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SUMÁRIO
Processos físicos, químicos, biológicos
Tratamento preliminar, primário
Tratamento secundário biológico – tópicos específicos
Tratamento terciário
Resumo
Circuitos típicos:
Tratamento de água
Tratamento de efluentes
II Parte – TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Tratar é preciso!
Poluição: degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que
direta ou indireta:
a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
c) afetem desfavoravelmente a biota;
d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais
estabelecidos.
Artigo 3˚ - III - Lei 6938/81
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Tratamento de efluentes - realizado com diferentes objetivos:
Remover
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
• carga orgânica
• sólidos em suspensão
• metais
• nutrientes,
• organismos patogênicos, etc.
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• Princípio: remover essas impurezas antes de lançá-las nos corpos
receptores.
• Gestão moderna: modificação dos processos industriais para
redução de efluentes e resíduos (Produção mais Limpa: P+L)
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Produção mais Limpa: “Aplicação contínua de uma estratégia preventiva
integrada em processos, produtos e serviços, incorporando o uso mais eficiente
dos recursos naturais e, deste modo, minimizando resíduos e poluição.”
www.mct.gov.br
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TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
“End of Pipe” – preocupa-se com o efluente apenas ao
final da linha de produção e buscam-se técnicas de
tratamento que permitam enquadrá-lo, ou seja, fazer com
que atenda os padrões de descarte em vigor.
Metodologia de Tratamento
Enfoques para o tratamento
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“in-plan design” – considera-se que o efluente é resultado de
uma série de procedimentos industriais.
Antes de definir as técnicas de tratamento, estuda-se o
processo industrial: fontes de poluentes, o consumo de
água, a composição das correntes, etc.
Isso resulta em:
Metodologia de Tratamento
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Metodologia de Tratamento
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Estudo em laboratório
Investigação dos contaminantes e determinação da meta
para seleção do processo
Viabilidade do processo
Qualidade!do efluente após tratamento
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Metodologia de Tratamento
Estudos em Escala Piloto
Determinação de parâmetros principais de processo
Avaliação de tecnologias disponíveis
Levantamento de custos de investimento e operacional
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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O que é uma Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) ?
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Conjunto de unidades, responsáveis por uma etapa do
tratamento do efluente. Inclui:
✓ processos físicos,
✓ químicos,
✓ térmicos,
✓ biológicos
✓ ou uma combinação destes.
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Típicos tratamentos em uma ETE
Pré-tratamento (ou preliminar): -sólidos em suspensão grosseiros e areia
Tratamento Primário: - sólidos em suspensão sedimetnáveis
- m.o.em suspensão (DBO em suspensão)
- sólidos dissolvidos
Tratamento Secundário: - DBO em suspensão não removida
- DBO solúvel
Tratamento Avançado (terciário):nutrientes,
patogênicos,
não biodegradáveis,
inorgânicos dissolvidos,
metais pesados,
SS remanescentes
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS QUÍMICOS
• Métodos de tratamento nos quais a remoção ou conversão dos
contaminantes ocorre pela adição de reagentes químicos e/ou
por reações químicas.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS QUÍMICOS incluem:
• Precipitação química
• Oxidação e redução química
• Formação de gás insolúvel seguido de extração (stripping)
• Desinfecção.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS FÍSICOS
• Aplicação de forças físicas predominam.
• Muitos desses métodos evoluíram diretamente da observação
da natureza - portanto os primeiros a serem usados para
tratamento de água.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS FÍSICOS incluem:
• Sedimentação
• Filtração
• Floculação
• Flotação
• Outros processos que removem substâncias dissolvidas ou
não sem alterar a estrutura química delas
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS BIOLÓGICOS
★ Remoção de contaminantes ocorre pela atividade biológica.
★ Utilizado principalmente para remover substâncias orgânicas
biodegradáveis.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS BIOLÓGICOS
• Envolvem organismos vivos e substâncias orgânicas ou
inorgânicas como alimento.
• Características físicas e químicas da substância orgânica e/ou
inorgânica são alteradas
• Em princípio o tratamento biológico é mais econômico do que
qualquer outro tipo de tratamento.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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PROCESSOS BIOLÓGICOS
Basicamente essas substâncias são convertidas em:
ü Gases - escapam para a atmosfera
ü Tecidos celulares - removidos por sedimentação
Também utilizado para remoção de nutrientes!
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Aspectos a serem caracterizados e verificados pelo Perito
Ambiental…:
• Objetivo do tratamento (ex.: o que diz a legislação?)
• Nível do tratamento (ex.: até onde precisa-se chegar?)
• Estudos de impacto ambiental no corpo receptor foram
considerados?
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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SELEÇÃO DO PROCESSO DE TRATAMENTO DO EFLUENTE
• Característica do efluente: tipo de poluente (suspensão,
coloidal, toxicidade, dissolvido, metais pesados, etc…)
• Qualidade desejada: contexto legal; reúso
• Custo e disponibilidade de espaço
OBS: Metais pesados geralmente devem ser removidos em pré-
tratamento ANTES de qualquer processo biológico (embora trat.
biológico possa remover algum metal)
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Aspectos relevantes para o Perito Ambiental!
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Tratamento Preliminar - Processos Físicos
Remoção de materiais ou substâncias que prejudicariam o
tratamento ou os equipamentos nas unidades a seguir.
Basicamente: areia, sólidos grosseiros, remoção de óleo, remoção
de odor.
Técnicas são basicamente de ordem física:
• Peneiramento
• Sedimentação
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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GRADEAMENTO
• Barreiras para retenção de sólidos grosseiros ou corpos
flutuantes contidos nos efluentes.
• Evitam que passem para as unidades de tratamento
seguintes causando danos mecânicos aos equipamentos.
TRATAMENTO PRELIMINAR
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CAIXAS DE AREIA (Desarenador)
Areia: partículas como pedriscos, silte, areia… e outros materiais
cuja velocidade de sedimentação e peso específico são maiores do
que os sólidos orgânicos em suspensão, presentes no efluente
TRATAMENTO PRELIMINAR
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Caixa de areia de fluxo
horizontal
Fonte: Ricardo Motta - U.Petrobras
CAIXAS DE AREIA (Desarenador)
TRATAMENTO PRELIMINAR
Depósito de areia
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CAIXAS DE AREIA (Desarenador)
Objetivos da remoção de areia dos efluentes:
• evitar abrasão nos equipamentos e tubulações,
• obstruções em tubulações e em unidades do sistema
• impedir a sedimentação de areia nas unidades.
TRATAMENTO PRELIMINAR
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Geralmente a velocidade fica em torno de 0,3 m/s.
Principio: aproveitar velocidade de sedimentação da areia, em
função do seu peso. Efluente deve ser mantido em condições
hidráulicas tais que possibilitem a separação da areia do efluente
TRATAMENTO PRELIMINAR
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Fluxograma típico de TRATAMENTO PRELIMINAR
Adaptado de M.von Sperling, 1998
TRATAMENTO PRELIMINAR
afluente
grade
filtro de areia
(desarenador)
medidor
de vazão
fase sólidafase sólida
grosseira
para TRATAMENTO
PRIMÁRIO
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REMOÇÃO DE ÓLEO
Separado nas ETEs por gravidade ou centrifugação.
Por gravidade: Separadores de Água e Óleo (SAOs).
SAOs: criam condições propícias para que a separação seja
realizada por GRAVIDADE, em função das diferenças de densidades
entre o óleo e o efluente.
TRATAMENTO PRELIMINAR
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Vários equipamentos e processos para remoção de óleo
Verificar sempre:
Ø objetivo do tratamento
Ø volume a ser tratado
Ø custo de instalação
Ø custo operacional
Ø custo de manutenção
Ø facilidade de operação
TRATAMENTO PRELIMINAR
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T r a t a m e n t o
preliminar químico
típico de efluente
industrial (adaptado de
Kiely, 1997)
TRATAMENTO PRELIMINAR
Efluente de processo industrial
Material orgâncio AmôniaMetais pesados
Oxidação-redução Oxidação Air stripping
Precipitação Adsorção
Filtragem
Tratamento Primário
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• Sólidos são removidos com GRADES e PENEIRAS MÓVEIS
• Areia é decantada
• Algum tratamento químico também pode existir (pH; Eh)
• Óleos, graxas e sólidos em suspensão: removidos por
flotação, sedimentação ou filtração (ex.: separador API)
TRATAMENTO PRELIMINAR: RESUMO
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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• Frequentemente chamado de clarificação, sedimentação ou
decantação primária.
• Destina-se principalmente a:
• Redução de sólidos em suspensão (pode incluir óleo)
• Redução da DBO
• Remoção de material flutuante
• Equalização parcial da vazão e da carga orgânica
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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DECANTAÇÃO PRIMÁRIA
• Remoção de sólidos sedimentáveis
• Com coagulante ou sem (neste caso: decantação simples
ou primária).
• Função - aliviar unidades seguintes, sobretudo em
termos de carga orgânica
• Tempo de residência típico ~2 horas.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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DECANTAÇÃO PRIMÁRIA
Tratamento primário (decantação) remove, portanto, apenas
os sólidos sedimentáveis (e outros já mencionados - “areias).
Para a remoção dos outros sólidos: tratamento secundário
que, normalmente, é feito biologicamente.
R. Motta - Petrobras
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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DECANTAÇÃO PRIMÁRIA
• FOSSAS SÉPTICAS: também uma forma de tratamento
primário
• Basicamente decantadores nos quais os sólidos
sedimentáveis são removidos para o fundo
• Podem permanecer longo tempo (meses/anos) para
estabilização
• Processo anaeróbio
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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TRATAMENTO PRIMÁRIO
Fatores que afetam a quantidade e a carga orgânica dos
efluentes de uma indústria:
ü Tipo de indústria e os produtos fabricados;
ü Volume produzido;
ü Tipo do processo produtivo utilizado;
ü Horas de funcionamento da produção;
ü Período de produção: contínua ou em batelada;
ü Período e tipo de parada de manutenção
utilizada;
ü Tipo de sistema de pré-tratamento utilizado pela
indústria, etc
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• Normalmente há agitação: garante a equalização e evita
sedimentação de sólidos
• Oxida compostos reduzidos
• Reduz BOD por carreamento pelo ar
• Método mais comum: misturadores submersos
Equalização
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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EQUALIZAÇÃO
Dois tipos:
• EQUALIZAÇÃO DE FLUXO: manter o fluxo contínuo
por um determinado período de tempo
• EQUALIZAÇÃO DE CONTEÚDO: refere-se a um (ou
mais) determinado poluente cuja concentração deve
atingir um valor (alvo) pré-estabelecido (pode ser valor
de pH; conc. de nutriente, etc…)
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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Equalização: em linha (on line) ou fora de linha (off line)
b)Esquema de equalização fora de linha
a)Esquema de
equalização em linha
TRATAMENTO PRIMÁRIO
Vazão
Tempo
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COAGULAÇÃO
• Remove partículas coloidais que provocam turbidez na
água e que podem ter íons metálicos adsorvidos.
• Remoção pode ser obtida por sais de Fe ou de Al,
com o objetivo de provocar aglomeração dessas
partículas antes de serem filtradas.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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COAGULAÇÃO
• Aglomeração - ação físico-química de materiais que
promovem a aglomeração das partículas, agindo como
coagulantes.
• Essa ação se dá pela neutralização da carga das partículas.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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COAGULAÇÃO
Coagulante mais popular:
Al2(SO4)3.18H2O Obtido sólido ou líquido
Fe2(SO4)3.18H2O também pode ser usado
Al2(SO4)3.18H2O + 3Ca(OH)2 = 3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 18 H2O
O mecanismo físico-químico envolve neutralização de
cargas na superfície do colóide
TRATAMENTO PRIMÁRIO
Adição de
coagulante
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FLOTAÇÃO
• Remover sólidos em suspensão, graxa e óleo (gota < 150
µm)
• Separação e concentração de resíduos
• Adição de reagentes que provocam hidrofobicidade
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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FLOTAÇÃO
Tipos de flotador:
• AR INDUZIDO: ar introduzido produz bolhas pequenas
de cerca de 1 mm. Ex.: placas porosas ou bicos
especiais.
• AR DISSOLVIDO: ar dissolvido no líquido em
compartimento maior que na câmara de flotação
• AR VÁCUO: câmara de flotação a vácuo
• SOB PRESSÃO: câmara de flotação a patm; vaso de
saturação pressurizado.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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FLOTAÇÃO AR INDUZIDO
• Indução de ar na massa líquida com indutores
• Pressão: atmosférica.
• Sem reciclo
• Taxa de aplicação hidráulica: 8-10 m3/m2/h
• Tempo de retenção hidráulica: 3-5 min.
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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OXIDAÇÃO/REDUÇÃO QUÍMICA
• Reações de oxi-redução - transferência de elétrons entre
espécies químicas.
• Reações de oxi-redução: tratamento e remoção de resíduos
orgânicos e inorgânicos, transformando-os em compostos
menos agressivos ou em compostos que precipitam do meio
aquoso (insolúveis).
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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• Remover metais pesados de águas contaminadas - íons
metálicos são precipitados no seu estado metálico ou em algum
estado intermediário.
• Recuperação dos metais precipitados de interesse econômico,
como metais preciosos, Pb, Hg, Ni, Cd, Cr é possível.
OXIDAÇÃO/REDUÇÃO QUÍMICA
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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TRATAMENTO QUÍMICO
• Objetivo - deslocar o equilíbrio
• Se A é poluente e B reage com A para produzir um
precipitado insolúvel (C ou D), B deve ser adicionado até A
desaparecer totalmente (ou quase...)
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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TRATAMENTO QUÍMICO
• Passo a passo:
TRATAMENTO PRIMÁRIO
1. Identificar um ou mais compostos insolúveis que contém o
poluente em questão
2. Identificar um ou mais compostos solúveis, economicamente
viáveis, capazes de formar o composto insolúvel desejado.
3. Desenvolver testes de laboratório para confirmar a viabilidade
técnica e econômica do tratamento proposto.
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TRATAMENTO QUÍMICO
1. Uma fonte de íons carbonato é o Na2CO3;
2. Na2S é fonte de íons sulfeto – Na2CO3 é mais barato
Portanto, uma possível forma de remover Pb de um efluente industrial
seria adicionar carbonato de sódio para precipitar o Pb como um
carbonato insolúvel!
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• Outra possibilidade - remover na forma de sais como
carbonato, hidróxidos e sulfatos, variando o pH e/ou Eh.
• Estes sais são geralmente insolúveis e precipitam sendo
removidos por filtração.
• Geralmente adiciona-se H2SO4 ou CaCO3
TRATAMENTO PRIMÁRIO
TRATAMENTO QUÍMICO
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Controle do valor de pH - pode ser efetivo na remoção de metais
Precipitação de alguns
metais como
hidróxidos
Fonte: Methods for Treating Wastewater from Industry - Woodard
and Curren Inc, 2004
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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Fonte: Methods for Treating Wastewater from Industry -
Woodard and Curren Inc, 2004
Solubilidade teórica de
hidróxidos, sulfetos e
carbonatos para
alguns metais
pesados
TRATAMENTO PRIMÁRIO
OXIDAÇÃO/REDUÇÃO QUÍMICA
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OXIDAÇÃO/REDUÇÃO QUÍMICA
Em soluções aquosas, toda reação pode ser escrita
como uma
• Adição ou remoção de elétrons (mV)
• Adição ou remoção de prótons (H+) (pH)
• Combinação dessas duas
Essas condições podem ser visualizadas em um diagrama
Eh (mV) x pH
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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Podem ser úteis: diagramas Eh x pH para visualização das
áreas de predominância das várias possíveis espécies
presentes em solução aquosa
Diagramas de predominância: “mapas” de estabilidade
termodinâmica de espécies - Iônicas e sólidas - que
existem em sistemas aquosos.
OXIDAÇÃO/REDUÇÃO QUÍMICA
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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Duas principais variáveis:
• Atividade do íon H+ - medida pelo pH ( = -log [H+])
• Potencial de oxidação - medido pelo Eh (V ou mV)
na escala padrão de hidrogênio
Eh indica o estado redutor ou oxidante da solução
Redução - indica adição de elétrons
Oxidação - indica remoção de elétrons
pH indica o caráter ácido, neutro ou básico da solução
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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Tipos de reação
1 - Envolvendo apenas elétrons (oxi-redução)
A + ne- = B! ! ΔG0 = nFE0
que é uma linha horizontal no diagrama
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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2 - Envolvendo apenas H+ (variação de valor de pH)
A + hH+ = B! (+ H2O)! ΔG0 = - RTlnK
ΔG0 = - (0,0082 x 298 x 2,303)log K
ΔG0 = - 5,706 log K
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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3 - Envolvendo eletrons e H+
A + hH+ + ne- = B!(+ H2O)! ΔG0 = - nFE0
Que é uma linha inclinada no diagrama
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Diagrama Eh (V) - pH
para o sistema Au-CN-
H2O a 25oC
A introdução de outras
espécies, como agentes
complexantes, pode
modificar as áreas de
equilíbrio termodinâmico
Ex.:
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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RECAPITULANDO…
• Clarificação, sedimentação ou decantação primária,
coagulação, floculação, flotação, tratamento químico,
oxidação/redução química, precipitação
• Destina-se principalmente a:
• Redução de sólidos em suspensão (pode incluir óleo)
• Redução da DBO
• Remoção de material flutuante
• Equalização parcial da vazão e da carga orgânica
• Redução / remoção de sólido dissolvido
TRATAMENTO PRIMÁRIO
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Tratamento Secundário: remoção dos Sólidos não removidos
no Tratamento Primário + carga orgânica presente nos
efluentes.
Carga orgânica: parte orgânica (pesticidas, detergentes, etc.) +
fração biodegradável presente sob a forma dos próprios
Sólidos presentes nos efluentes.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Tratamento secundário
Concebidos de forma a acelerar os mecanismos de
degradação que ocorrem naturalmente nos corpos
receptores.
Grande variedade de microorganismos toma parte no
processo: bactérias, fungos, protozoários, etc.
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Tratamento Secundário
Para todos os poluentes que passam pelo Tratamento
Primário:
• Sólidos Coloidais
• Sólidos Dissolvidos
• Sólidos em Suspensão não Sedimentáveis
• Sólidos em Suspensão Sedimentáveis ainda
remanescentes.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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CONCEITUAÇÃO DO TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• MATÉRIA ORGÂNICA - é poluição - antes do tratamento
• Usada como alimento pelos microorganismos
• Compõe-se de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio,
fósforo e vários outros elementos em menores
quantidades.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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CONCEITUAÇÃO DO TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• Microorganismos (principais: bactérias e fungos) - capazes de
desagregar a matéria orgânica e sintetizar novo protoplasma
(tecido celular) (ou seja, há transformação de uma forma de
energia - matéria - em outra.... 1a. lei da termodinâmica...)
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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CONCEITUAÇÃO DO TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• Processo não é 100% eficiente (2a. lei da termodinâmica...).
• Carbono e hidrogênio são liberados como CO2 e H2O
• Outros elementos, caso em excesso, combinam com O2 e passam
para solução como óxidos (Ex.: nitratos e sulfatos)
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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CONCEITUAÇÃO DO TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• MICROORGANISMOS incluem bactérias, fungos, protozoários,
vermes, etc…
• Aumento da população - resultado da reação com o poluente
orgânico.
• ÁGUA: “sub produto” (efluente) do processo
• Água: gerada do mecanismo dos microorganismos liberarem o
excesso de átomos de hidrogênio durante o processo e
desagregação da matéria orgânica.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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TRATAMENTO SECUNDÁRIO
CONCEITUAÇÃO DO TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• Microcosmo no qual diversas espécies nutrem-se, crescem,
reproduzem e entredevoram-se.
• O resultado é uma transformação progressiva da massa e a
troca com o meio exterior dos produtos dessa atividade
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Matéria Orgânica (efluente / esgoto) + microorganismos + O2 +
nutrientes
Mais microorganismos +Gases (CO2) + Água
ESQUEMA SIMPLIFICADO DO METABOLISMO BACTERIANO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Conversão da matéria orgânica resulta em um aumento da
produção de tecido celular, ou seja, da quantidade de
microorganismos e diminuição da quantidade de poluentes
orgânicos.
REMOÇÃO DOS MICRORGANISMOS: feita por
sedimentação simples, em decantadores - densidade do
tecido celular dos microorganismos é maior do que a da água.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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• Princípio do TRATAMENTO SECUNDÁRIO: TRANSFORMAR um
tipo de matéria orgânica, de difícil remoção por sedimentação, em
outro de mais fácil remoção por sedimentação.
• Isto é, matéria orgânica como sólidos orgânicos coloidais e
dissolvidos é transformada em matéria orgânica sob a forma de
tecido celular, e, sob esta forma, removida.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Tratamento secundário pode ser classificado
De acordo com a forma de crescimento das bactérias:
1 - biomassa em suspensão
2 - biomassa fixa (ou aderida)
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Tratamento secundário pode ser classificado
1 - BIOMASSA EM SUSPENSÃO: lagoas aeradas, lodos
ativados, valos de oxidação, lagoas facultativas, lagoas
anaeróbicas
2 - BIOMASSA FIXA (ou aderida): disco biológico, filtro
biológico, reatores de leito fluidizado
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Biomassa em suspensão: bactérias responsáveis pela
decomposição da matéria orgânica contida nos efluentes,
encontram-se em suspensão na massa líquida. Ex.:
Lodos ativados e lagoas aeradas.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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TRATAMENTO SECUNDÁRIO
Biomassa fixa: bactérias responsáveis pela decomposição
da matéria orgânica contida nos efluentes, encontram-se
fixadas a um meio inerte qualquer, que pode ser pedra,
plástico, ou outros.
Ex.: Filtros biológicos e os Discos Rotativos
Biológicos.
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Outra forma de classificação do
tratamento secundário
• Conforme a utilização, por parte das bactérias, de oxigênio
ou não no processo.
• Neste caso o processo pode ser classificado em AERÓBIO
ou ANAERÓBIO.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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. Terceiro tipo de bactéria:
• Pode viver em ambientes com oxigênio ou sem oxigênio.
Este tipo é chamado de bactérias FACULTATIVAS.
• Tratamento AERÓBIO: presença de oxigênio; realizado por
bactérias aeróbias ou facultativas.
• Tratamento ANAERÓBIO: ausência de oxigênio; realizado
por bactérias anaeróbias ou facultativas.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Vale recordar que…
Nutrientes inorgânicos - essenciais em um processo de
tratamento secundário. Podem ser fator limitante a atividade
das bactérias, impedindo seu desenvolvimento e remoção
da DBO do efluente.
Principais nutrientes: N e P.
Outros também necessários: K, S, Mg, Ca, Fe, Cl, Zn, Mn,
Cu, Ni.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOAS FACULTATIVAS
•Dentre os sistemas de lagoas de estabilização é o mais
simples
•Água a ser tratada entra em uma extremidade e sai por
outra.
•DBO particulada (m.o. em suspensão) tende a sedimentar,
formando lodo no fundo
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Lagoas facultativas
• Energia fornecida: suficiente apenas para misturar a parte
líquida introduzir na massa líquida o O2 necessário ao
processo, porém NÃO O SUFICIENTE para impedir a
sedimentação de parcela dos sólidos em suspensão.
• Bactérias - respiração: consumo de oxigênio e produção
de gás carbônico
• Algas - fotossíntese: produção de oxigênio e consumo gás
carbônico
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Lagoas facultativas
• DBO solúvel (m.o. dissolvida) e DBO finamente
particulada (m.o.de pequenas dimensões) não sedimenta.
• A decomposição se dá predominantemente por bactérias
facultativas: utilizam m.o. como fonte de energia
• Processo é natural, não necessitando equipamento
especial.
• Daí, tempo de residência elevado (7-15 dias)
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOAS ANAERÓBIAS - LAGOAS FACULTATIVAS
• Área menor
• Efluente entra em uma lagoa de menor dimensão, porém
mais profunda.
• Predominam, portanto, condições anaeróbias
• Bactérias anaeróbias tem taxa metabólica e de
reprodução mais lenta
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOAS ANAERÓBIAS - LAGOAS FACULTATIVAS
Fluxograma típico de sistema de lagoa anaeróbia - facultativa para tratamento de
efluentes
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOAS ANAERÓBIAS - LAGOAS FACULTATIVAS
• Lagoa facultativa recebe carga de 40-50 % poluição do
efluente original
• Mais eficiente que a anterior; pode causar odores em
razão da etapa anaeróbia
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOA AERADA FACULTATIVA
Sistema aeróbio - dimensões ainda mais reduzidas
Principal diferença com relação à lagoa facultativa: suprimento
de oxigênio
Lagoa facultativa: O2 vem da fotossíntese
Lagoa aerada facultativa: usam-se aeradores
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
135. robertoemery@gmail.com
•Facultativa: oxigenação não mantém os SS na massa
líquida - formam lodo no fundo, decompondo-se
anaerobiamente
•Apenas DBO solúvel e finamente particulada permanece na
massa líquida, vindo a sofrer decomposição aeróbia.
LAGOA AERADA FACULTATIVA
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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• Em razão da mecanização, lagoas aeradas são menos
simples em temos de manutenção, comparada com
lagoa facultativa convencional.
• Porém: área necessária é menor, MAS
• Há maior consumo de energia elétrica…
LAGOA AERADA FACULTATIVA
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Lagoas de decantação de biomassa:
• Lodo pode permanecer por 3 a 4 anos
• Após esse período pode ser enviado para
coprocessamento em cimenteira
• Lodo pode conter metais úteis para cimenteira
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOA AERADA DE MISTURA COMPLETA - LAGOA DE
DECANTAÇÃO
• Volume ainda menor.
• Maior turbulência para garantir: oxigenação e todos os
sólidos em suspensão
• Mistura completa - alto grau de energia por unidade de
volume, com conseqüente total mistura dos constituintes.
• Em suspensão: m.o e bactérias (biomassa)
• Tempo de residência típico: 2 a 4 dias
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
142. robertoemery@gmail.com
LAGOA AERADA DE MISTURA COMPLETA
Fluxograma típico de sistema de lagoa aerada de mistura completa - lagoa de
decantação para tratamento de efluentes
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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LAGOA AERADA DE MISTURA COMPLETA - LAGOA DE
DECANTAÇÃO
• Biomassa em suspensão - sai da lagoa junto com o
efluente tratado!
• Necessário lagoa de decantação - finalidade é permitir
sedimentação e acúmulo dos sólidos
• Sólidos permanecem por alguns anos no fundo da lagoa
• Removidos periodicamente (caro!)
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
145. robertoemery@gmail.com
SISTEMA COM LODO ATIVADO
(Activated sludge)
• Princípio: aumentar concentração da biomassa em
suspensão no meio líquido
• No sistema anterior: há “reservatório”de bactérias ativas
na unidade de decantação
• Retornando essas bactérias a concentração das mesmas
será grandemente aumentada
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
148. robertoemery@gmail.com
• Sólidos: recirculados do fundo da unidade de decantação
por meio de bombeamento, de volta à unidade de
aeração.
• Concentração dos sólidos: + de 10 x superior à de uma
lagoa aerada de mistura completa
• Para manter sistema em equilíbrio: necessário retirar
aproximadamente a mesma quantidade de biomassa
aumentada por reprodução - lodo biológico excedente
SISTEMA COM LODO ATIVADO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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FILTRO BIOLÓGICO
• Conceito diferente do anterior
• Biomassa não cresce em tanque ou lagoa, mas
ADERIDA a um meio de transporte
• O filtro compreende: leito de material grosseiro (pedra,
ripas, plástico) sobre o qual o efluente (esgoto) é aplicado
sob a forma de gotas ou jatos.
• Percolação permite crescimento bacteriano na superfície
do substrato.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
152. robertoemery@gmail.com
FILTRO BIOLÓGICO
• Sistemas aeróbios - ar circula e fornece oxigênio para os
microorganismos.
• A despeito do nome, função primária do filtro não é filtrar,
mas fornecer suporte para formação da película
microbiana.
• Controle da população microbiana se dá naturalmente.
• Lodo desalojado é removido em decantadores!
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
155. robertoemery@gmail.com
FILTRO BIOLÓGICO
Circuito de filtro biológico com reciclagem. A reciclagem permite ao
operador o controle da carga hidráulica e mantém constante o fluxo do
afluente. Pode evitar odores.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
156. robertoemery@gmail.com
FILTRO BIOLÓGICO
• Ao longo do percurso: matéria orgânica nos efluentes,
entra em contato com as bactérias que se desenvolvem
aderidas às pedras, sendo, assim, decomposta.
• Efluente tratado biologicamente: coletado por sistema de
drenagem no fundo do tanque e conduzido para as
unidades de decantação em seguida.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
158. robertoemery@gmail.com
BIODISCOS
• Conjunto de discos, geralmente de plástico de baixo peso,
gira em torno de um eixo horizontal.
• Metade do disco é imerso no efluente a ser tratado
enquanto a outra metade fica exposta ao ar.
• Bactérias formam película aderida ao disco; quando
exposta ao ar é oxigenada. Película, quando novamente
em contato com o efluente, contribui para a oxigenação
deste.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
160. robertoemery@gmail.com
Discos: geralmente menos de 3 metros de diâmetro
(plástico de baixo peso).
Microorganismos aderem às
superfícies rotativas, e ali crescem
até que toda a superfície do disco
esteja coberta por uma fina camada
biológica, com poucos milímetros de
espessura
BIODISCOS
http://www.naturlink.pt
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
161. robertoemery@gmail.com
BIODISCOS
• Quando a película cresce demasiadamente, se destaca dos
discos e permanece em suspensão no meio fluido, o que
contribui para a eficiência do processo.
• Sistema limitado para o tratamento de pequenas vazões.
Diâmetro máximo dos discos é pequeno; necessário grande
número de discos para vazões maiores
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
162. robertoemery@gmail.com
BIODISCOS
• Velocidade de rotação: 1-2 rpm; residência: 6 horas
• Mergulhados entre 40 e 60% no efluente a tratar.
• Começaram a ser utilizados na década de 70 para
emprego em estações de tratamento compactas.
• Têm menos problemas operatórios que os tanques
percoladores, porém são mais caros.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
163. robertoemery@gmail.com
BIODISCOS
www.biodiscos.net
Quando a camada biológica atinge uma espessura crítica,
ela se desgarra dos discos. Organismos desgarrados são
mantidos em suspensão no meio líquido em razão do
movimento dos discos, aumentando a eficiência do sistema.
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
164. robertoemery@gmail.com
Finalidade do disco:
• Suporte para o crescimento da película microbiana
• Promove contato da película com o esgoto
• Mantém biomassa desgarrada dos discos em
suspensão
• Promove aeração do esgoto que se juntou ao disco
em cada rotação e do esgoto situado na parte
inferior, responsável pela imersão do disco.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
165. Biodiscos com
ambiente favorável a
bactérias
nitirifcantes
Lagoa aerada
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BIODISCOS
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
Esquema de tratamento de efluente com biodisco
para eliminação de nitrgênio (por exemplo...)
168. robertoemery@gmail.com
• Crescimento da película biológica: similar, em conceito,
ao filtro biológico.
• Diferença: microorganismos passam através do esgoto,
ao invés de o esgoto passar pelos microorganismos,
como nos filtros.
• Decantadores secundários - também necessários,
visando a remoção dos organismos em suspensão
BIODISCOS
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
171. robertoemery@gmail.com
REMOÇÃO DE NUTRIENTES
•Eliminação de compostos biodegradáveis (de carbono):
fundamental no tratamento biológico de efluentes (como já
visto…)
•Outra forma de poluição que deve ser eliminada: causada
por compostos contendo nitrogênio e fósforo!
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
172. robertoemery@gmail.com
REMOÇÃO DE NUTRIENTES
Compostos nitrogenados e fosforados:
•Aumentam a demanda de oxigênio
•Provocam eutrofização nos corpos receptores
(crescimento intenso de algas e vegetação)
•Íon NH4
+ é tóxico para vida aquática
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
173. robertoemery@gmail.com
• Formas de fosfatos na água:
PO4
3-, HPO4
2-, H2PO4
-, H3PO4
• Depende do pH
• HPO4
2- mais comum
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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REMOÇÃO DO FÓSFORO
• Precipitação química - mais utilizado
• Reagentes:
•Sulfato de alumínio - Al2(SO4)3,
•sulfato ou cloreto férrico - FeCl3
•Cal - CaO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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REMOÇÃO DO FÓSFORO
• Com cal o precipitado é a hidroxiapatita: Ca5OH(PO4)3
5Ca2+ + 4OH- + 3HPO4
2- = Ca5OH(PO4)3 + 3H2O
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
• Com Al e Fe formam-se respectivamente os sais
insolúveis
AlPO4
FePO4
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REMOÇÃO DO FÓSFORO
• Adição de sementes melhora a cinética da reação de
precipitação (vantagem de reciclar sólidos)
• Aplicação dos reagentes é feita no decantador primário
ou no secundário, conforme o:
• Projeto
• Característica do efluente
• Resultado final desejado
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
177. robertoemery@gmail.com
REMOÇÃO DO FÓSFORO
• Processo biológico de remoção de P: via bactéria
Acinetobacter sp, em ambiente anaeróbico.
• Tratamento biológico converte a maior parte do P a ortho-
fosfatos.
• Essas formas podem ser removidas por precipitação
(como visto)
• Vários processos patenteados.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Nitrogênio pode apresentar-se no efluente como:
• N orgânico
• Amônia (NH3) residual ou orgânicos não transformados
• Nitritos (NO2
-) não completamente oxidados
• Nitratos (NO3
-)
Concentração máxima típica aceitável em efluentes
municipais: ~40 a ~10 mg/l
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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Forma do Nitrogênio Abreviação Definição
Gás amônia NH3 NH3
Íon amônia NH4
+ NH4
+
Nitrogênio amoniacal total NAT NH3 + NH4
+
Nitrito NO2
- NO2
-
Nitrato NO3
- NO3
-
Nitrogênio inorgânico total NIT NH3 + NH4
+ + NO2
- + NO3
-
Nitrogênio orgânico N org NT - (NH3 + NH4
+)
Nitrogênio total NT
Norgânico + NH3 + NH4
+ + NO2
- +
NO3
-
Formas de Nitrogênio (recapitulando)
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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NITROGÊNIO
• Origem natural: proteínas, clorofila, compostos
biológicos
• Origem antropogênica: despejos domésticos,
industriais, excrementos de animais, fertilizantes.
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
181. robertoemery@gmail.com
Nitrogênio orgânico pode ser convertido biologicamente para
amônia (NH3) ou amônio (NH4
+). Essas duas espécies são
conhecidas como nitrogênio amônia. O equilíbrio é:
NH4
+ = NH3 + H+
E a oxidação
NH4
+ + 3/2 O2 = NO2
- + 2H+ + H2O
NO2
- + 1/2 O = NO3
-
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
182. robertoemery@gmail.com
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
★ Nitrogênio orgânico pode ser convertido biologicamente
em amônia livre (NH3) ou no íon amônio (NH4
+)
★ Remoção biológica baseia-se em dois pontos principais:
1. Transformação (oxidação) da amônia em nitrito e
nitrato - bactérias Nitrosomonas e Nitrobacter, meio
aeróbio (NITRIFICAÇÃO).
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
183. robertoemery@gmail.com
2. Transformação dos nitratos em nitrogênio molecular -
bactérias Achromobacter, Aerobacter, Spirillium, entre
outras.
✴ Reação denominada DESNITRIFICAÇÃO - na ausência
de oxigênio, em condições anóxicas
✴ Anóxico - não é condição anaeróbia - ausência de
oxigênio!
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
184. robertoemery@gmail.com
• Princípio da desnitrificação: bactérias desnitrificantes utilizam
oxigênio da conversão dos nitratos, para a sua respiração,
deixando o nitrogênio livre - que é liberado para a atmosfera
(gás) .
• Necessário que a zona de desnitrificação do reator não
contenha oxigênio dissolvido suficientemente disponível no
efluente - as chamadas de zonas ANÓXICAS.
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
187. robertoemery@gmail.com
Ou seja…
• Nitrificação: nitrogênio reduzido na forma de amônia ou
de íon amônio é oxidado quase completamente para
nitrito (NO2
-) e nitrato (NO3
-)
• Desnitrificação: nitrogênio completamente oxidado, na
forma do íon nitrato, é reduzido principalmente para
nitrogênio molecular, N2
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
188. robertoemery@gmail.com
• Bactérias desnitrificantes: utilizam o oxigênio dos nitratos
para a respiração e matéria orgânica para formação do
tecido celular.
• Porém só tem início quando a DBO já é reduzida e portanto
a matéria orgânica está pouco disponível.
• O que fazer…?
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
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REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
• Para possibilitar a desnitrificação - adiciona-se novamente a
matéria orgânica no efluente.
• Lodo recirculado ou, em alguns casos, uma fonte de matéria
orgânica qualquer - frequentemente é o metanol - CH3OH
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
190. robertoemery@gmail.com
• Desnitrificação pode ocorrer com bactérias em suspensão
ou aderidas a um meio inerte, como uma pedra ou plástico.
• No primeiro caso, bactérias desnitrificantes em suspensão,
no efluente - lodos ativados.
• No segundo, aderidas - biodiscos.
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
191. robertoemery@gmail.com
• Há outros métodos para remoção de nitrogênio:
•desorção gasosa (air stripping),
•cloração
•troca iônica
• Desnitrificação biológica é um dos mais eficientes e mais
comumente utilizados.
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
192. robertoemery@gmail.com
• Desorção gasosa (air stripping):
• Nitrito pode ser removido por cloração:
2NO2
- + Cl2 + 8H+ N2 + 4H2O + Cl-
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
193. robertoemery@gmail.com
✴ À medida que cloro é adicionado (gás, hipoclorito ou outro
composto de cloro solúvel em água e que forneça Cl-), o íon
nitrito é oxidado a gás nitrogênio e água.
✴ Gás nitrogênio: pouco solúvel em água, removido do sistema
deslocando o equilíbrio para a direita até que todo o nitrito
tenha sido removido
REMOÇÃO DO NITROGÊNIO
TRATAMENTO SECUNDÁRIO
195. robertoemery@gmail.com
Tratamento Terciário última etapa do processo de
tratamento.
Remove compostos que não foram removidos nas etapas
anteriores ou para prover um tratamento adicional de
determinado composto.
continua…
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
196. robertoemery@gmail.com
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
TRATAMENTO TERCIÁRIO
• Processo destinado à remoção de poluentes específicos
(micronutrientes e patogênicos), além de outros poluentes
não retidos nos tratamentos primário e secundário.
• Geralmente utilizado quando se deseja obter efluente de
qualidade superior
• Conhecido também como “polimento” final
198. robertoemery@gmail.com
• Processos
de
oxidação
química,
onde
há
formação
de
radical
livre
de
hidroxila
(OH.),
como
agente
oxidante.
Processos Oxidativos Avançados (POA’s)
• Radical
hidroxila
possui
elevado
potencial
de
oxiredução,
levando
à
formação
d e
c o m p o s t o s
intermediários
mais
biodegradáveis.
204. robertoemery@gmail.com
ADSORÇÃO
• Transferência de uma substância de uma solução para uma
fase sólida.
• Feita sem mudança química da substância (sem reação) -
fisisorção.
• Também pode ser feita uma adsorção química onde o
adsorbato reage com uma substância previamente
impregnada no adsorvente, através do compartilhamento ou
troca de elétrons (quimisorção)
TRATAMENTO TERCIÁRIO
205. robertoemery@gmail.com
ADSORÇÃO
• Carvão ativado: adsorvente mais utilizado.
• Tratamento completo de um efluente ou aplicado para
pré-tratamento de correntes a serem tratadas por
outros processos, como osmose reversa, para
melhorar tal tratamento e evitar incrustações nas
membranas.
• Também em pós-tratamentos como após algum
tratamento biológico ou de correção de pH.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
206. robertoemery@gmail.com
ADSORÇÃO
• Carvão ativado: preparado a partir de matérias primas
carbonáceas: ossos, madeira, carvão mineral, coco,
etc..
• Ativação térmica: desidratação, carbonização e
aplicação de vapor (900˚C)
TRATAMENTO TERCIÁRIO
209. robertoemery@gmail.com
Troca Iônica
• Processo físico no qual os íons dissolvidos em um líquido
ou gás interagem com íons sobre um meio sólido.
• Íons do meio sólido estão associados a grupos funcionais
• Meio sólido está imerso no líquido ou gás que se quer
tratar.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
210. robertoemery@gmail.com
Troca Iônica
• Resinas: obtidas pela polimerização de vários compostos
orgânicos
• Resina catiônica - remove cátions: Zn2+, Ni2+, Mg2+, etc…
• Resina aniônica - remove ânions: SO4
2-, CrO4
2-, etc…
• Sentido das reações: depende da afinidade da resina
pelos diversos ions em solução: seletividade da resina
TRATAMENTO TERCIÁRIO
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Seletividade depende:
• P e T
• Natureza e valência do íon
• Tipo de resina (gel ou macro)
• Grau de saturação
• Concentração Iônica da solução aquosa
• Força iônica
TRATAMENTO TERCIÁRIO
212. robertoemery@gmail.com
Catiônicas:
• Mais afinidade por cátions de maior valência
• De mesma valência - cátions maiores
Ex: Seletividade decrescente
Ba2+ > Ca2+ > Zn2+ > K+ > Na+ > H+
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Aniônica:
• Mais afinidade por ânions fortes (sulfato, cloreto,
nitratos) sobre os fracos (carbonatos, bicarbonatos,
silicatos)
• Seletividade decrescente para ânions fortes sobre fracos
• H2SO4, HCl - regeneram catiônicas
• NaOH à quente - regeneram aniônicas
• São caras!
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Processos de separação com membranas: vem se tornando
importantes como alternativas aos processos
convencionais de separação nas indústrias químicas,
farmacêuticas, biotecnologias, alimentos e de petróleo.
Diversos fatores contribuíram para o avanço científico e
tecnológico dos PSM, ocorridos nos últimos 30 anos.
Dentre eles: menor consumo energético em comparação
aos processos de separação convencionais e a melhor
qualidade das membranas
TRATAMENTO TERCIÁRIO
Processos de Separação com Membranas (PSM)
216. robertoemery@gmail.com
TRATAMENTO TERCIÁRIO
Processos de Separação com Membranas (PSM)
✓ Uma
fase
é
a
alimentação
enquanto
outra
é
o
permeado.
✓ A
separação
ocorre
porque
a
membrana
tem
a
capacidade
de
transportar
um
componente,
a
partir
da
alimentação,
mais
eficientemente
que
qualquer
outro
componente
presente
na
alimentação.
217. robertoemery@gmail.com
TRATAMENTO TERCIÁRIO
Processos de Separação com Membranas (PSM)
' ./,$01%)#1# / 8%)+%#1/9 ! $%8#)#23/ /./))% 1%:
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Representação esquemática de duas fases
separadas por uma membrana
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Filtração com MembranasVantagens
· Alta eficiência;
· Poucas partes móveis;
· Compactas e adequadas para uso em atividades com pouco
espaço disponível;
Desvantagens
· Baixo fluxo;
· Manutenção;
· Sensíveis a mudança na corrente de alimentação;
· “Fouling”;
· Necessitam de produtos químicos para limpeza que precisam !
ser descartados;
· Alto investimento inicial (custo tem diminuído)
TRATAMENTO TERCIÁRIO
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Filtração com membranas
Glicose, minerais,
surfactantes,pesticidas
Sais minerais, complexos
metálicos
Microfiltração
Ultrafiltração
Nanofiltração
Osmose reversa
Sólidos suspensão
Bactérias, vírus,
coloides, cor
Água
TRATAMENTO TERCIÁRIO
0,1
a
10
μm
0,005
a
0,05
μm
0,0005
a
0,005
μm
0,0001
a
0,001
μm
Observação: Gases dissolvidos (CO2, O2) não são removidos
226. robertoemery@gmail.com
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Filtração
Ultrafiltration CONVENTIONAL FILTRATION
Sands
Algae and protozoans
Bacteria
Colloids
Humic
acids
Metal ions
Pesticides
Dissolved salts
Sugars
Molecular
weight
Viruses
Angström
MICRON
IONS MOLECULES MACRO MOLECULES MICRO PARTICLES MACRO PARTICLES
VISIBLE TO NAKED EYEOPTICAL MICROSCOPESCANNING ELECTRON MICROSCOPE
Note : 1 Angström = 10-10 meter = 10-4 micron
Reverse Osmosis
Nanofiltration
Microfiltration
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OSMOSE REVERSA (ou Inversa)
Osmose: fluxo natural de transporte de um solvente através de
membrana semi-permeável de uma solução diluída para uma
concentrada, em conseqüência da diferença dos potenciais
químicos dos dois lados da membrana.
Fluxo osmótico: até atingir um novo equilíbrio, quando há
igualdade dos potenciais químicos das soluções de ambos os
lados da membrana - alcançada em razão de diferença de
pressão existente entre os dois lados da membrana.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
230. robertoemery@gmail.com
OSMOSE REVERSA
• Princípio: permite a passagem de moléculas de água através
de uma membrana, a qual impede a passagem das
moléculas ou dos íons considerados poluidores.
• Usada basicamente para reduzir salinidade.
• Reduz também sílica e material orgânico coloidal com alto
peso molecular
• Não é normalmente aplicada sem pré-tratamento já que as
membranas estão sujeitas à incrustação e entupimento.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
231. robertoemery@gmail.com
OSMOSE REVERSA
Com solvente puro em ambos os lados da membrana semi-
permeável (T,P): fluxo zero.
Com pressão no lado da solução de sais, superior à pressão
osmótica: inversão do fluxo no sentido da água pura.
Osmose Reversa: quando o solvente é transferido por pressão
externa de uma solução com alta concentração de soluto para
uma solução com concentração baixa de soluto.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
232. robertoemery@gmail.com
OSMOSE REVERSA
• Utilizada na indústria para produção de água ultra-pura desde
1976.
• Sistema modular pode atingir capacidade superior a 13 mil m3/
dia
• É o nível final de processos de filtração disponíveis.
• Barreira a todos os sais dissolvidos e moléculas inorgânicas
bem como as orgânicas acima de PM 100.
TRATAMENTO TERCIÁRIO
242. robertoemery@gmail.com
Equipamentos de UF e MF
Cassete de Membranas!"##$%$ &$'($)*+","#
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243. robertoemery@gmail.com
Recapitulando…
Tratamento preliminar: remoção de sólidos grosseiros
Tratamento primário: sólidos sedimentáveis e parte de
matéria orgânica; sólidos dissolvidos
Tratamento secundário: mecanismos biológicos para
remoção de m.o. e nutrientes (P e N) e sólidos não
sedimentáveis e coloidais
Tratamento terciário: nutrientes, patogênicos, metais
pesados dissolvidos em baixa concentração
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
245. robertoemery@gmail.com
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Operações Unitárias e processos para tratamento de efluentes
CONTAMINANTE OPERAÇÃO OU SISTEMA DE
TRATAMENTO
Sólidos suspensos
Ø Gradeamento e cominuição
Ø Caixa de areia
Ø Sedimentação
Ø Filtração
Ø Flotação
Ø Coagulação / sedimentação
Orgânicos (biodegradáveis)
ØLodo ativado
ØFiltro biológico
ØDisco biológico (Bio disco)
ØVariações tecnológicas em lagoas
ØTratamento físico-químico
Orgânicos voláteis
ØAdsorção
Ø“Air stripping”
ØCaptura e tratamento do gás
246. robertoemery@gmail.com
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Operações Unitárias e processos para tratamento de efluentes
CONTAMINANTE OPERAÇÃO OU SISTEMA DE
TRATAMENTO
Patogênicos
Ø Tratamento com cloro, hipoclorito, bromo
Ø Ozonização
Ø Radiação UV
Ø Peróxido de hidrogênio
Nutrientes (N)
ØVariações do processo de nitrificação e
desnitrificação
ØTroca Iônica
Ø“Stripping”da amônia
Nutrientes (P)
ØAdição de sal metálico
ØAdição de cal
ØProcesso biológico
247. robertoemery@gmail.com
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Operações Unitárias e processos para tratamento de efluentes
CONTAMINANTE OPERAÇÃO OU SISTEMA DE
TRATAMENTO
Orgânicos refratários
Ø Adsorção em carvão ativado
Ø Ozonização terciária
Ø Osmose reversa
Ø Nanofiltração / Ultrafiltração
Ø Sistemas naturais (áreas alagadas, p .ex.)
Metais pesados
Ø Precipitação química
Ø Troca Iônica
Ø Sistemas naturais (áreas alagadas, p .ex.)
Ø Nanofiltração / Ultrafiltração
Sólidos orgânicos dissolvidos
Ø Osmose reversa
Ø Troca iônica
Ø Adsorção em carvão ativado
Ø Eletrodiálise
Ø Nanofiltração / Ultrafiltração
(Adaptado de Tchobanoglous, 1991)
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ü Resumo das tecnologia de tratamento de
efluentes
ü Exemplo de circuito típicos de
tratamentos de água e esgoto
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Pré-
Tratamento Tratamento primárioTratamento primário Tratamento secundárioTratamento secundário Tratamento terciárioTratamento terciárioTratamento terciário
Químico Físico Biológico Físico Químico Biológico
Fis-
Químico
•Gradea-
mento
•Caixa
desarenadora
•Equalização
•Coagulação
•Floculação
•Neutralizaçã
o
•Precipitação
•Decantação
•Flotação
•Filtração
•Filtros
biológico
•Biodisco
•Digestão
aeróbia
•Digestào
anaeróbia
•Nintrificação
•Denitrificação
•Remoção do
Fósforo
•Decantação
•Esterliziação
• Precipitação
• Oxidação
•Tratamentos
passivos
•Troca Iônica
• Adsorção
• Membranas
• OR
RESUMO DAS TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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RESUMO DAS TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Seleção das tecnologias e do regime de mistura:
•Resultado de um balanço AMBIENTAL e ECONÔMICO,
nos quais entram em consideração
Ø tecnologia disponível
Ø consumo de energia,
Ø disponibilidade de espaço e
Ø custos associados (ex.: mais terreno para lagoas facultativas).
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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Caracterização do efluente Determinação do objetivo
Seleção das possíveis
tecnologias
Testes em laboratório e/ou
piloto
Projeto de uma ou mais
alternativas
Seleção de material para
equipamentos
Viabilidade econômica do
processo escolhido
Seleção e instalação do
processo
Fluxograma genérico
de seleção e
desenvolvimento de
um sistema de
tratamento de
efluente
(adaptado de Industrial Waste Treatment
Handbook, 2nd Ed.,Elsevier, Inc., 2006)
TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
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TECNOLOGIA DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Circuito típico de geração e tratamento de efluentes industriais (adaptado
de Industrial Waste Treatment Handbook, 2nd Ed.,Elsevier, Inc.)
Matéria prima
Poço
Descarga
Líquidos
SólidosEmissões
aéreas
Resíduos
Produtos Co-produtos
Reciclagem
água superficial
Descarte
Resíduos
sólidos
Processo
Industrial
Resíduos
Emissões
aéreas
sólidos
Líquidos
Tratamento do
efluente
Saída de água de
processo
Resíduos
Tratamento:
espessamento
deságue
secagem
Tratamento:
adicional
Emissões
aéreas
entrada
de água
Tratamento
Descarte
Tratamento
da água
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Tratamento de Efluentes
Circuito típico com lodo ativado
ELEVATÓRIA DE
LODO BRUTO
DESAGUAMENTO
DIGESTOR
SECUNDÁRIO
ADENSAMENTO
ATERRO
EFLUENTE
TRATADO
ESGOTO
BRUTO
DECANTADOR
SECUNDÁRIO
ELEVATÓRIA DE
LODO ATIVADO
TANQUE DE
AERAÇÃO
DIGESTOR
PRIMÁRIO
GRADEAMENTO
CAIXA DE AREIA
DECANTADOR
PRIMÁRIO
Fonte: F. Gonçalves -
Petrobras
254. robertoemery@gmail.com
Ø Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, George Tchobanoglous e Franklin L. Burton,, 4ª.
Edição, McGraw-Hill, New York, 2002.
Ø Gestão Ambiental, Josimar Ribeiro de Almeida, Claudia dos S. Mello, Yara Cavalcanti, Thex Editora, Rio
de Janeiro, 2004.
Ø Ecology and our endangered life-supporting systems, Eugene Odum, Sinauer Associates, Inc.,
Massachusetts, EUA, 1993.
Ø Princípios Básicos de Tratamento de Esgotos, M. von Sperling, volume 2, ABES, Rio de Janeiro, 1996.
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
Ø Seleção de indicadores de estado e avaliação de sensibilidade dos sistemas naturais às ações antrópicas,
Gustavo Araujo, Lais Alencar de Aguiar, Josimar Ribeiro de Almeida, Paulo Sérgio Moreira Soares e
Roberto de Barros Emery Trindade, Série Gestão e Planejamento Ambiental, no.2, CETEM –
www.cetem.gov.br, 2005
Ø Química Ambiental, Colin Baird, 2ª.Ed., Bookman, Porto Alegre, 2004.
Ø Tecnologia de sistemas passivos para o tratamento de drenagem ácida de minas, Roberto de Barros Emery
Trindade e Paulo Sérgio Moreira Soares, Série Gestão e Planejamento Ambiental, no.30, CETEM –
www.cetem.gov.br, 2004