PADRÕES DE DESCARGA EM CORPO RECEPTOR

- Água potável;- Água de banho- Pesca- Recreação- Uso industrial- Geração de energia

TIPOS DE POLUIÇÃO – classificação quanto à natureza

Físicos: sólidos em suspensão, sedimentáveis, temperatura;Características físicas: As impurezas, do ponto de vista físico, estão associadas, em sua maior parte, aos sólidos presentes na água. Estes sólidos podem ser em suspensão, sedimentáveis, coloidais ou dissolvidos, dependendo do seu tamanho.

Químicos: compostos orgânicos, inorgânicos, radioativos;Compostos orgânicos sintéticos; (derivados do petróleo), metais pesados, fertilizantes, substâncias tóxicas, refratárias, nutrientes, substâncias que consomem o OD-

Biológicos: bactérias, protozoários, vírus, fungos, organismos patogênicos.• Bactérias: organismos monera unicelulares; apresentam-se em várias formas e tamanhos; são os principais responsáveis pela estabilização da matéria orgânica (decompositores); algumas bactérias são patogênicas, causando principalmente doenças intestinais.• Algas: organismos autotróficos, fotossintetizantes, contendo clorofila; importantes na produção de oxigênio nos corpos d’água e em alguns processos de tratamento de esgotos; em lagos e represas, podem proliferar em excesso, causando deterioração da qualidade da água.• Fungos: organismos aeróbios, multicelulares, não fotossintéticos; de grande importância na decomposição da matéria orgânica; podem crescer em condições de baixo pH.• Protozoários: organismos unicelulares sem parede celular; a maioria é aeróbia ou facultativa; alimentam-se de bactérias, algas e outros microrganismos; são essenciais no tratamento biológico para a manutenção de um equilíbrio entre os diversos grupos; alguns são patogênicos.• Vírus: organismos parasitas, formados pela associação de material genético (DNA ou RNA) e uma carapaça protéica; causam doenças e podem ser de difícil remoção no tratamento da água ou do esgoto.• Helmintos: animais superiores; ovos de helmintos presentes nos esgotos podem causar doenças.

TIPOS DE POLUIÇÃO – classificação quanto à forma

•Sólidos: areia, cascalho, argila, cinzas, escória, lodo, lixo, etc.;•Líquidos: esgotos sanitários, industriais, pluviais, lixiviados de áreas agrícolas e de aterros;•Gasosos: emitidos para a atmosfera, eventualmente retornando às colecções hídricas.

O vetor da poluição, em geral, é constituído de:

a) matéria em solução: de natureza orgânica ou inorgânica, biodegradável ou não, ionizável ou não. Podem ainda ser tóxicas ou não ou pelo menos inibidoras do desenvolvimento da microflora e da fauna do corpo receptor.

b) matéria em estado coloidal ou em emulsão: refere-se a óleos e graxas ou até mesmo associados sob a forma de filmes superficiais (hidrocarbonetos) ou espumas (agentes tenso-ativos).

c) matéria em suspensão: decantáveis ou não, de natureza orgânica ou inorgânica. Alguns tipos de sólidos podem ser biodegradáveis.

Os métodos globais para avaliação dA poluição orgânica de um dado efluente, são os seguintes:- Carência Química de Oxigénio (CQO)- Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO)- Carbono Orgânico Total (COT)- Outros Parâmetros

Fases de um efluente líquido

_ sólidos em suspensão _ líquidos imiscíveis na forma de emulsões_ líquidos imiscíveis na forma de filmes superficiais_ espumas

MATÉRIA ORGÂNICA (MO)Causadora do principal problema de poluição das águas: o consumo de OD;

Classificação quanto à forma e tamanho:– Em suspensão (particulada);– Dissolvida (solúvel)

Classificação quanto à biodegradabilidade:– Inerte, refratária, não biodegradável;– Biodegradável.

A MO não é medida directamente na forma de seus constituintes (proteínas, hidratos de carbono, etc.), e sim indirectamente através das seguintes formas:– Medição do consumo de oxigénio: CBO e CQO– Medição do carbono orgânico: COTA matéria orgânica é responsável pelo consumo, pelos microrganismos decompositores, do oxigénio dissolvido na água.A DBO é o parâmetro mais usual para medição da quantidade de matéria orgânica.Os parâmetros relevantes à quantificação da MO são a DBO e a DQO:

- Demanda Teórica de Oxigênio (DTO)

Consideremos uma solução de glicose pura com 1000 mg/L. Qual a DTO desta solução?CH2O + O2 CO2 + H2O 30 ‑‑ 32DTO = 32/30 mg de O /mg de glicose x 1000 mg glicose/L de solução.DTO = 1067 ppm

Assim podemos concluir que mesmo a glicose, quando lançada num corpo receptor, se configura como um poluente, pois ela será degradada por acção biológica (servirá como substrato para os microrganismos aeróbios/anaeróbios/facultativos, naturalmente existentes no corpo receptor).

Nessa actividade de metabolização do substrato, os microrganismos vão retirar 1067 mg de oxigénio dissolvido das águas do corpo receptor para cada 1000 mg de substrato, ou seja estima-se a massa de oxigénio necessário para a oxidação de 1000 mg/L de glicose

Factor de conversão: 1,067 de O para 1 de glucose.

Nota: não só substâncias orgânicas são oxidadas, mas também outras, como sulfetos, sulfitos, nitritos, etc. A DTO representa quase um limite superior da possibilidade de consumo de oxigénio para a estabilização total de um efluente líquidi.

Composto DTO DQO DQO/DTO mg/L mg/L (%) Fórmico 348 342 > 98 acético 1066 1055 99 cítrico 750 750 100 Metanol 1500 1485 99 etanol 2987 2900 97 glicose 1066 1048 > 98 amido 1185 1152 > 97 ácido benzóico 1967 1947 99 anilina 2480 2480 100 Piridina 2278 0 ! 0

Relações entre DQO e DTO

Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO)Quantidade de oxigénio requerida para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea.É uma indicação indirecta, portanto, do carbono orgânico biodegradável.

Indicação aproximada da fracção biodegradável do despejo;Indicação da taxa de degradação do despejo;Indicação da taxa de consumo de oxigénio em função do tempo;Determinação aproximada da quantidade de oxigénio requerido para estabilização biológica da matéria orgânica presente.

A CBO corresponde à quantidade de oxigénio consumida pelos microrganismos aeróbios, presentes ou introduzidos na amostra, para realizar a biodegradação das substâncias biodegradáveis presentes no despejo.

A CBO é uma medida que determina a quantidade de O2 utilizado pelas bactérias para oxidar toda matéria orgânica solúvel no tempo de duração do ensaio (também são oxidados materiais inorgânicos, como sulfetos e íões Ferro).

Como o ensaio utiliza microorganismos e com variabilidade na amostragem o erro médio encontrado está na faixa de 20%.

CQOTOTAL = CQOBD + CQONBD

CQOBD corresponde ao consumo de oxigénio pelas substâncias biodegradáveis contidas no despejo;

CQONBD corresponde ao consumo de oxigénio para a oxidação das substâncias não-biodegradáveis contidas no despejo.

A relação CQO/CBO deverá sempre apresentar um valor maior que 1.

Relação CQO/CBO .•Relação CQO/CBO baixa:– A fracção biodegradável é elevada;– Provável indicação para tratamento biológico.

•Relação CQO/CBO alta:– A fracção inerte (não biodegradável) é elevada;– Se a fracção não biodegradável não for importante em termos de poluição do corpo receptor: possível indicação para tratamento biológico;– Se a fração não biodegradável for importante em termos de poluição do corpo receptor: provável indicação para tratamento físico-químico.

NOTA: estima-se que o erro médio envolvido nas medidas da DQO seja da ordem de 10 % enquanto para as medidas da DBO o erro médio estimado é superior a 20 %.

CBO5 - corresponde ao final da oxidação biológica da matéria carbonácea contida na amostra.

CBO21 - corresponde ao final da oxidação biológica da matéria nitrogenada contida na amostra.

Em geral, para esgotos domésticos a relação :

(CBO21 / CBO5 ) = 0,77

NITRIFICAÇÃO

NOTA: as taxas de nitrificação são substancialmente menores do que as taxas de oxidação da matéria carbonácea (em efluentes que possuem altas concentraçõesde amónia utiliza-se um inibidor de nitrificação, 2-cloro-6-triclorometil,

3

NTOTAL= NORGÂNICO + NAMONIACAL + NNITRITO + NNITRATO

Essa oxidação ocorre em duas etapas:

2 NH4+

+ 8 O2 2 NO2 - + 2 H2O + 4 H

+

2 NO2 - + O2 2 NO2

-

3

A relação COT/CQO fornece dados muito importantes a respeito da natureza de um efluente, ou seja, esta relação pode variar muito de acordo com o tipo de efluente.

Para esgoto doméstico, uma relação de 2,3 é esperada,

Para efluentes industriais já foi observada uma relação de até 20.

DQO/COT, >>>> fracção inorgânica no efluente, que é oxidável por dicromato em meio ácido

(um efluente que contém altas concentrações de sulfetos, polisulfetos, sulfonatos, cloretos, amônia, etc.).

OUTRAS CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DE ÁGUA E DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS:

1) TURBIDEZ2) COR3) SABOR E ODOR4) CONCENTRAÇÃO DE OD5) pH6) DUREZA7) NITROGÊNIO8) FÓSFORO9) SÓLIDOS TOTAIS, DISSOLVIDOS10) CONC. DE MATERIAL TÓXICO11) TEMPERATURA12) MICRORGANISMOS PATOGÊNICOS

Carência Química de Oxigénio (CQO)

– Mede o consumo de oxigénio ocorrido durante a oxidação química da matéria orgânica.– É uma indicação indirecta, portanto, do teor de matéria orgânica presente.– Corresponde a uma oxidação química da MO, obtida através de um forte oxidante em meio ácido.– As principais vantagens do teste da DQO:

O teste gasta apenas de 2 a 3 horas para ser realizado e é uma medida da quantidade de oxigénio requerida para a estabilização química da matéria orgânica.

TURBIDEZConceito: representa o grau de interferência com a passagem da luz através daágua, conferindo uma aparência turva à mesma;

Causa: sólidos em suspensão;Origem natural: partículas de rocha, argila e silte, como também algas e outros microrganismos ou antropogênica: resíduos industriais e domésticos, bem como microrganismos e erosãoImportância: origem natural: não traz inconvenientes sanitários directos, mas é esteticamente desagradável;- origem antropogênica: pode estar associada a compostos tóxicos e organismos patogênicos;- em corpos d’água podem reduzir a penetração da luz.

Interpretação dos resultados:- Turbidez < a 20 uT usar para filtração lenta, dispensar coagulação química; - Turbidez > a 50 uT requerem uma etapa antes da filtração, que pode ser a

coagulação química ou um pré-filtro grosseiro.

NOTA: Turbidez 10, representa a turbidez de uma amostra contendo 10 ppm de sílica.

CORConceito: responsável pela coloração da água;Responsável: sólidos dissolvidos;Origem natural: decomposição da matéria orgânica e ferro e manganêsOrigem antropogénica:- resíduos industriais e esgotos domésticosImportância: origem natural não representam risco directo à saúde, mas a cloração da água contendo matéria orgânica dissolvida responsável pela cor pode gerar produtos potencialmente cancerígenos (trihalometanos).Interpretação dos resultados:- Águas com cor elevada implicam em um mais delicado cuidado operacional no tratamento da água.- Deve-se distinguir entre cor aparente (influência da turbidez) e cor verdadeira. - Quando esta é removida por centrifugação, obtém-se a cor verdadeira.A diminuição da cor de um despejo pode ser conseguida através de processos de coagulação-floculação, seguido de sedimentação ou flotação, filtração, cloração, ozonização ou ainda por adsorção em colunas de carvão activo

Diversas indústrias possuem compostos corados, na forma de material em suspensão, coloidal ou em solução Estas substâncias absorvem a radiação solar de curto comprimento de onda (luz visível) impedindo a sua penetração na água reduzindo, em consequência, a acção fotossintética das espécies vegetais clorofiladas existentes no corpo receptor (particularmente as algas). A principal fonte de oxigênio no corpo receptor‚ é justamente a ação fotossintética, através da qual os vegetais clorofilados consomem o CO2 dissolvido na água e libertam o O2.

SABOR E ODORConceito: o sabor é a interacção entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo) e o odor (sensação olfativa);Responsável: sólidos em suspensão; - sólidos e gases dissolvidosOrigem natural: matéria orgânica em decomposição gases dissolvidos (ex.: H2S)Ou antropogénica: resíduos industriais e domésticos; gases dissolvidosImportância:A origem natural: não traz inconvenientes sanitários directos, mas representa a maior causa de reclamações dos consumidores;Interpretação dos resultados:– são importantes a identificação e a vinculação com a origem do sabor e odor.

CONCENTRAÇÃO DE OXIGÊNIO Conceito: o oxigénio dissolvido (OD) é de essencial importância para os organismos aeróbios. Sua total ausência origina as condições anaeróbias, com geração de maus odores.Responsável: gás dissolvido.Origem natural: dissolução do oxigénio atmosférico e produção pelos organismos fotossintéticos.Origem antropogênica: introdução de aeração artificial.Importância: o oxigénio dissolvido é vital para os organismos aeróbios, além de ser o principal parâmetro de caracterização dos efeitos da poluição das águas por despejos orgânicos.

Interpretação dos resultados:– A solubilidade de OD varia com a altitude e temperatura. Ex: Nível do mar, a 20ºC, a concentração de saturação é de 9,2 mg/L;– Valores de OD superiores ao da saturação indica presença de algas, e valores inferiores, presença de M. O.– OD entre 4-5 mg/L morrem os peixes mais exigentes; OD = 2 mg/L quase todos os peixes estão mortos e, OD = 0 mg/L tem-se condições de anaerobiose.

Peixes, bem como a maioria da fauna aquática do corpo receptor, dependem do oxigénio dissolvido na água para o seu ciclo vital (metabolismo), daí ser esse um dos mais relevantes parâmetros característicos da qualidade de um despejo. Assim, deve ser considerado como um agente poluente todas as substâncias e/ou condições que, directa ou indirectamente, interfiram com a redução da concentração do oxigénio dissolvido do corpo receptor.- A faixa crítica da concentração de OD é situada entre 3 e 4 ppm, embora existam certas espécies de peixes (vida aquática superior) que se adaptam perfeitamente em nivel de 1 ppm de OD (enguias), enquanto que outras só sobrevivem em águas com nível de OD superior a 5 ppm (salmão).

pHConceito: potencial hidrogeniónico ( [H+] )Responsável:sólidos e gases dissolvidosOrigem natural: dissolução de rochas; absorção de gases da atmosfera; oxidação da matéria orgânica; fotossínteseOrigem antropogênica: despejos domésticos e industriaisImportância: pH baixo: corrosibilidade e agressividade nas águas de abastecimento;- pH elevado: possibilidade de incrustações;- valores de pH afastados da neutralidade: podem afetar a vida aquática e os microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos.Interpretação dos resultados:– Diferentes valores de pH estão associados a diferentes faixas de atuação ótima de coagulantes– O pH necessita ser corrigido antes e/ou depois da adição de químicos.Ácidos e/ou álcalis lançados no corpo receptor podem torná-lo impróprio para o uso não somente para fins recreacionais, como banho e navegação (barco a vela, windsurf, etc) mas também para a manutenção da vida aquática, que demanda um pH da água em torno da neutralidade. Um dos tratamentos para a remoção das substâncias coloidais (por exemplo, coagulação-floculação) depende do pH do despejo e portanto esse parâmetro deve ser mantido o mais próximo possível do valor do pH óptimo para esse processo. Quando, numa mesma unidade se dispõem de correntes ácidas e alcalinas deve-se buscar a equalização das mesmas. Essa equalização só deve ser aplicada no caso em que haja compatibilidade química entre as correntes.

AlcalinidadeConceito: quantidade de íões na água que reagirão para neutralizar os iões H+ . Medição da capacidade da água de neutralizar os ácidos. Os principais constituintes da alcalinidade são os bicarbonatos (HCO3-), carbonatos (CO3

-2) e os hidróxidos (OH-).

Responsável: sólidos dissolvidosOrigem natural: dissolução de rochas; reação do CO2 com a águaOrigem antropogênica: despejos industriaisImportância: em elevadas concentrações confere um gosto amargo para a água;- determinação importante, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção de corrosão em tubulações.Interpretação dos resultados:– pH > 9,4 : hidróxidos e carbonatos; – pH entre 8,3 e 9,4 : carbonatos e bicarbonatos– pH entre 4,4 e 8,3 : apenas bicarbonato.

AcidezConceito: capacidade da água em resistir às mudanças de pH causadas pelas bases. É devida principalmente à presença de CO2 livre (pH entre 4,5 e 8,2).Responsável: sólidos e gases dissolvidosOrigem natural: CO2 absorvido da atmosfera ou resultante da decomposição de M.O; presença de H2SOrigem antropogénica: efluentes industriais; passagem da água por minas abandonadas, vazadouros de mineração e das borras de minério.Importância: pouco significado sanitário; águas são desagradáveis ao paladar quando ácidas; responsável pela corrosão de tubulações e materiais.Interpretação dos resultados:–pH > 8,2 : CO2 livre ausente;–pH entre 4,5 e 8,2: acidez carbónica–pH < 4,5 : acidez por ácidos minerais fortes (usualmente resultantes de despejos industriais).

DUREZAÉ uma característica geralmente associada à presença de sais de cálcio e de magnésio contidos no despejo. Acelera o processo de incrustação de sólidos (óxidos desses elementos) em tubulações. Conceito: concentração de catiões multimetálicos em solução. Normalmente associados à dureza são Ca+2 e Mg+2. Na supersaturação, esses catiões reagem com os aniões da água formando precipitados.Responsável:- sólidos dissolvidosOrigem natural: dissolução de minerais contendo cálcio e magnésio.Origem antropogênica: despejos industriaisImportância: sem significado sanitário; águas duras são desagradáveis ao paladar e podem ter efeito laxativo; responsável pela incrustação de tubulações de água quente, caldeiras e aquecedores.Interpretação dos resultados:– Dureza < 50 mg/L CaCO3 : água mole;– Dureza entre 50 e 150 mg/L CaCO3 : dureza moderada;– Dureza entre 150 e 300 mg/L CaCO3 : água dura;– Dureza > 300 mg/L CaCO3 : água muito dura

NITROGÉNIOConceito: dentro do ciclo do nitrogénio na biosfera, este alterna-se entre várias formas e estados de oxidação. No meio aquático, o nitrogénio pode ser encontrado nas formas molecular, orgânico (dissolvido e em suspensão), amónia, nitrito e nitrato.Responsável: sólidos dissolvidos e em suspensãoOrigem natural: constituinte de proteínas, clorofila e vários outros compostos biológicosOrigem antropogénica: despejos industriais e domésticos, excrementos de animais, e fertilizantes.Importância: o nitrogénio na forma de nitrato está associado a doenças como a metahemoglobinemia (síndrome do bebé azul);- em elevadas concentrações causa eutrofização;- o nitrogénio consome oxigénio dissolvido do meio nos processos bioquímicos de conversão da amónia a nitrito e este a nitrato;- na forma de amónia livre é directamente tóxico aos peixes.Interpretação dos resultados:

É necessário um balanço adequado entre C:N:P no esgoto para o efluente poder ser metabolizado

microrganismos, normalmente: 100:5:1

FÓSFOROConceito: o fósforo na água apresenta-se principalmente nas formas de ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico.Responsável: sólidos dissolvidos e em suspensão; decomposição da M. O.Origem antropogênica: despejos industriais e domésticos, excrementos de animais, detergentes e fertilizantes.Importância: o fósforo não apresenta problemas de ordem sanitária, em excesso, causa eutrofização.Interpretação dos resultados:

É necessário um balanço adequado entre C:N:P no esgoto para o efluente poder ser metabolizado microrganismos;_ P < 0,01 – 0,02 mg/L : não eutrófico– P > 0,05 mg/L : eutrófico

SÓLIDOS TOTAIS, DISSOLVIDOSPodem ser de natureza:a) orgânica: tais sólidos podem, quando passíveis de oxidação, reduzir a concentração de oxigénio dissolvido no corpo receptor e podem ainda emprestar ao corpo receptor odor e sabor não recomendáveis.b) inorgânica: sais inorgânicos estão, invariavelmente, presentes nos efluentes e dessa forma podem acarretar os seguintes problemas:

b.1) corrosão na tubulação e equipamentosb.2) formação de depósito de óxidos insolúveis

Das características físicas, o teor de matéria sólida é o de maior importância, em termos de dimensionamento e controle de operações das unidades de tratamento.

A remoção de matéria sólida é fonte de uma série de operações unitárias de tratamento, ainda que represente apenas cerca de 0,08% dos esgotos ( a água compõe os restantes 99,92%).Classificação pelas características físicas (dimensão das partículas):–Sólidos em suspensão; sólidos coloidais; sólidos dissolvidos.Classificação pelas características químicas:–Sólidos orgânicos; sólidos inorgânicos–Sólidos voláteis; sólidos fixos (secagem a 600 oC)Classificação pela decantabilidade ou sedimentação:–Sólidos em suspensão sedimentáveis; sólidos em suspensão não sedimentáveis e sólidos flutuantes..

SÓLIDOS EM SUSPENSÃOOs sólidos em suspensão (SS, expressos em ppm) contidos no despejo tendem a se depositar no fundo e nas margens do corpo receptor causando, em consequência da sua decomposição anaeróbia, redução do teor de OD e aparecimento de odor característico (presença de compostos sulfurados).

Os sólidos depositados no fundo do corpo receptor podem cobrir os locais de desova e criação dos peixes e dessa forma inibem a propagação da fauna aquática superior enquanto que os sólidos depositados nas margens comprometem a sua imagem para fins recreio.

SÓLIDOS FLUTUANTESNesses estão incluídos óleos, gorduras e o petróleo. Sua presença no despejo, além de tornar desagradável o aspecto do corpo receptor, apresenta os seguintes inconvenientes:

1) interferem na re-aeração natural do corpo receptor e reduz a penetração da luz solar 2) são tóxicos para a vida aquática (fauna e flora).3) destroem a vegetação das margens, aumentando assim a erosão e desmoronamento das mesmas.Algumas indústrias que contém óleos e graxas:: refinaria de petróleo, despejo urbano, algumas indústrias de alimentos, siderúrgicas, etc.

S. em suspensão (200)

S. dissolvidos (400)

S. sedimentáveis (120)

S. não sedimentáveis (80)

S. coloidais (40)

S. dissolvidos (360)

SólidosTotais(600)

S. orgânicos (90)S. inorgânicos (30)

S. orgânicos (55)S. inorgânicos (25)

S. orgânicos (30)S. inorgânicos (10)

S. orgânicos (125)S. inorgânicos (235)

Concentrações médias de sólidos em esgotos, mg L-1

CONCENTRAÇÃO DE MATERIAL TÓXICOEstas podem ser igualmente de natureza:a) orgânica : biocidas, produtos farmacêuticos, etc.b) metais pesados: Cr6

+ , Cu+ , Pb2+ , Hg2

+, etc.

Dependendo do tipo de efluente em estudo, outros parâmetros de controle, de classes de substâncias, serão necessários, por exemplo:- organohalogenados: indústrias de papel e celulose - Fenóis: indústrias famaceuticas, petroquímicas, papel e celulose, etc.- PCBs (bifenilas policloradas), - PAHs (hidrocarbonetos aromáticos polinucleares,- BTX (benzeno,tolueno e xileno)Cuidado com a Bioacumulação esses compostos, mesmo em concentrações reduzidas, se constituem como altamente deletérios.

TEMPERATURA Conceito: medição da intensidade de calorOrigem natural: transferência de calor por radiação,

condução e convecção (atmosfera e solo)Origem antropogênica: águas de torres de resfriamento e

despejos industriaisImportância: elevações da temperatura:

– aumentam a taxa das reacções químicas e biológicas, – diminuem a solubilidade dos gases;– aumentam a taxa de transferência de gases (geração de

odores)Interpretação dos resultados:A temperatura deve proporcionar condições para as

reacções bioquímicas de remoção dos poluentes.

1) Uma elevação da temperatura do corpo receptor, causada pela temperatura do despejo descartado, reduz a solubilidade do oxigénio na água: Essa elevação de temperatura reduz a eficiência dos equipamentos de troca térmica que usam as águas do corpo receptor no processo e nas trocas térmicas.

3) Variação da temperatura do despejo recolhido na rede de pública de esgoto urbano (doméstico e pluvial) tem efeito pronunciadamente deletério na operação das ETE.

4) Maior temperatura do corpo receptor implica em maior consumo de oxigénio dissolvido no corpo receptor em vista da maior actividade química e bioquímica.

5) Ocorrência de estratificação da água com a consequente redução do OD na camada superficial do corpo receptor fazendo com que a fauna aquática migre para regiões onde os níveis de OD sejam mais compatíveis com as suas exigências metabólicas. Essa redução de OD na água à temperatura mais elevada, faz com que o corpo receptor tenha reduzido a sua capacidade de auto-depuração.

A curva de OD pode ser entendida como uma resultante de duas outras curvas, quais sejam: a curva de consumo de oxigénio e a curva de re-aeração. A curva de re-aeração corresponde à entrada de oxigénio corpo receptor por ação de 3 mecanismos principais:_ difusão em nível molecular na interface gás-líquido._ turbilhonamento._ geração "in-situ" de oxigênio pela ação da fotossíntese.

As etapas envolvidas na transferência de oxigênio atmosférico para a água do corpo receptor são: solubilização e saturação do oxigénio na interface ar-água.difusão do oxigênio na água, promovida pela diferença de concentração estabelecida (mecanismo de difusão em nível molecular que é proporcional ao gradiente de concentração existente).A transferência de oxigénio por ação conectiva (solubilização induzida pelo movimento das águas do corpo receptor).

Um corpo receptor contaminado por poluentes tenderá a retornar às condições prevalentes no ponto anterior ao ponto de lançamento. Esse processo denomina-se de "autodepuração do corpo receptor" o qual pode ser constatado através da medida da concentração de oxigénio dissolvido nas águas do corpo receptor.

Essa autodepuração é levada a efeito por meio de acções físicas bem como por meio de reacções químicas e bioquímicas.

As acções físicas decorrem da sedimentação dos sólidos em suspensão contidos no despejo, sedimentação essa que vai acarretar a formação de bancos de lodo nas margens ou ainda no fundo do corpo receptor.

As reacções químicas e bioquímicas mencionadas, são de natureza bem mais complexa, pois os organismos vivos, microrganismos naturalmente existentes no corpo receptor, se alimentam dos sólidos orgânicos dissolvidos ou não na corrente do despejo e geram produtos de metabolismo (excreta) que, por sua vez, podem servir de alimento para outras espécies de microrganismos até que, finalmente, todos os sólidos orgânicos complexos são convertidos em sais inorgânicos, como: nitratos, fosfatos, sulfatos, etc., bem como anidrido carbónico e água.

Processo de auto-depuração do corpo receptor ocorra em 4 zonas as quais, todavia, não apresentam limites claramente definidos entre sí. Essas zonas são divididas em:

zona de degradação (zona de elevada turbidez) zona de decomposição activa (zona séptica e mais nociva) zona de recuperação (zona melhorada) zona de água límpida (zona de águas claras e frescas)

Eutrofização

é o processo que ocorre quando um corpo receptor está com excesso de certos nutrientes básicos. Este termo se aplica ao processo de enriquecimento excessivo e continuado de um corpo receptor por macronutrientes, causando um desenvolvimento massivo e indesejável de plantas aquáticas, alterando seu equilíbrio biológico. É um processo lento que ocorre na natureza, relacionado ao envelhecimento dos corpos receptores, que pode ser acelerado com o lançamento de macronutrientes (N e P), advindos das actividades humanas.

Outros fatores como: tempo de residência, velocidade do fluxo, profundidade, condições climáticas, cor ou turbidez do corpo receptor, etc., podem afectar a eutrofização.

Considerando a evolução trófica dos corpos receptores, estes podem ser classificados como:

a) oligotróficos - águas limpas não fertilizadas;b) mesotróficos - águas moderadamente fertilizadas;c) eutróficos - águas em pleno processo de eutrofização, isto é, excessivamente fertilizadas;d) hipertróficos - águas em estágio avançado de eutrofização.

Origem dos efluentes:

1. Efluente Doméstico2. Efluente Industrial3. Efluente Agrícola (agricultural run-off)4. Águas Pluviais (storm water ou urban run-off)

Carga Poluidora a quantificação das cargas poluidoras é feita para avaliar o impacto e da eficácia das medidas de controle. A carga é expressa em termos de massa por unidade de tempo, podendo ser calculada por um dos seguintes métodos, dependendo do tipo de problema em análise, da origem do poluente e dos dados disponíveis:

Carga = concentração x vazãoCarga = contribuição per capita x populaçãoCarga = contribuição por unidade produzida x produção

Equivalente populacional trata-se da equivalência entre a carga orgânica (em termos de DBO) de depejos gerados por um processo industrial em relação a contribuição per capita de esgotos domésticos, ou seja, quando uma indústria apresenta equivalente populacional de 10 habitantes, equivale a dizer que a carga orgânica (DBO) do efluente industrial corresponde a carga gerada por uma população com 10 habitantes.

E.P.(equivalente populacional) = ___Carga de CBO da indústria (kg/dia)___ Contribuição per capita de CBO x produção

EP: ~60 g CBO/hab.dia

Conceito da designação Poluição Zero:Prioridade à gestão ambiental, baseado-nos no conceito de Poluição Zero (zero discharge process) objetiva:

- conservar os recursos naturais.- prover as bases para um desenvolvimento

sustentado.- preservação da qualidade do meio ambiente.

Processo Ideal X Processo Real:Para melhor entendimento do termo Poluição Zero, precisamos conceituar o que se entende por Processo Ideal:Um processo ideal que pode ser definido como todo aquele processo, no qual todas as matérias primas utilizadas são integralmente convertidas em produtos usáveis, sejam como produtos finais, sejam como produtos intermediários.

Além disso, todas as demais incorporações de processo, denominados de auxiliares de processamento, como: catalisadores, solventes, águas de operação/processo, etc., são integralmente recuperados e levados as suas respectivas condições de qualidade inicial e, portanto, podem ser reintegrados ao processo.O processo definido como ideal, portanto, é aquele no qual não é gerado qualquer tipo de despejo (sólido, liquido ou gasoso). Além disso, de um processo ideal devem resultar produtos comercialmente viáveis.

Assim, deseja-se que:

- todos os reagentes sejam convertidos em produtos utilizáveis.- todos os auxiliares de processamento sejam reutilizados.- não haja geração de despejos.

EMISSÃO ou POLUIÇÃO ZERO

• corresponde à eliminação de certos tipos de poluentes ou de substâncias tóxicas num despejo hídrico de uma unidade de processamento;Esses poluentes são classificados como compostos que tendem a se concentrar ao longo da cadeia alimentar, tais como DDT ou íões de metais pesados; compostos reconhecidamente tóxicos ou inibidores do crescimento da vida aquática dentro do corpo receptor.

2) nenhuma corrente de despejo será indiscriminadamente descartada num corpo receptor, antes de ser submetida a um tratamento com vistas à redução do seu potencial de poluição. Assim, por exemplo, uma dada corrente de despejo, após ter sido submetida a um determinado grau de tratamento, pode ser convertida em um resíduo sólido. Ex.: parte da corrente de lodo biológico, oriunda do sedimentador secundário do Processo de Lodo Activado que é a que corresponde ao excesso de lodo produzido no reactor biológico, é conduzida a um digestor Anaeróbio do qual resultam o biogás e o lodo estabilizado, que pode ser utilizado como um excepcional condicionador de solo, ou, se preferirem, fertilizante orgânico. Observe que este procedimento corresponde a apenas uma troca, ou seja, a suspensão concentrada de lodo ativado (contendo microrganismos patogênicos) ao invés de ser simplesmente descartada é ainda mais concentrada que pode então ser mais adequadamente reciclada. Nesse processo, evidentemente, poderá haver emissão de poluentes atmosféricos (constituintes do biogás), mas, isso, pode também ser minimizado.

GRAUS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES

O grau de tratamento de efluentes (ou despejos) depende de 2 factores básicos:_ da qualidade desse efluente antes de ser lançado no corpo receptor. _ da legislação ambiental em vigor que regula os padrões de qualidade do despejo que pode ser lançado no corpo receptor.

Tratamento Primário Tratamento Secundário Tratamento Terciário _ Gradeamento _ Decantação primária _ Flotação _Separação de óleos e graxas _ Equalização _ Neutralização

_ Lagoas de estabilização _ Lagoas aeradas _ Lodos activados e suas variantes _ Filtração biológica aeróbica ou anaeróbica _ Reactores anaeróbios

_ Filtração _ Ultrafiltração _ Microfiltração _ Precipitação e coagulação _ Adsorção (carvão ativado) _ Troca iônica _ Osmose reversa _ Eletrodiálise _ Processos de remoção de nutrientes _ Cloração _ Ozonização _ Processos avançados de oxidação (PAOs ou POAs)

Levantamento de dados industriais

Para caracterizar a carga poluidora dos efluentes industriais é necessário:

_ conhecer o processo industrial para a definição do programa de amostragem;_ listar as matérias-prima, principalmente, aquelas que de alguma forma possam ser transferidas para os efluentes;_ fluxograma do processo industrial indicando os pontos nos quais são gerados efluentes contínuos ou intermitentes;_ identificar os pontos de lançamento de efluentes;_ definir o sistema de medição de efluentes e instalá-lo;_ os turnos das operações de limpeza e manutenção;

Caracterização do efluente que são representativos da carga poluidora, tais como: _ os que servem para a definição do processo de tratamento;_ os que interferem no dimensionamento da estação de tratamento;_ os que atendem à legislação ambiental;_ amostragem;_ determinação da vazão.

Procedimentos para a redução das cargas poluidorasSendo os efluentes industriais as perdas de água e matérias primas ou produtos oriundos do processo deve-se em primeiro lugar verificar se estas perdas não podem ser evitadas ou reduzidas, com a finalidade de reduzir os resíduos.

Alguns cuidados importantes com esta finalidade são:_ processos de limpeza de tanques, tubulações e pisos devem ser sempre focos de atenção, pois nestes pontos originam-se importantes cargas poluidoras;_ remover os resíduos sólidos ou semi-sólidos tais como pós ou pastas;_ evitar paralisações do processo produtivo que levam a descarte de produtos, aumentando a carga poluidora;_ verificar vazamentos em bombas ou tubulações;_ especificar as matérias primas para evitar descarte de materiais fora de especificação;_ indústrias novas devem ser projectadas de forma que os tanques e tubulações favoreçam sua limpeza;_ verificar possíveis reutilizações no processo.

O conhecimento da vazão e da composição do efluente líquido industrial possibilita a determinação das cargas de poluição / contaminação, o que é fundamental para definir o tipo de tratamento, avaliar o enquadramento na legislação ambiental e estimar a capacidade de autodepuração do corpo receptor. As cargas de poluição / contaminação são normalmente expressas em kg/dia, sendo o resultado da multiplicação da vazão pela concentração do parâmetro de interesse. Por exemplo, as cargas em sólidos totais (CST) e de matéria orgânica (CODBO5) são:

CST = Q (m3/d)*ST (g/m3)CODBO5

= Q (m3/d)*DBO5 (g/m3)

Cálculo da vazão média de esgoto tendo-se estimada a população.

Q =P . q . CR

1000m3 d-1

Q =P . q . CR

86400L s-1

ondeP = população estimada;CR = coeficiente de retorno de esgoto;q = consumo per capita de água;Q = vazão do esgoto

Porte da comunidade Faixa da população (hab.) Consumo per capita -q (L hab-1 dia-1) Povoado rural < 5.000 90 – 140 Vila 5.000 – 10.000 100 – 160 Pequena localidade 10.000 – 50.000 110 – 180 Cidade média 50.000 – 250.000 120 – 220 Cidade Grande > 250.000 150 – 300

Estabelecimento Unidade Vazão (L/unidade.dia) Aeroporto Passageiro 15 Banheiro Público Usuário 25 Bar Freguês 15 Escritório Empregado 50 Hotel Hóspede 150 Hotel Empregado 50 Indústria (esgoto sanitário ) Empregado 70 Lanchonete Freguês 15 Lavanderia – Comercial Máquina 3000 Loja Banheiro 1500 Loja Empregado 40 Restaurante Refeição 40 Clínica de Repouso Residente 400 Clínica de Repouso Empregado 50 Escola rica Estudante 100 Escola média Estudantes 60

Ramo Tipo Unidade Consumo de água (m3/unidade produzida)

Frutas, legumes em conservas 1 ton. de açúcar 40

Doces 1 ton. de produto 20 Açúcar de Cana 1 ton. de açúcar 8 Matadouros 1 boi / 2,5 porcos 0.4 Laticínios 1000 L de leite 8 Cervejaria 1000 L de cerveja 15 Padaria 1 ton. De pão 4

Alimentar

Refrigerantes 1000 L de refr. 3 Algodão 1 ton. Produto 500 Lã 1 ton. Produto 600 Rayon 1 ton. Produto 50 Nylon – polyester 1 ton. Produto 130 Lavanderia de lã 1 ton. Produto 50

Têxtil

Tinturaria 1 ton. Produto 50 Curtume 1 ton. Pele 30 Couro Sapato 1000 pares 5 Fabricação de Polpa 1 ton. Produto 150 Branqueamento de Polpa 1 ton. Produto 150 Fabricação de Papel 1 ton. Produto 200

Polpa e Papel

Polpa e papel integrados 1 ton. Produto 220 Tinta 1 empregado 110 l/d Vidro 1 ton. Vidro 15 Sabão 1 ton. de sabão 150 Ácido , Base e Sal 1 ton. de cloro 50 Borracha 1 ton. Produto 125 Borracha sintética 1 ton. Produto 500 Refinaria de petróleo 1 barril (117 L ) 0,3 Detergente 1 ton. Produto 13 Amônia 1 ton. Produto 115 Dióxido de Carbono 1 ton. Produto 80 Gasolina 1 ton. Produto 25

Químicas

Farmacêuticos (vitaminas) 1 ton. Produto 25 Carvão 1 ton. Carvão 10 Mineração Ferro 1 m3 minério 16

Fonte.: CETESB (1976), Metcalf & Eddy ( 1991) .

Condições de vida aquática em relação à DBO e ao OD.

Condição do rio DBO, 20o C (mg L-1)

Aspecto estético

OD, % da saturação

Condição de vida dos peixes

Muito limpo 1 bom 80 % normal Limpo ~ 2 bom 80 % normal Relativamente limpo ~ 3 bom 80 % normal Duvidoso ~ 5 turbidez 50 % só os mais resistentes Podre ~ 7,5 turbidez 50 % só os mais resistentes Mau ~ 10 mau quase nulo difícil Péssimo ~ 20 mau nulo difícil

Poluição é um termo relativo, que se relaciona com a introdução ou com a presença de qualquer substância no recurso hídrico, capaz de alterar, suprimir, ou de alguma forma interferir com o uso esperado ou desejado daquele recurso hídrico.

Tratamento Primário

Os tipos, ou operações, do tratamento primário são:

GradeamentoPeneirasCaixa de areia SedimentaçãoEqualizaçãoNeutralizaçãoFlotação

vista corte

sentido do fluxoh

Denominação da grade

Distância entre as barras

grade grosseira 4 – 10 cm

grade média 2 – 4 cm

grade fina 1 – 2 cm

Tipo de grade Espaçamento entre as barras (mm)

Espessuras das barras mais usuais (mm)

40 10 e 13 60 10 e13 80 10 e 13

Grosseira

100 10 e13 20 8 e 10 30 8 e10

Média

40 8 e 10 10 6; 8 e 10 15 6; 8 e 10

Fina

20 6; 8 e 10

. Eficiência do sistema de gradeamento.

t a = 20 mm a = 25 mm a = 30 mm 6 mm 75 % 80 % 83,4 % 8 mm 73 % 76,8 % 80,3 %

10 mm 67,7 % 72,8 % 77 % 13 mm 60 % 66,7 % 71,5 %

a: espaço entre as barras; t: espessura das barras;

SEDIMENTAÇÃO

Sedimentação separação sólido-líquido (S > L).No processo de lodos activados, a separação sólido-líquido, por sedimentação, ocorre nas seguintes fases do processo:a) Caixa de areia: nessa fase é removida a matéria sólida de natureza inorgânica (em geral, partículas de areia carreadas pelas águas pluviais).b) Sedimentador ou decantador primário: essa unidade de separação sólido-liquido precede a unidade de aeração (reactor biológico) e nela são removidas as partículas de natureza orgânica de pequenas dimensões. Os sólidos retidos neste decantador, que são continuamente retirados pelo fundo, podem ser descartados da mesma forma que os demais sólidos orgânicos mas, em geral, são directamente conduzidos ao reactor anaeróbio, onde são decompostos por via biológica anaeróbia.c) Sedimentador ou decantador secundário: essa unidade vem após o tratamento secundário e remove a massa de microrganismos (lodo activado) que se desenvolveu. Parte desses sólidos é retornado para a unidade de tratamento secundário e o excesso é conduzido ao reactor anaeróbio para digestão.As formas de sedimentação: dependem, essencialmente, da natureza das partículas sólidas presentes na suspensão e pode ser designada por:

1 - Sedimentação discreta: as partículas sólidas em processo de sedimentação mantêm-se isoladas das demais, ou seja, não ocorre aglomeração entre elas e desse modo cada partícula mantém inalteradas as suas características físicas (forma, tamanho, densidade). Por exemplo, sedimentação das partículas de areia na caixa de areia.

2 - Sedimentação floculenta: ocorre aglomeração das partículas acarretando alterações consideráveis de suas características físicas e, conseqüentemente, das suas características de sedimentabilidade. Por exemplo, sedimentação das partículas de natureza orgânica que ocorre no decantador primário do processo de lodo activado.

3 - Sedimentação zonal ou em massa: a sedimentação se dá na forma de um bloco. Aparece quase que instantaneamente uma interface límpida sólido-líquido que vai baixando na bacia de sedimentação como um todo. Por exemplo, sedimentação do lodo activado no decantador secundário e a sedimentação de flocos de hidróxido de alumínio resultantes do processo de coagulação-floculação (tratamento físico-químico) de despejos oleosos (emulsões).

CAIXA DE AREIA – DESARENADORES

Trata-se de sedimentação discreta, a qual apresenta a seguinte propriedade: A dimensão física da partícula permanece inalterada durante o seu processo de sedimentação gravitacional, o que significa dizer que a sua velocidade de sedimentação é constante.

A função do desarenador ou caixa de areia é, depois que o efluente passou pela grade, retirar dele os componentes minerais de rápida deposição. Caso contrário, a areia conduzida junto com a água pode gerar depósitos indesejáveis dentro da instalação de tratamento, causar um elevado desgaste nas bombas de lodo, pois ela é extraída na decantação primária junto com o lodo primário.

DESARENADOR CAIXA DE AREIA

De forma empírica, foi estabelecido que com velocidades médias de circulação de 0,3 m/s, os grãos de areia ficam retidos no fundo enquanto os sólidos menores e as substâncias especificamente orgânicas, mais leves, ficam em suspensão e são transportadas para o escoamento junto com o fluxo. Por isso, é necessário que os desarenadores sejam instalados de forma que, mesmo havendo um acúmulo variável de efluente, este atravesse com

uma velocidade horizontal de cerca de V1 = 0,3 m/s.

Características dos desarenadores/caixas de areia1. Características das partículas a serem removidas (“Areia”)Diâmetro efectivo: 0,2 mm a 0,4 mm;Massa Específica: 2.650 kg m-3;Velocidade de sedimentação: 2,0 cm s-1.2. Dispositivos de remoçãoManuais ou mecânicos (bandejas de aço removidas por talha e carretilha ou bombeamento).3. Quantidade e destino do material retidoQuantidade: 30 a 40 L/1000 m3 de esgoto.Lavagem;Aterro Sanitário.4. Operação da caixa de areiaLimpeza quando a areia ocupar metade da altura ou 2/3 de seu comprimento total.5. ControleQuantidade de material removido por m3 de esgoto;Teor de humidade;Teor de sólidos voláteis.6. Tipos de caixa de areiaTipo canal com velocidade constante controlada por Calha Parshall;Secção quadrada em planta, com remoção mecanizada de lodo;Caixa de areia aerada.7. Caixa de areia tipo canal com velocidade constante controlada por Calha ParshallVelocidade de 0,30 m s-1;Velocidade inferior a 0,15 m s-1; depósito de matéria orgânica na caixa;Velocidade superior a 0,4 m s-1; araste da areia retida no fundo da caixa de areia.8. Caixa de areia prismática rectangular por gravidade9. Depende_ velocidade de sedimentação das partículas: 0,2 mm, V = 0,02 m s-1;_ velocidade crítica do fluxo: 0,3 m s-1;10. Dimensionamento (partículas 0,2 mm, V = 0,02 m s-1)

Taxa de escoamento superficialDenomina-se taxa de escoamento superficial a relação entre a vazão de efuentes afluente (Q) e a áreaem planta da caixa (A). Na prática varia entre 600 e 1300 m3 m-2 d-1

DEACANTADORES/SEDIMENTADORES

Defeitos construtivos ou de instalação dos decantadores

Defeitos Conseqüências Desnivelamento, baixa inclinação da zona de lodo ou zonas mortas.

Desenvolvimento de atividade microbiana com a conseqüente formação de gases e arraste do lodo para a superfície e perda de lodo.

Removedores do lodo com velocidades periféricas superiores a 18 raio/t (m/min).

Ressuspensão de lodo com a possibilidade de arraste.

Taxas de aplicação de carga hidráulica muito altas > 1m3 m-2 h-1.

Arraste de lodo não sedimentado.

Taxa de aplicação de carga hidráulica baixa.< 0,5 m3 m2-h-1 (para lodos orgânicos).

Desenvolvimento de atividade microbiana com a formação de gases e arraste do lodo para a superfície; perda de lodo.

Ausência de placa defletora ou cilindro defletor central na entrada dos decantadores.

Arraste de lodo.

Remoção de escuma e lodoa) Remoção de escuma: a raspagem de escuma (gordura) é realizada continuamente e encaminhada para digestores.b) Coleta e remoção do lodo: os decantadores do tipo Dortmund são mais adoptados como decantadores secundários. Os raspadores mecanizados arrastam o lodo para o poço de acumulação.

Perturbações na operaçãoOs efeitos que causam as principais perturbações observadas no sistema de decantação primária e sua prevenção são:a) Lodo flutuando_ proveniente da decomposição do lodo no tanque;_ remover o lodo com maior frequência.b) Material preto e com odor desagradável:_ esgoto séptico;_ desconectar as fossas sépticas; excluir os despejos industriais orgânicos.c) acidentes frequentes com os raspadores:_ carga excessiva para o dispositivo de raspagem;_ remoção de lodo com maior frequências.

Avaliação do sistemaa) Determinação de sólidos_ sólidos decantáveis (remoção > 70-80%) e sólidos em suspensão (40-60%);_ sólidos totais e voláteis do lodo: indica a quantidade e qualidade de lodo a ser tratado,b) DBO (remoção de 30-40%) e DQO; pH, gordura.

– COAGULAÇÃO, FLOCULAÇÃO E FLOTAÇÃOé matéria em suspensão, no estado coloidal, com partículas com tamanho variando de 1 m a 200 m.Devido à carga elétrica das partículas, os sistemas coloidais são extremamente sensíveis à presença de electrólitos introduzidos no meio, os quais, através de mecanismos de ligação e adsorção na superfície da partícula coloidal, anulam as forças de repulsão entre as partículas coloidais. Sabe-se que, em certos casos, o soluto dessas soluções pode precipitar por efeito da adição de quantidades relativamente pequenas de electrólitos(sulfato de alumínio).Para a coagulação, é prática corrente o uso de sais inorgânicos, como agentes coagulantes, pois foi verificado que o seu efeito depende da valência do iãocarregado de carga eléctrica contrária à carga das partículas coloidais, ou seja, quanto maior a valência do ião maior será a sua capacidade de coagulação.Esse fato justifica o uso de iões de alta valência (Fe+3 e Al+3) como agentes de coagulação dos sistemas coloidais nos quais a água é afase contínua.Devido à hidrólise decorrente da presença desses íons na água, há sensíveisvariações das características físico-químicas do meio, ou seja, pH e condutividade eléctrica.Quando usados em quantidades excessivas, ocorre a formação de grandesmassas de precipitado cuja eliminação é‚ por vezes, muito difícil.

O propósito da floculação é formar agregados ou flocos do material finamente dividido. Apesar de não ser usado rotineiramente, a floculação de efluentes por agitação mecânica ou com ar pode ser levada em consideração quando se deseja:_ aumentar a remoção de sólidos suspensos de DBO nos decantadores primários;_ condicionar efluentes industriais;_ melhorar a performance de decantadores secundários de processos de lodo activado.

FLOTAÇÃOvisa a remoção de partículas em suspensão e/ou flutuantes (fase dispersa) de um meio líquido (fase contínua) para o caso em que a densidade da fase dispersa é menor que a da fase contínua. Trata-se de processo físico muito utilizado para a clarificação de efluentes e a consequente concentração de lodos, tendo como vantagem a necessidade reduzida de área e como desvantagem um custo operacional mais elevado devido à mecanização.A flotação deve ser aplicada principalmente para sólidos com altos teores de óleos e gorduras e ou detergentes tais como os oriundos de indústrias petroquímicas, de pescado, frigoríficas e de lavandarias.A flotação não é aplicada aos efluentes com óleos emulsionados, a não ser que os efluentes tenham sido coagulados previamente. Além de ser um processo unitário utilizado no nível primário de tratamento, é aplicado também na etapa de espessamento de lodo.

Defeitos construtivos ou de instalação dos flotadores

Defeitos Conseqüências Presença de bolhas grosseiras (ar não dissolvido). Relação entre o ar dissolvido e os sólidos em suspensão não satisfeita. Tempo de retenção reduzido ou turbulência na câmara de flotação. Tempo de retenção excessivo na câmara de flotação.

Perturbação da camada de lodo flotado (escuma), causando a sua sedimentação. Sedimentação e arraste de lodo. Arraste de lodo ou óleos. Sedimentação e arraste de lodo

O termo flotação designa a operação conduzida por meio de:

_ flotação por ar induzido (FAI); _ flotação por ar dissolvido (FAD).

FADA flotação por ar dissolvido também denominada flotação quiescente, cujo emprego vem sendo gradativamente ampliado no tratamento de despejos, visando a:1. remoção de óleos e graxas bem como a remoção de partículas de baixa densidade (fibrilas de celulose).2. espessamento de lodos.A FAD pode ser realizada de 2 formas:_ flotação à vácuo;_ flotação sob pressão.

No caso de flotação a vácuo ocorre primeiro a saturação do despejo por ar, injectado por meio de difusores (tubos porosos ou tubos perfurados) ou ainda por meio de aeradores de superfície. Um curto período de aeração é então realizado fazendo com que as bolhas de ar não dissolvidas sejam eliminadas.

Após a eliminação destas bolhas, o despejo contem ar apenas na forma dissolvida, cuja concentração será função da temperatura, da pressão e, principalmente, das características físico-químicas do despejo. O despejo é então conduzido a um tanque sob vácuo parcial o que faz com o ar dissolvido no despejo seja instantaneamente liberado sob a forma de micro-bolhas, as quais ao aderirem à superfície das partículas, promovem o arraste das partículas para a superfície livre da célula de flotação.

Remoção de Óleos e GraxasOs líquidos, as pastas e demais corpos imiscíveis com a água, mas que têm peso específico menor, e, portanto tendem a flutuar na superfície, podem ser retidos por dispositivos muito simples, denominados caixas de gordura, por exemplo, entre outros sistemas.Os mecanismos para remoção de óleos e graxas variam desde as tradicionais caixas de gordura até sistemas mais eficientes como o processo de flotação.As características de uma caixa de gordura dependem, da localização de instalação, do tipo de efluente e da quantidade de esgoto a ser tratado.

Para óleos vegetais, animais e minerais, cuja densidade é próxima de 0,8 g mL-1, basta a detenção de 3 minutos nas unidades até 10 L s-1, de 4 minutos para unidades até 20 L s-1 e de 5 minutos para unidades maiores que 20 L s-1.Para temperaturas superiores a 25º C pode-se adoptar tempo de detenção maior, sendo o máximo de 30 minutos.

O fundo do tanque deve ser fortemente inclinado em direcção à saída, para evitar o acumulação de sólidos sedimentáveis. Caso não seja possível a inclinação do fundo, deve-se efectuar limpezas periódicas.As caixas de gordura podem ser circulares ou rectangulares; deve haver uma entrada afundada para evitar a turbulência e uma saída também afundada, para arraste dos sólidos sedimentáveis.A área necessária é a vazão máxima dividida pela velocidade.

A (m2) = Q (m3/ h) / V(m/h); V (m/h) = H (m) / T (h);

A = área da caixa de gordura; Q = vazão máxima afluente; V = velocidade mínima de ascenção; H = altura do líquido no cilindro; T = tempo de subida de uma pequena partícula.

a) Volume de gordura acumulada em função do tempo;

Vg(L/s) = Qm (L/s) . Y (mg/L)/C (mg/L);

Vg = volume de gordura acumulada em função do tempo; Q = vazão média de esgoto afluente; Y = densidade do óleo ou graxa; C = concentração do óleo no afluente.

b) Tempo necessário entre cada limpeza:

T(s) = Vg (L/s) / V(L);

T = tempo entre as limpezas; Vg = volume de gordura acumulada em função do tempo; V = volume de reserva.

Para facilitar a operação do flotador e diminuir os problemas causados pela gordura, são necessárias as seguintes medidas:_ fazer vistoria a cada 3 dias;_ o período máximo entre as limpezas da gordura deve ser de 30 dias;_ valores acima de 30 dias devem ser amplamente justificados pelo operador;_ a cada ano esgotar totalmente a caixa para retirada de matéria depositada no fundo;_ em caso de entupimento, inserir fluxo contrário ao normal através da tubulação de saída;_ verificar se dados de projecto equivalem aos de operação.