Introdu

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Introdução ao Tratamento de Esgoto
Prof. Dra Gersina Nobre da R.C.Junior
2
PARÂMETROS QUÍMICOS DO ESGOTO
Sólidos
pH
Matéria Orgânica(MO)
Nitrogênio Total
Fóforo Total
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PARÂMETROS QUÍMICOS DO ESGOTO
pH
Potencial hidrogeniônico. Representa a
concentração de íons hidrogênio H dando uma
indicação sobre a condição de acidez,
neutralidade ou alcalinidade do esgoto.
Em termos de tratamento de esgoto
Os processos de oxidação biológica normalmente
tendem a reduzir o pH.
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PARÂMETROS QUÍMICOS DO ESGOTO
O pH do esgoto varia tipicamente entre 6,5 e
7,5 Esgotos velhos ou sépticos têm o pH
inferior a 6,0
Medição Papel pH (forma mais simples) e pHmêtro
(forma mais precisa)
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Os principais componentes orgânicos são os
compostos de proteínas (carboidratos, gorduras e
os óleos, além de uréia, surfactantes, fenóis,
pesticidas e outros em menor quantidade.)
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Carboidratos
Contêm
Carbono, hidrogênio e oxigênio
São as primeiras substâncias a serem destruídas
pelas bactérias, com produção de ácidos orgânicos
(por esta razão os esgotos velhos apresentam
maior acidez)
Exemplos de carboidratos pode-se citar os
açúcares, o amido, a celulose e a fibra da
madeira.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Gordura
Se refere a matéria graxa, aos óleos e
substâncias semelhantes encontradas no esgoto
A gordura está sempre presente no esgoto
doméstico, manteiga, carne, óleos vegetais, etc.
Não são desejáveis nas unidades de transporte e
tratamento de esgoto.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Gordura
Não são desejáveis nas unidades de transporte e
tratamento de esgoto

• Aderem às paredes produzindo entupimento
• Provocam odores desagradáveis
• Formam escuma uma camada de matéria flutuante
  nos decantadores, podem vir a entupir os filtros
• Interferem e inibem a vida biológica
• Trazem problemas de manutenção.

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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Surfactantes
São constituídos por moléculas orgânicas com
propriedade de formar espuma no corpo receptor ou
na estação de tratamento em que o esgoto é
lançado.
Tendem a se agregar na superfície ar-água e nas
unidades de aeração se aderem à superfície das
bolhas, formando uma espuma muito estável e
difícil de se quebrar.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Surfactantes
Tipo mais comum é o chamado ABC (alquil benzeno
-sulfonado), típico dos detergentes sintéticos -
apresenta resistência a ação biológica.
Vem sendo substituído pelos do tipo LAS
(alquil-sulfonado - linear) que são
biodegradáveis.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Fenóis
São compostos orgânicos originados em despejos
industriais, principalmente, e têm a propriedade
de causar, ainda que em baixa concentração,
gosto(amargo e adstringente) e odor
característico à água (em especial à água
clorada).
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)

• Classificação quanto à forma
• em suspensão (particulada)
• dissolvida (solúvel)

• Classificação quanto à biodegradabilidade
• inerte
• biodegradável

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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Podem-se adotar métodos diretos ou indiretos para
a determinação da matéria orgânica.
Métodos indiretos medição do consumo de
oxigênio -Demanda Bioquímica de Oxigênio
(DBO) -Demanda Ultima de Oxigênio (DBOu) -Demanda
Química de Oxigênio (DQO)
Métodos diretos medição do carbono
orgânico -Carbono Orgânico Total (COT)
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Demanda Bioquímica de Oxigênio(DBO5)
Mede a quantidade de oxigênio necessária para
estabilizar biológicamente a matéria orgânica
presente na amostra, após certo tempo (tomado
para efeito de comparação em e 5 dias) a uma
temperatura padrão 20C (para efeito de
comparação).
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Demanda Ultima de Oxigênio(DBOU) ou (DBO20)
Representa o consumo total de oxigênio, ao final
de vários dias (cerca de 20 dias ou mais para o
esgoto doméstico) requerido pelos microrganismos
na estabilização bioquímica da matéria orgânica.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Vantagens do teste da DBO

• Indicação aproximada da fração biodegradável do
  despejo
• Indicação da taxa de degradação do despejo
• Indicação do consumo de oxigênio em função do
  tempo
• A determinação aproximada da quantidade de
  oxigênio requerido para estabilização biológica
  da matéria orgânica presente.

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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Limitações do teste da DBO

• pode-se encontrar baixos valores de DBO caso os
  microorganismos responsáveis pela decomposição
  não estejam adaptados aos despejos
• Os metais pesados e outras substâncias tóxicas
  podem matar ou inibir os microorganismos
• Há a necessidade de inibição dos organismos
  responsáveis pela oxidação da amônia.

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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Conversão da DBO5 para DBOu
DBO20 1,46 x DBO5

• A relação DBO20/DBO5 varia em função do despejo e
• A relação DBO20 /DBO5 varia, para um mesmo
  despejo, ao longo da linha de tratamento da ETE.

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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Faixas típicas da relação DBO20 /DBO5
Origem DBO20 /DBO5
Esgoto concentrado 1,1 - 1,5
Esgoto de baixa concentração 1,2 - 1,6
Efluente primário 1,2 - 1,6
Efluente secundário 1,5 - 3,0
Fonte Von Sperling, 1996.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Demanda Química de Oxigênio(DQO)
Representa a demanda de oxigênio requerida para
estabilizar quimicamente a matéria orgânica
carbonácea. Utiliza fortes agentes oxidantes em
condições ácidas.
Carbono Orgânico Total(COT)
É uma medida direta da matéria orgânica
carbonácea. É determinado através da conversão do
carbono orgânico a gás carbônico.
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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Vantagens do teste de DQO

• Teste gasta apenas de 2 a 3 horas para ser
  realizado
• O resultado do teste dá uma indicação do
  oxigênio requerido para a estabilização da MO
• O teste não é afetado pela nitrificação.

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MATÉRIA ORGÂNICA(MO)
Limitações do teste da DQO

• São oxidadas, tanto a fração biodegradável,
  quanto a inerte do despejo
• Não fornece a taxa de consumo do oxigênio ao
  longo do tempo.

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RELAÇÃO ENTRE OS PARÂMETROS DE CONSUMO DE OXIGÊNIO
200
150
100
DBOU
DQO
DBO5
Relação aproximada entre os parâmetros de consumo
de oxigênio em esgotos domésticos
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Relação DQO/ DBO5
Esgotos domésticos brutos
varia em torno de 1,7 a 2,4.

• Relação DQO/ DBO5 baixa
• fração biodegradável é elevada
• provável indicação para tratamento biológico

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Relação DQO/ DBO5

• Relação DQO/ DBO5 elevada
• a fração inerte (não biodegradável é elevada)
• se a fração 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 possível
  indicação para tratamento físico-químico.

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Nitrogênio Total
O nitrogênio total inclui o nitrogênio orgânico,
amônia, nitrito e nitrato. É um nutriente
indispensável para o desenvolvimento dos
microrganismos no tratamento biológico. O
nitrogênio orgânico e a amônia compreendem o
denominado Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK).
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Nitrificação
Desnitrificação
28
Nitrogênio Total
A forma predominante do nitrogênio em um curso
dágua, pode fornecer indicações sobre o estágio
da poluição eventualmente ocasionada por algum
lançamento de esgoto a montante.
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Nitrogênio Total
Poluição recente
O nitrogênio estará basicamente na forma de
nitrogênio orgânico e amônia.
Poluição antiga
O nitrogênio estará basicamente na forma de
nitrato (as concentrações de nitritos são
normalmente mais reduzidas).
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Fósforo Total

• Usualmente os esgotos domésticos possuem um teor
  suficiente de fósforo, mas este pode estar
  deficiente em certos despejos industriais.
• o fósforo é um nutriente essencial para o
  crescimento de algas, podendo por isso em certas
  condições, conduzir o fenômeno de eutrofização de
  lagos e represas.

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Características físico-químicas dos esgotos.
Metcalf Eddy (1991)
Característica Forte Médio Fraco
DBO5,20 (mg/L) 400 220 110
DQO (mg/L) 1.000 500 250
Carbono Org. Total (mg/L) 290 160 80
Nitrogênio total NTK (mg/L) 85 40 20
Nitrogênio Orgânico (mg/L) 35 15 08
Nitrogênio Amoniacal (mg/L) 50 25 12
Fósforo Total (mg/L) 15 08 04
Fósforo Orgânico (mg/L) 05 03 01
Fósforo Inorgânico (mg/L) 10 05 03
Cloreto (mg/L) 100 50 30
Sulfato (mg/L) 50 30 20
Óleos e Graxas (mg/L) 150 100 50
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PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO
Os principais organismos encontrados nos esgotos
são
bactérias, fungos, vírus, protozoários, helmintos
as algas e os grupos de plantas e de animais.
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PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO

• Há vários organismos cuja a presença num corpo
  dágua indica uma forma qualquer de poluição.

Determinação da potencialidade de uma água
transmitir doença é feita de forma indireta.
Organismos indicadores de Contaminação Fecal
Bactérias de origem fecal
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PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO
Bactérias de origem fecal
Típicas do intestino do homem e de outros animais
de sangue quente (mamíferos em geral).
Sempre presente no excremento do homem em grande
quantidade (100 bilhões de coliformes
totais/hab.dia, exemplo)
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PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO
Determinação de todas as análises para determinar
a presença e identificar os diversos organismos
patogênicos presente no esgoto.
Investiga a presença de organismos indicadores
específicos

• Coliformes totais (CT)
• Coliformes fecais (CF)
• Escherichia coli (EC)
• Estreptococos fecais (EsF)
• Enterococos fecais (EnF)

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PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO
Nº Mais Provável de Coliformes

• Coliformes totais (CT)

O esgoto bruto contém cerca de 106 a 109 NMP/100
ml de colis total, ou cerca de 109 a 1012
org/hab.dia.

• Coliformes fecais (CF)

O esgoto bruto contém cerca de 105 a 108 NMP/100
ml de colis fecal, ou cerca de 108 a 1011
org/hab.dia.

• Escherichia coli (EC)

O esgoto bruto contém cerca de 109 EC/g.fezes
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PARÂMETROS BIOLÓGICOS DO ESGOTO

• Enterococos fecais (EnF)
• Não há valores de referência para número de EnF
  em esgoto.

• Estreptococos fecais (EsF)
• Não há valores de referência para número de EnF
  em esgoto.

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Principais Microrganismos Presentes nos Esgotos
Domésticos
Microrganismo Descrição
Bactérias -Organismos protistas e unicelulares -Apresentam em várias formas e tamanhos -São os principais responsáveis pela estabilização da matéria orgânica -Algumas bactérias são patogênicas, causando principalmente doenças intestinais.
Fungos -Organismos aeróbios, multicelulares, não fotossintéticos, heterotróficos. -Também de grande importância na decomposição da matéria orgânica. -Podem crescem em condições de baixo pH.
Protozoários -Organismos unicelulares sem parede celular -A maioria é aeróbia e 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.
39
(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
Quantificação das Cargas Poluidoras
Para avaliação do impacto da poluição e da
eficácia das medidas de controle.
Quantificação das cargas poluidoras afluentes ao
corpo dágua.
A quantificação dos poluentes deve ser
apresentada em forma de carga
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Quantificação das Cargas Poluidoras

• A carga per capita

representa a contribuição de cada indivíduo por
unidade de tempo.
Unidade g/hab.d. ou kg/hab.d

• A carga per capita

54g DBO/hab.d. ou 0,054kg DBO/hab.d
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Quantificação das Cargas Poluidoras
Carga População x carga per capita
Carga concentração x vazão
44
Quantificação das Cargas Poluidoras
Consumo médio diário de água
45
Quantificação das Cargas Poluidoras
Obs g/m3 mg/l
46
Exemplo 1 Os habitantes de uma comunidade geram
uma contribuição per capita de DBO de 54g/hab.d,
e uma contribuição per capita de esgotos de
180l/hab.d Calcular a contribuição de DBO nos
esgotos
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Exemplo 2 a)Calcular a carga de nitrogênio total
afluente a uma ETE, sendo dados concentração
45mgN/l vazão 50l/s
Expressar o resultado em KgN/d
b)Nesta mesma estação, calcular a concentração de
fósforo total afluente, sabendo-se que a carga
afluente é de 60kgP/d.
48
Características dos Despejos Industriais
49
Características dos Despejos Industriais
Apresentam ampla variabilidade das suas
características qualitativas
Dificulta uma generalização dos valores mais
comuns.
50
Características dos Despejos Industriais
As características dos efluentes industriais são
inerentes a composição das matérias primas, das
águas de abastecimento e do processo industrial.
A concentração dos poluentes nos efluentes é
função das perdas no processo ou pelo consumo de
água.
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Características dos Despejos Industriais
Para a avaliação da carga poluidora dos efluentes
industriais e esgotos sanitários são necessárias
as medições de vazão in loco
Coleta de amostras para análise de diversos
parâmetros sanitários que representam a carga
orgânica e a carga tóxica dos efluentes.
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Características dos Despejos Industriais
Em cada caso estudar a natureza dos efluentes
industriais
Não se deve permitir o lançamento in natura no
coletor público, de despejos industriais

• Que sejam nocivos à saúde
• Que interfiram em qualquer sistema de tratamento
• Que obstruam tubulações e equipamentos
• Que ataquem a tubulações, afetando a resistência
  ou durabilidade de suas estruturas
• Com temperaturas elevadas, acima de 45C.

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Características dos Despejos Industriais
Equivalente Populacional
Um importante parâmetro caracterizador dos
despejos industriais é o equivalente
populacional.
Quando se fala que uma indústria tem um
equivalente populacional de 10 habitantes,
equivale a dizer que a carga de DBO do efluente
industrial corresponde à uma carga gerada por uma
população com 10 habitantes.
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Características dos Despejos Industriais
A contribuição per capita de DBO valor usualmente
utilizado é o de 54g DBO/hab.dia aconselhado pela
NB-570 da ABNT. Adotando o valor frequentemente
utilizado de 54g DBO/hab.dia, tem-se
55
Exemplo 3 Calcular o equivalente populacional(EP)
de uma industria que possui os seguintes
dados Vazão 120m3/d Concentração de DBO5
2000mg/l.
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Características dos Despejos Industriais
A poluição térmica também é importante fonte de
poluição dos corpos hídricos.
devido às perdas de energia calorífica nos
processos de resfriamento ou devido às reações
exotérmicas no processo industrial.
Neste caso o parâmetro de controle é a
temperatura do efluente.
57
Características dos Despejos Industriais
As características sensoriais dos efluentes
notadamente o odor e a cor aparente são muito
importantes, pois despertam as atenções inclusive
dos leigos podendo ser objeto de atenção das
autoridades.
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Características dos Despejos Industriais
O odor nos efluentes industriais pode ser devido
à exalação de substâncias orgânicas ou
inorgânicas devidas a

• reações de fermentação decorrentes da mistura com
  o esgoto (ácidos voláteis e gás sulfídrico)
• aromas (indústrias farmacêuticas, essências e
  fragrâncias)
• solventes (indústrias de tintas, refinarias de
  petróleo e pólos petroquímicos)
• amônia do chorume.

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Características dos Despejos Industriais
A cor O lançamento de efluentes coloridos atrai a
atenção de quem estiver observando um corpo
hídrico. A cor no ambiente é a cor aparente,
composta de substâncias dissolvidas (corantes
naturais ou artificiais) e coloidais (turbidez).
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Características dos Despejos Industriais
As características físico-químicas são definidas
por parâmetros que quantificam os sólidos, a
matéria orgânica e alguns de seus componentes
orgânicos ou inorgânicos.
61
Características dos Despejos Industriais
A legislação
é a primeira condicionante para um projeto de uma
estação de tratamento de efluentes industriais
sendo importante ressaltar que as diferenças das
legislações muitas vezes inviabilizam a cópia de
uma estação de tratamento que apresente sucesso
em um Estado para outro.