UFSC – UNIVERSIDADE UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO Disciplina: ENS5106 - Saneamento PROFESSORA: Alexandra Rodrigues Finotti, Dra. ALUNO: Eduardo José Mendes MATRÍCULA: 12100523
Lista de exercício – Tratamento Tratamento de esgoto 1. Quais os níveis de tratamento de esgotos? Em uma estação de tratamento de esgoto (ETE) podem existir quatro níveis de tratamento: tratamento preliminar, primário, secundário e terciário (ou pós tratamento). 1) Tratamento preliminar: tem como objetivo a remoção dos sólidos grosseiros, minerais e flutuantes por meio de um processo físico, geralmente pela inserção de grades para captura destes materiais. 2) Tratamento primário: destina-se a remoção de partículas sedimentáveis, boa parte dos suspensos e até 40% da DBO D BO (Demanda Bioquímica de Oxigênio). 3) Tratamento secundário: no tratamento secundário ocorre a remoção de 70 a 98% da DBO. 4) Tratamento terciário (ou pós-tratamento): pós-tratamento): a última etapa de tratamento consiste na remoção de nutrientes e microrganismos, como, por exemplo, através da desinfecção com adição de cloro. Obs: Durante estas etapas podem ser utilizados processo físicos, químicos ou biológicos. 2. Quais as unidades que compõem o tratamento preliminar e qual seu objetivo? O tratamento preliminar de um sistema de tratamento de esgotos é constituído das seguintes unidades: Gradeamento; Desaeração; Medição da vazão.
O gradeamento tem como objetivo remover os sólidos grosseiros que podem vir junto como o esgoto, tais como: galhos, lixo, lix o, roupas, entre outros materiais descartados indevidamente pela população. A remoção destes materiais visa proteger as unidades subsequentes do tratamento, os dispositivos de transporte de esgoto (bombas e tubulações)
e os corpos receptores. O tamanho das partículas removidas depende do espaçamento entre as barras da grade e da inclinação que ela está em relação ao escoamento do esgoto. Para remover sólidos mais finos que não foram removidos pelo gradeamento pode-se utilizar peneiras mais finas. Em alguns casos podem ser utilizadas também caixas de gordura para remoção desta substância. A desaeração tem por objetivo remover a areia através de um processo físico chamado sedimentação. A remoção da areia é importante para evitar a abrasão nos equipamentos e tubulações da ETE, eliminar ou reduzir a possibilidade de obstrução em tubulações, tanques, orifícios, sifões, entre outros e, facilitar o transporte líquido, principalmente do lodo. Este processo remove partículas na faixa de 0,1 a 0,4 mm e as unidades são dimensionadas levando em consideração a velocidade de sedimentação das partículas, de modo que possam permanecer nesta etapa até que ocorra o processo. A velocidade de sedimentação depende principalmente do tamanho da partícula e é maior quanto maior ela for. As caixas de areia devem ser bem dimensionadas para que o esgoto flua em uma velocidade menor ou igual a de projeto, a fim de permitir efetivamente a sedimentação. Além disso, devem ser periodicamente limpas para seu correto funcionamento. Para a medição de vazão geralmente utilizam-se calhas Parshall. Medir a vazão é importante para saber qual o volume de esgoto que está sendo tratado de modo que este valor auxilie no dimensionamento das próximas etapas do processo de tratamento. 3. A remoção de sólidos grosseiros dos esgotos tem por finalidade: a) Proteção dos dispositivos de transportes de esgotos nas suas diferentes fases; b) Proteção dos dispositivos de tratamentos dos esgotos; c) Remoção parcial da carga poluidora orgânica, contribuindo para um melhor desempenho das unidades subsequentes; d) Proteção dos corpos de águas receptores, tanto no aspecto estético como nos regimes de funcionamento de fluxo e de desempenho; e) Remoção de algas. 4. Nas lagoas de estabilização anaeróbias: a) O processo ocorre de maneira semelhante ao processo de lodos ativados em que há uma grande produção de biomassa no sistema; b) A presença de algas nesse tipo de lagoa é de fundamental importância para garantir uma melhor eficiência do sistema; c) Em geral são lagoas pouco profundas e com tempo de detenção grande (> 20 dias); d) Normalmente são lagoas instaladas para refinamento de efluentes tratados; e) Nenhuma das respostas está correta.
5. Em um reator UASB, quais os compartimentos existentes e quais suas finalidades? Os reatores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) são reatores de manda de lodo no qual o esgoto afluente entra no fundo do reator e em seu movimento ascendente, atravessa uma camada de lodo biológico que se encontra em sua parte inferior e passa por um separador de fases enquanto escoa na direção da superfície. Os compartimentos existentes em um reator UASB são os apresentados na Figura 1.
Figura 1: Compartimentos de um Reator UASB.
Os principais compartimentos do reator UASB são: entrada do esgoto na parte inferior do reator, compartimento de lodo onde ocorre a digestão do esgoto, defletor de gases com objetivo de direcionar os gases produzidos no processo para a sua saída na parte superior do reator, separador trifásico e um compartimento para decantação onde é coletado o efluente tratado através de calhas. Na saída de gás se coleta o CH4 para queima, gerando CO2 (menos prejudicial para o efeito estufa) ou para geração de energia (pouco utilizado). 6. Desenhe esquematicamente e comente sobre o sistema de lodos ativados do tipo aeração prolongada. Explique as diferenças do processo em relação ao sistema de lodos ativados convencional. O processo de tratamento por meio da utilização de lodo ativado consiste em um processo biológico e aeróbio muito utilizado quanto o volume de esgoto a ser tratado é muito grande e a área disponível é restrita. Em relação a outros tipos de tratamento apresenta uma operação mais sofisticada e maior consumo de energia elétrica. Os lodos ativados são flocos produzidos em um esgoto bruto ou decantado pelo crescimento de bactérias ou outros organismos na presença de oxigênio dissolvido e acumulado em concentrações suficientes devido ao retorno de outros flocos previamente formados. Em relação a divisão do lodo quanto a idade o processo pode ser:
Lodos ativados convencionais; Aeração prolongada.
O sistema de lodos ativados convencional é constituído por reator e decantadores primário e secundário. Este sistema possui decantador primário para que a matéria orgânica em suspensão sedimentável seja retirada antes do tanque de aeração gerando assim uma economia no consumo de energia. O tempo de detenção hidráulico (TDH) é bem baixo, da ordem de 6 a 8 horas e a idade do lodo em torno de 4 a 10 dias. Como o lodo retirado ainda é jovem e possui grande quantidade de matéria orgânica em suas células, há necessidade de uma etapa de estabilização do lodo.
Figura 2: Lodo ativado convencional.
A diferença deste sistema para o sistema convencional é que a biomassa permanece mais tempo no reator (18 a 30 dias) e o TDH é de 16 a 24 horas, porém continua recebendo a mesma carga de DBO. Com isso o reator terá que possuir maiores dimensões e consequentemente existirá menor concentração de matéria orgânica por unidade de volume e menor disponibilidade de “alimento” para as bactérias. Para sobreviver as bactérias passam a consumir a matéria orgânica existente em suas células através de seus metabolismos. Assim, o lodo já sairá estabilizado do tanque de aeração, não havendo necessidade de se ter um biodigestor para estabilização do lodo excedente. Este sistema também não possui decantador primário para evitar a necessidade de uma unidade de estabilização do lodo resultante deste. Como a estabilização do lodo ocorre de forma aeróbia no reator, há um maior consumo de energia elétrica. Porém, este é um sistema de maior eficiência de remoção de DBO dentre os que funcionam com lodos ativados.
Figura 3: Lodo ativado por aeração prolongada.
7. A desinfecção de efluentes de uma ETE pode realizada por meio de processos naturais e artificiais. Cite exemplos desses processos. A desinfecção tem o objetivo de criar uma barreira contra os agentes transmissores de doenças infecciosas e proteger fontes de água potável, praias, áreas de prática de esportes aquáticos ou cultivo de mariscos e peixes. A destruição ou a inativação dos microrganismos patogênicos pode ser total ou parcial, dependendo do uso pretendido pelo corpo d’água receptor, de acordo com os padrões de qualidade estabelecidos para as
diferentes situações. A desinfecção pode ser realizada por meio de processo naturais ou artificiais, onde para cada processo são utilizados agentes físicos e/ou químicos para inativar os organismos desejados. Dentre estes processos destacam-se os apresentados na Figura 4
Figura 4: Tipos de desinfecção em uma ETE.
8. A formação de qual radical caracteriza o Processo de Oxidação Avançada (POA)? Como são formados esses radicais? Os Processos de Oxidação Avançada (POA) geram radicais hidroxila (-OH) que são altamente oxidantes e instáveis, capazes de provocar a mineralização da matéria orgânica à dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e íons inorgânicos. Estes radicais podem ser formados por vários processos que podem ser classificados em sistemas homogêneo ou heterogêneos, conforme a ausência ou a presença de catalisadores na forma sólida, além de poderem estar ou não sob irradiação solar (raios UV). A oxidação da matéria orgânica é: C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l). Na oxidação, os elétrons são transferidos de uma substância para outra e este movimento se traduz num potencial elétrico. Quanto maior o potencial, maior a capacidade da substancia subtrair elétrons das outras, oxidando-as, aumentando sua valência. O íon ou elemento que recebe os elétrons é chamado de agente oxidante. Oxidar uma substância significa também combiná-la com oxigênio como no caso do fogo ou da ferrugem.
O poder oxidante da hidroxila só superado pelo flúor o que lhe confere uma meia vida de apenas alguns segundos; o POA pode ser desenvolvido com uso do ozônio e/ou peróxido de hidrogênio mais radiação ultravioleta (UV) que, em meio aquoso produzem a hidroxila: H2O2 + UV → 2 OH*.
REFERÊNCIAS FINOTTI, Alexandra Rodrigues; LAPOLLI, Flávio Rubens. Notas de Aula em Saneamento. Florianópolis: UFSC, 2016.
