Tratamento de Efluentes SP (Projetos e Instalações)

17 de agosto de 2015
Tratamento de Efluentes

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INTRODUÇÃO – TRATAMENTO DE EFLUENTES

O homem, ao longo de sua existência, produz uma série de resíduos e lixos devido às suas atividades diárias. Esses resíduos podem ser chamados de efluentes, sendo que atualmente existem dois tipos deles: os domésticos e os industriais. Entende-se por efluentes todas as substâncias líquidas ou gasosas geradas em processos industriais ou originárias de esgotos domésticos.

Efluente doméstico = água potável + impurezas geradas pelo uso.
Efluente industrial = água de consumo industrial + impurezas geradas pelo uso.

Geralmente, a composição básica dos efluentes domésticos é de 99,9% de água e 0,1% de sólidos, sendo eles sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, matéria orgânica, nutrientes e organismos patogênicos, como vírus, bactérias, protozoários e helmintos. Já os efluentes industriais são os resultados da utilização de água, pelas indústrias, em diversos processos, como lavagem de máquinas, tubulações, sistemas de resfriamento, ou diretamente no produto. Por isso, os efluentes industriais variam de acordo com o tipo de produção das empresas e podem conter óleos diversos, metais pesados, entre outras substâncias altamente contaminantes e tóxicas.

tratamento efluentes — Instalação Goema na KS – Nos EUA

Boa parte desses efluentes, tanto domésticos quanto industriais, é lançada novamente ao meio ambiente e, portanto, precisa ser tratado para não contaminar o solo e os mares. Duas das principais características dos efluentes são o odor e a cor, que são desagradáveis para os seres humanos, além do caráter perigoso das substâncias. Existem várias estações de tratamento de efluentes (ETE) espalhadas pelo Brasil com o objetivo de diminuir a quantidade de poluentes do efluente antes de despejá-lo na natureza. E todos os efluentes que voltam à natureza precisam se enquadrar nos parâmetros estabelecidos pela Resolução 357 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama), ligado ao Ministério do Meio Ambiente.

A norma, em vigor desde março de 2005, reclassificou os corpos de água e definiu novos padrões para o lançamento de efluentes. Ela prevê pena de prisão a administradores de empresas ou responsáveis técnicos que não cumpram os parâmetros. O tratamento de efluentes se divide, basicamente, em duas grandes fases: a físico-química e a biológica. No tratamento físico-químico, há a remoção dos contaminantes através de reações químicas que fazem a separação das fases sólidas e líquidas do efluente. Já o tratamento biológico dos efluentes, é realizado por meio de bactérias e outros microrganismos que consomem a matéria orgânica poluente através do processo respiratório.

Dentro dessas duas grandes fases, porém, existem várias outras etapas. Em uma ETE convencional, o efluente passa por cinco etapas – pré-tratamento, tratamento primário; tratamento secundário; tratamento do lodo; tratamento terciário – antes de ser devolvido ao meio ambiente ou reutilizado.

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Pré-tratamento

No pré-tratamento, o efluente passa por dois processos, o gradeamento e a desarenação. A finalidade dessa etapa é sujeitar os efluentes a fortes processos de separação de sólidos.

No gradeamento, são retirados os sólidos de maiores dimensões. Isso é feito através de grades metálicas, que funcionam como uma barreira. As grades maiores têm entre 5 e 10 centímetros, enquanto as menores ficam entre 1 e 2 centímetros. Todos os sólidos com dimensão superior a essas ficam detidos pelas grades.

Esse processo é importante para proteger todo o equipamento da ETE de materiais muito grandes que podem vir a danificar os dispositivos ao longo do tratamento de efluentes, como corpos receptores, bombas, tubulações e unidades subsequentes. Em seguida, o efluente passa pelo processo de desarenação, no qual são removidos todos os flocos de areia através da técnica de sedimentação (os grãos de areia, por serem mais pesados, vão para o fundo do tanque, e as matérias orgânicas permanecem na superfície).

Retirando a areia dos efluentes, evita-se obstrução nos tanques, tubulações, orifícios e sifões da ETE, além de facilitar o transporte do líquido.

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Tratamento primário

Terminada a etapa de pré-tratamento, o efluente passa para a fase do tratamento primário, constituído basicamente por processos físico-químicos. Apesar de o efluente estar com um aspecto ligeiramente melhor após o pré-tratamento, as propriedades poluidoras ainda estão inalteradas e, por isso, os processos físico-químicos são de extrema importância. O principal objetivo desde processo é a remoção dos sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes e parte da matéria orgânica em suspensão.

O efluente fica em um tanque, onde são colocados produtos químicos para a equalização e neutralização da carga. Em seguida, o efluente passa por um processo de floculação, ou seja, as partículas poluentes são agrupadas para serem removidas. Após a floculação, ocorre a decantação primária, que é a separação entre o sólido (lodo) e o líquido (efluente bruto). Os efluentes fluem devagar através dos decantadores, fazendo com que os sólidos fiquem no fundo do tanque, formando o lodo primário bruto. Nesse estágio, a matéria poluente que permanece na água é de dimensões reduzidas, normalmente formadas por coloides, o que a impede de ser removida apenas por processos físicos-químicos a partir de então.

Tratamento secundário
Inicia-se, portanto, a etapa do tratamento secundário, que é constituído basicamente por processos bioquímicos (lodo ativado e filtro biológico, por exemplo) que podem ser aeróbicos ou anaeróbicos.

O principal objetivo aqui é a remoção da matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão que não foi removida no tratamento primário. Se bem feito, o tratamento secundário permite se obter um efluente em conformidade com a legislação ambiental.

Nos processos aeróbicos, há a simulação do processo natural de composição, e a eficiência é maior em partículas finas em suspensão. Já nos anaeróbios há a ação de microorganismos (bactérias, protozoários, fungos etc.), que consomem a matéria orgânica dentro de tanques de aeração.

Nos tanques de aeração, os microorganismos se alimentam da matéria orgânica e a convertem em gás carbônico, material celular e água. O efluente, quando sai do reator, possui pouca quantidade de matéria orgânica, com uma eficiência em torno de 95% dependendo da ETE.

Em seguida, o efluente passa por um processo de decantação secundário, no qual ocorre sua clarificação. Os decantadores são os responsáveis por separar os sólidos em suspensão no tanque de aeração, permitindo a saída de um efluente clarificado, e pela sedimentação dos sólidos em suspensão no fundo do decantador, possibilitando o retorno do lodo em concentração mais elevada.
É importante destacar que se entende por lodo a matéria oriunda diretamente da reprodução das células que se alimentam do substrato. Esse lodo deve ser descartado para que não atrapalhe o processo. Portanto, o lodo é dirigido para uma seção de tratamento do lodo.

Tratamento do lodo
O tratamento de efluentes domésticos e industriais gera como subprodutos: o lodo, o efluente tratado e o biogás. O lodo é o resultado da remoção da matéria orgânica contida no esgoto, e a quantidade e a natureza do lodo dependem das características do efluente inicial e do processo de tratamento escolhido.

Na fase primária do tratamento de efluentes, o lodo é constituído pelos sólidos em suspensão removidos do efluente bruto. Já na fase secundária o lodo é composto pelos microorganismos que se reproduziram graças a matéria orgânica do próprio efluente.

Basicamente, o tratamento do lodo tem por finalidade reduzir o volume e o teor de matéria orgânica (cujo processo é chamado de “estabilização”). Portanto, a primeira fase para se tratar o lodo é o adensamento, que se refere à retirada de água que o material possui. Como o lodo possui grande quantidade de água, após o adensamento seu volume diminui. Esse processo ocorre nos adensadores e nos flotadores.

Em seguida, acontece a digestão anaeróbica, caracterizada pela estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica presente no lodo. Os principais objetivos da digestão são: destruir ou reduzir os microorganismos patogênicos; reduzir o volume do lodo através de liquefação; dotar o lodo de características favoráveis à redução de umidade; permitir a utilização do lodo (um exemplo é sua aplicação como fonte de húmus e fins agrícolas).

Posteriormente, o lodo é submetido a processos químicos envolvendo cloreto férrico, cal, sulfato de alumínio e polímeros orgânicos em sistemas de desidratação como filtração e centrifugação. Isso permite a coagulação dos sólidos e a liberação da água absorvida. O lodo é ainda desitradado, para a remoção de toda a sua umidade, através de filtros prensa, belt press ou centrífuga. A disposição final do lodo pode ser feita em aterros sanitários, junto com o lixo urbano, em incineradores e na restauração de terras. É importante lembrar que o lodo é rico em matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e nutrientes, o que possibilita o seu uso na agricultura ou em reflorestamento.

Tratamento terciário
O efluente, após essa etapa, pode ser usado para lavagem de ruas ou rega de jardins, mas também pode passar por outro tratamento para ser reutilizado interna e interinamente, com fins não potáveis – o que auxilia na escassez de água.

O uso como água não potável é importante porque o efluente, mesmo tratado, pode conter organismos patogênicos, nitrogênio, fósforo, entre outras substâncias. É aí que se inicia a etapa de tratamento terciário para a remoção dessas substâncias através de técnicas de filtração, ozonização, cloração, carvão ativado, osmose reversa, troca iônica, eletrodiálise, entre outras.

Em relação ao biogás gerado durante o tratamento de efluentes, existem inúmeros estudos para o seu aproveitamento, principalmente para a geração de energia elétrica para a própria estação de tratamento. Também é possível usá-lo como gás doméstico e industrial, e combustível para automóveis.

Tecnologias no tratamento de efluente
Atualmente, o tratamento biológico é o mais eficiente para a remoção da matéria orgânica dos esgotos, pois o próprio efluente possui uma grande variedade de bactérias e protozoários necessários para compor as culturas microbiais mistas que processam os poluentes orgânicos.

Mas o uso dessa técnica de tratamento requer o controle da vazão, a recirculação dos microorganismos decantados, o fornecimento de oxigênio, entre outras coisas. Além disso, os fatores que mais podem afetar essa técnica são as temperaturas, a disponibilidade de nutrientes, o pH, a presença de elementos tóxicos, a insolação e o fornecimento de oxigênio.