semanalmente, dependendo das condições climáticas. Esses dois tipos de resíduos devem ser dispostos em valas na área da ETE ou em ater- ros sanitários licenciados pelo COPAM. No caso de serem armazenados temporariamente em caçambas, o material gradeado e os sobrenadantes retirados das unidades devem ser cober- tos com cal, de modo que seja minimizada a geração de odores e de insetos. A freqüência de remoção do lodo varia de acordo com o tipo de siste- ma, como indica o quadro abaixo:
8. T R ATA M E N T O E D I S P O S I Ç Ã O
F I N A L D E L O D O S
Etapa de Tratamento Sistema de Tratamento Freqüência de remoção do lodo Primário Tratamento Primário Horas Tanques Sépticos (Tratamento primário) Meses Secundário Tanques Sépticos com pós-tratamento Meses Lagoas Anos Reatores anaeróbios Semanas Lodos Ativados Contínuo Sistema de Disposição no solo Na capina Filtros/ Biofiltros Horas *ADAPTADO DE VON SPERLING, 2001
O tratamento e a disposição final do lodo nos sistemas com remoção freqüente são partes integrantes e fundamentais do processo de tratamento dos esgotos. Ampla atenção deve ser dada à questão.
O tratamento do lodo tem como objetivo reduzir o volume (por meio da redução da umidade) e o teor de matéria orgânica (pela estabilização do lodo).
Usualmente, o tratamento do lodo inclui uma ou mais das seguintes etapas:
Definição: unidade que visa a aumentar a concentração de lodo pelo processo de sedimentação da matéria em suspensão, utilizando-se apenas de mecanismos físicos.
Definição: unidades que visam a obter condições adequadas para a disposição final dos lodos. A água é removida para concentrar os sólidos, diminuindo seu volume. Em resumo, trata-se de separar o sólido do líquido. É utilizado um meio de areia para o escoamento da água livre e a evaporação pela exposição ao ambiente.
Definição: são equipamentos eletromecânicos utilizados para o pro- cesso de desaguamento do lodo. Dentre os mais utilizados pode-se destacar: bombas centrífugas (foto), prensa desaguadora, filtros a vácuo, filtro prensa.
Leito de Secagem Lodo seco
ETE BELA VISTA/IPATINGA ETE DE UNIÃO DE MINAS
Bomba Centrífuga
ETE UBERABINHA/UBERLÂNDIA
Definição: são instalações algumas vezes obrigatórias nos sistemas de esgotamento. Devem ser utilizadas nos trechos em que, por razões técnicas e econômicas, o esgotamento por gravidade não se mostrar possível. Tais instalações exigem manutenção permanente e cuidadosa.
1 0. E S T A Ç Õ E S E L E V A T Ó R I A S
D E E S G O T O
Estação Elevatória
ETE DE FRUTAL
Definição: são as instalações físicas da administração e operação da ETE. Para que se realizem as atividades, a Casa de Apoio deve contar com uma estrutura que tenha, no mínimo:
1 1. C A S A D E A P O I O
Copa Depósito
ETE DE CAXAMBU ETE DE CAXAMBU
Laboratórios
ETE DE CAXAMBU ETE UBERABINHA/UBERLÂNDIA
A Organização Mundial da Saúde (OMS) define saneamento como o controle de todos os fatores do meio físico do homem, que exercem ou podem exercer efeito deletério sobre o seu bem estar físico, mental e social. Durante várias décadas, dentro de uma cultura tradicional, entretanto errônea, da população urbana, preconizou-se ao lançamento final das redes de coleta de esgoto sanitário nos córregos e ribeirões para evacuação rápida dos excretas. Moradias construídas próximas a cursos d’água contaminados podem expor as populações ali residentes, que desenvolvem atividades de seu coti- diano, ou até mesmo crianças em suas práticas recreacionais, ao contato direto com agentes causadores de doenças. As populações animais portadoras de doenças, que encontram no ambiente insalubre condições ótimas para seu desenvolvimento, também apresentam um risco à saúde pública. A transmissão de doenças dos animais para o homem pode se dar de forma direta, indireta ou por meio de vetores, que são seres vivos capazes de transferir um agente infeccioso de um hospe- deiro a outro. Diversas doenças infecciosas e parasitárias têm no meio ambiente uma fase de seu ciclo de transmissão, como por exemplo, uma doença de veicu- lação hídrica, com transmissão feco-oral, tais como, febre tifóide e paratifói- de, disenteria, cólera, esquistossomose, hepatite, dentre outras. A implanta- ção de um sistema de saneamento, com a instalação de redes de coleta de esgotos e tratamento, nesse caso, significariam interferir no meio ambiente, de maneira a interromper o ciclo de transmissão da enfermidade.
1 2. S A N E A M E N T O E S A Ú D E
