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1 modulo - caracteristicas de esgotos e normas

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Módulo I
CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA E QUANTITATIVA DE
ESGOTOS SANITÁRIOS
Ricardo Franci Gonçalves
Eng. Civil e sanitarista, D.Ing.
UFES e Fluxo Ambiental Ltda. EPP.
Quantidade de Esgotos
Concepção do Sistema:
n
Sistema Combinado;;
Águas pluviais;;
n
Águas residuárias.
Sistema Separador (Brasil);;
n
Águas residuárias
n
n
n
Quantidade de Esgotos
n
Esgoto doméstico
n
Despejos industriais
n
Infiltrações
Quantidade de Esgotos
n
Esgoto doméstico
ØDomicílios
ØComércio
ØInstituições
n
n
Vazão de esgoto:
n População da área a tendida;;
n Quota per capita (QPC);;
n Coeficiente de retorno (C);;
Vazão máx. e mín.:
n
Coef. de variação de vazão (K).
Quantidade de Esgotos
n
Previsão da População da área de projeto
n
n
n
n
Qualidade das informações;;
Tamanho da área (Á. peq. > Erros);;
Período de tempo (T. longo > Erros);;
Uso de Metodologias.
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Censos;;
Mapeamento da região;;
Ligações de água e luz;;
Padrão econômico;;
Plano e projetos de industriais, habitacionais, etc;;
Quantidade de Esgotos
Quota per capita (QPC);;
n
n
Para Sistemas de Abastecimento de Água
n Projeto via satisfazer:
n Consumo doméstico;;
n Consumo comercial;;
n Consumo de Indústrias (processos sem água)
Para Sistemas de Esgotos
n Consumo efetivo;;
n Não incluindo as perdas.
Quantidade de Esgotos
n
Quota per capita (QPC);;
n
n
n
n
n
n
n
n
Hábitos higiênicos e culturais;;
Sistema de medição do abastecimento de água;;
Instalações e equipamentos hidráulico-­sanitários;;
Valor da tarifa;;
Temperatura média da região;;
Renda familiar;;
Índice de Industrialização da região;;
Tipo de atividade comercial.
Quota per capita (QPC);
Porte da
comunidade
Povoado rural
Vila
Pequena comunidade
Cidade média
Cidade grande
Faixa população
(hab.)
< 5.000
5.000 – 10.000
10.000 – 50.000
50.000 – 250.000
> 250.000
Consumo per capita
(QPC) (l/hab.d)
90 - 140
100 – 160
110 – 180
120 – 220
150 - 300
Quantidade de Esgotos
Coeficiente de retorno (C);;
n
Volume de esgotos recebido na rede coletora /
Volume água efetivo fornecido à população.
n
n
Lavagem de carros, quintais, calçadas e ruas;;
Rega de hortas e jardins públicos ou particulares;;
Quantidade de Esgotos
Coeficiente de retorno (C);;
n
Fatores Locais;;
n
n
n
n
Localização da residência;;
Tipo da residência (baixo ou alto padrão)
Condições dos arruamentos (pavimentados ou não);;
Tipo de Clima;;
Quantidade de Esgotos
Coeficiente de retorno (C);;
n
n
Faixa de 0,5 a 0,9;;
NBR 9649 da ABNT – 0,8
Autor
Local
Ano
C
A. Netto
SP
1977
0,7 a 0,9
Metcalf & Eddy
EUA
1981
0,7
SABESP
SP
1990
0.85
Fonte: P. Além Sobrinho -­ 2000
Quantidade de Esgotos
Coeficiente de variação de vazão (K).
n
Variação da Vazão de esgoto ao longo dos dias
n Horas do dia;;
n Meses;;
n Estações do ano;;
n Temperatura;;
n Precipitação atmosférica.
Quantidade de Esgotos
Coeficiente de variação de vazão (K).
n
n
n
n
K1: coeficiente de máxima vazão diária;;
K2: coeficiente de máxima vazão horária;;
K3: coeficiente de mínima vazão horária;;
NBR 9649:
K1 =1,2
nK2 =1,5
nK3 = 0,5
n
Quantidade de Esgotos
Vazão doméstica:
Qdméd = Pop x QPC x R
(l/s)
86400
Qdméd = vazão doméstica média de esgotos (l/s)
QPC = quota per capita (l/hab.d)
R = coeficiente de retorno esgoto/água
Vazão máxima:
Qdmáx = K1 x K2 x Qdméd = 1,8 Qdméd
Vazão mínima:
Qdmin = K3 x Qdméd = 0,5 Qdméd
Quantidade de Esgotos
Fonte: NBR 7229, ABNT, REF. 2.2
Quantidade de Esgotos
n
n
Despejos industriais
n Porte das indústrias;;
n Processos;;
n Reciclagem;;
n Pré-­tratamento.
Estação de Tratamento
Quantidade de Esgotos
Despejos industriais
n
Avaliação das vazões;;
n
Consumo de água;;
n
Geração de despejos.
Quantidade de Esgotos
Despejos industriais
Avaliação das vazões;;
n Consumo de água;;
§
Origem da Água;;
§
Sist. de tratamento interno;;
§
Vol. Consumido (por intervalo de tempo);;
§
Vol. consumido em cada processo;;
§
Recirculações;;
Quantidade de Esgotos
Despejos industriais
Avaliação das vazões;;
n Geração de despejos;;
§
Vazão Total;;
§
Pontos e Regime
§
de Lançamento;;
Quantidade de Esgotos
Ramo
Tipo
Frutas e legumes
em conserva
Doces
Matadouros
Unidade
1 ton
conserva
Alimentícia
1 ton prod.
1 boi ou 2,5
porcos
Laticínios (leite) 1.000 l leite
Têxtil
Lavanderia de lã
1 ton lã
Tinturaria
1 ton prod.
Papel
Fabricação papel 1 ton prod.
Tinta
1 empregado
Indústrias
Borracha
1 ton prod.
Químicas
Refinaria petróleo 1 barril 117l
Laminação
1 ton prod.
Metalúrgicas Ind. Chapa, ferro 1 empregad.
e aço
Consumo
(m³/unid)
4 - 50
5 -25
0,5 – 10
1 – 10
20 – 70
20 – 60
30 –250
110 l/d
100 – 150
0,2 – 0,4
8 – 50
60 l/d
Fonte: von Sperling, Marcos – Princípio d o trat. b iológico d e águas resid.;; v.1)
Ex: Calcular a vazão p/ o
processamento de 5.000 l leite
por dia. Adotando-­se vazão
máx= 1,5 vazão méd, e a
mínima de 0,5.
-­ consumo: 7 m³/1.000 l leite
Qméd = 5,0 m³ leite x 7
Qméd = 35 m³/d ou 0,4 l/s
Qmáx = 1,5 Qméd = 0,6 l/s
Qmín = 0,5 Qméd = 0,2 l/s
Quantidade de Esgotos
Estabelecimento
Aeroporto
Alojamento
Banheiro público
Bar
Cinema/teatro
Escritório
Hotel
Indústria (esg.
Sanitário)
Lanchonete
Restaurante
Unidade
passageiro
residente
usuário
freguês
assento
empregado
hóspede
empregado
Vazão (l/unid.dia)
8 – 15
80 – 100
10 – 25
5 – 15
2 – 10
30 – 70
100 – 200
50 – 80
freguês
refeição
4 – 20
15 -30
Estabelecimento
Unidade
Clínica de repouso
Escola
- lanchonete, ginásio, chuveiros
- lanchonete, s/ ginásio, chuv.
- s/ lanchonete, ginásio, chuv.
Hospital
residente
Fonte: von Sperling, Marcos – Princípio do trat. biológico de águas resid.; v.1)
residente
Leito
usuário
Vazão
(l/unid.dia)
200 – 450
50 – 100
40 – 80
20 - 60
300 – 1000
20 - 60
Quantidade de Esgotos
n
Infiltrações
n
n
Originadas do subsolo;;
n Nível máx. do lençol frático
Caminhamento acidental ou clandestino das águas pluviais;;
n Juntas das tubulações;;
n Paredes das tubulações;;
n Estrut. dos PV, TIL, TL, CP e EEE.
Quantidade de Esgotos
Infiltrações
n
Quantidade infiltrada;;
æ
æ
æ
n
Materiais empregados;;
Estado de conservação da rede;;
Correto Assentamento das tubulações;;
Características do solo;;
æ
æ
æ
Tipo de solo;;
Permeabilidade do solo;;
Nível do lençol freático
Quantidade de Esgotos
Infiltrações
Quantidade infiltrada;;
n Extensão da rede coletora;;
æ
æ
æ
Unidade (l/s.km);;
Depende das condições locais;;
NBR 9649 – T.I.= 0,05 a 1,0 l/s.km (deve ser justificado)
Quantidade de Esgotos
Infiltrações
Autor
Local S. de Brito
Santos e Recife
A. Netto
SP
SABESP
SP
NBR-­9649
Brasil
Metcalf & Eddy
EUA
Von Sperling
BH
Fontes:Sobrinho -­ 2000, Von Sperling -­ 1995, vol1
Ano TI (l/s.km)
1911
1943
1984
1986
1981
1996
0,1 a 0,6
0,4 a 0,9
0,05 a 0,5
0,05 a 1,0
0,15 a 0,6
0,3 a 0,5
Quantidade de Esgotos
Infiltrações
Qinfil = L x txinfil
txinfil = variável (l/s.Km)
L = extensão da rede coletora (Km)
(l/s)
Quantidade de Esgotos
Vazão de esgotos: Q méd =
Qdméd
+
Qinfilt
+
Qpontual
(l/s)
Pop x QPC x R
86400
L x txinfil
-­ Vazão industrial (l/s)
-­ Vazão estabelecimentos (l/s)
Características dos Esgotos
Esgoto
99,9% água + 0,1% sólidos
Água
esgotos
Sólidos
Fração de sólidos 0,1% é composta de:
-­ sólidos orgânicos e inorgânicos
-­ sólidos suspensos e dissolvidos
-­ microrganismos
Poluição
Tratamento
Características dos Esgotos
Características dos esgotos é função dos usos à qual foi submetida, e que variam com o clima, situação social e econômica e hábitos da população.
Parâmetros de qualidade:
Físicos
Químicos
Biológicos
Definem a qualidade
do esgoto
UNIDADES DE MEDIDAS
Turbidez NTU
Cor mgPt/L
pH 0-­14
Sólidos Sedimentáveis mL/L
Outros Parâmetros g/L ou mg/L
UNIDADES DE MEDIDAS
1 kg/m³ = 1 g/L = 1 mg/mL
1 g/m³ = 1 mg/L 1 kg = 1000g ou 10³g
1 g = 1000 mg ou 103 mg
1 L = 1000 mL ou 103 mL CONCENTRAÇÕES DE SOLUÇÕES
-­
É dada usualmente em termos de massa por volume.
C = M V
Pode ser expressa em g/L, mg/L ou kg/m3
Exemplo: Qual a concentração da solução em que se dissolvem 20 mg de sulfato de alumínio em 1 L de água?
Características dos Esgotos
1) Características físicas dos esgotos domésticos:
Parâmetro
Temperatura
Cor
Odor
Turbidez
-
Descrição
influência na atividade microbiana
influência na solubilidade dos gases
influência na viscosidade do líquido
esgoto fresco: ligeiramente cinza
esgoto séptico: cinza escuro ou preto
esgoto fresco: odor oleoso
esgoto séptico: odor fétido
despejos industriais: odores característ.
grande variedade de sólidos em suspensão
esgotos frescos ou concentrados: maior
turbidez
Fonte: von Sperling, Marcos – Princípio d o trat. b iológico d e águas resid.;; v.1)
Características dos Esgotos
2) Características químicas dos esgotos domésticos:
Parâmetro
Sólidos Totais
-
suspensão
dissolvidos
Descrição
- orgânicos e inorgânicos;
dissolvidos; sedimentáveis
Matéria orgânica
- principais
componentes:
carboidratos e lipídios
* Determinação direta
- COT
- carbono orgânico total
- Medida direta da M.O
* Determinação indireta
- DBO
- DQO
- DBO último
Parâmetro
Descrição
Fonte: von Sperling, Marcos – Princípio d o trat. b iológico d e águas resid.;; v.1)
- nutriente
Nitrogênio total
indispensável
suspensos
e
proteínas,
para
o
* Determinação indireta
- DBO
- DQO
- DBO último
carboidratos e lipídios
Características dos Esgotos
* Determinação direta
- COT
- carbono orgânico total
- Medida direta da M.O
Parâmetro
Nitrogênio total
Descrição
- nutriente
indispensável
para
o
desenvolvimento dos microrganismos no
tratamento biológico
2) Características químicas dos esgotos domésticos:
-
nitrogênio orgânico
amônia
nitrito
nitrato
Fósforo
- nutriente indispensável para o tratamento
- fósforo orgânico
biológico
- fósforo inorgânico
- Fósf. Orgânico: combinado à matéria
orgânica
- Indicador características ácidas ou
pH
básicas
- Indicador da capacidade tampão no meio
Alcalinidade
- – Água
Cloretos Fonte: von Sperling, Marcos
e dejetos
Princípioabastecimento
do trat. biológico de águas
resid.; v.1)humanos
- Fração M.O solúvel em hexanos
Óleos e graxas
Fonte: von Sperling, Marcos – Princípio d o trat. b iológico d e águas resid.;; v.1)
Características dos Esgotos
3) Características biológicas dos esgotos domésticos:
-­ protistas unicelulares
Bactérias
-­ estabilização matéria orgânica
-­ algumas são patogênicas, causando doenças
-­ aeróbios, multicelulares, não fotossintéticos, heterotr.
Fungos
-­ decomposição matéria orgânica
-­ podem crescer em condições de baixo pH
-­ unicelulares s/ parede celular
Protozoários
-­ aeróbia ou facultativa
-­ manutenção de equilíbrio no tratamento biológico
-­ alguns são patogênicos
Características dos Esgotos
3) Características biológicas dos esgotos domésticos:
-­ parasitas: material genético + carapaça de proteína
vírus
-­ causam doenças
-­ difícil remoção no tratamento de água ou de esgoto
helmintos
E-­coli
-­ animais superiores
-­ ovos de helmintos, podem causar doenças
Protozoa
Ovo helminto
Principais parâmetros
ST, SV, SF e Ssed.
Sólidos
SST, SSV, SSF
Nitrogênio
DBO
Matéria orgânica
Contaminação
fecal
Nitrogênio total
amônia
DQO
Coliformes termotolerantes e totais
Ovos de helminto
Fósforo
ortofosfatos
Características dos Esgotos
Sólidos
a) Classificação por tamanho e estado:
-­
sólidos dissolvidos
-­
sólidos suspensão
b) Classificação pelas características químicas:
Sólidos totais
Sólidos voláteis (matéria orgânica)
Sólidos fixos (matéria inorgânica)
Características dos Esgotos
Sólidos
c) Classificação pela decantabilidade
-­
-­
Sólidos sedimentáveis: aqueles que decantam no período de 1 hora. (cone Imhoff)
Sólidos não-­sedimentáveis
Características dos Esgotos
n
Distribuição dos sólidos no esgoto bruto:
Fixos
Suspensão
350mg/L
50mg/L
Voláteis
300mg/L
Totais
1000mg/L
Dissolvidos
650mg/L
Fixos
400mg/L
Voláteis
250mg/L
Características dos Esgotos
Matéria Orgânica
n
n
Substâncias:
-­ compostos de proteínas ( ~ 40%);;
-­ carboidratos ( ~ 25 a 50%);;
-­ gorduras e óleos ( ~ 10%);;
-­ uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e outros.
Classificação:
-­ forma e tamanho;;
-­ biodegradabilidade.
Características dos Esgotos
Matéria Orgânica
n
Importância e problemas que causam:
-­ a M.O é responsável pelo consumo, através dos microorganismos
decompositores, do oxigênio dissolvido na água;;
-­ a DBO retrata o teor de M.O nos esgotos ou no corpo d´água
(indicação do potencial do consumo do oxigênio dissolvido);;
-­ a DBO é um parâmetro de fundamental importância na
caracterização do grau de poluição de um corpo d´água.
Características dos Esgotos
Matéria Orgânica
n
Métodos: Indiretos
-­ Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
> 5 dias
> 20 ºC OD = 7mg/L
OD = 3mg/L
DBO520C = 4 mg/L
Dia = 0
Dia = 5
> DBO = 300mg/L
DBO média de esgoto bruto
DBOu/DBO5 = 1,46 Características dos Esgotos
Matéria Orgânica
n
Métodos: Indiretos
-­ Demanda Química de Oxigênio (DQO)
* Vantagens:
-­ resultado rápido;;
-­ indicação do oxigênio requerido;;
-­ não é afetado pela nitrificação.
* Limitações:
-­ oxidação total;;
-­ taxa de consumo de M.O. X tempo;;
-­ constituintes inorgânicos => interferentes.
Características dos Esgotos
Matéria Orgânica
Relação -­ DQO/DBO5 ~ 1,7 a 2,4
n
relação DQO/DBO5 baixa:
-­ fração biodegradável elevada;;
-­ provável indicação para tratamento biológico.
n
relação DQO/DBO5 elevada:
-­ fração inerte elevada;;
-­ provável indicação para tratamento biológico, dependendo da fração não biodegradável.
Características dos Esgotos
Relação entre os parâmetros de consumo de O2
200
150
100
DBO 5
DBOu
DQO
Características dos Esgotos
n
Método: Diretos
-­ Carbono Orgânico Total (COT)
-­ reduzidas quantidades de M.O.;;
-­ CO2 .
Características dos Esgotos
Nitrogênio
n
Nitrogênio molecular ( N2)
n
Nitrogênio orgânico n
Amônia ( livre -­ NH3 e ionizada -­ NH4+)
n
Nitrito ( NO2-­)
n
Nitrato ( NO3-­)
Características dos Esgotos
Nitrogênio
n
Importância e problemas que causam:
-­ nitrato está associado a doenças como a metahemoglobinemia (síndrome
do bebê azul);;
-­ crescimento de algas e quando em excesso, pode conduzir a
EUTROFIZAÇÂO;;
-­ nitrogênio na forma de amônia livre é diretamente tóxico aos peixes;;
-­ conversão da amônia a nitrito e deste a nitrato, implica no consumo de
oxigênio dissolvido do meio;;
-­ nitrogênio é indispensável p/ o crescimento dos microrganismos
responsáveis pelo tratamento de esgotos.
Características dos Esgotos
Nitrogênio
Condição
Esgoto bruto
Forma predominante do nitrogênio
- Nitrogênio orgânico
- Amônia Poluição recente em curso d'água
- Nitrogênio orgânico
- Amônia Estágio intermediário da poluição em um curso - Nitrogênio orgânico
d'água
- Amônia
- Nitrito (em menores conc.)
- Nitrato Poluição remota em curso d'água
- Nitrato
Efluente de tratamento sem nitrificação
- Amônia
Efluente de tratamento com nitrificação
- Nitrato
Efluente de tratamento com
- Concentrações reduzidas
nitrificação/desnitrificação
de todas as formas
Fonte: von Sperling,
Marcos – Princípio do trat. biológico de águas resid.; v.1)
Características dos Esgotos
Nitrogênio
NTK
NT
=
=
Amônia
NTK
+
Norg
+
NO2-
+
NO3-
NH3
NH4+
pH
0
8
Fonte: von Sperling, Marcos – Princípio do trat. biológico de águas resid.; v.1)
9,5
11
14
Características dos Esgotos
Fósforo
n
Ortofosfatos
-­ pH
-­ PO43-­, HPO42-­, H2PO4-­, H3PO4.
n
Polifosfatos
-­ hidrólise
n
Fósforo orgânico
Características dos Esgotos
Fósforo
n
Importância e problemas que causam:
-­ indispensável para o crescimento de algas e, quando
em elevadas concentrações pode conduzir a
EUTROFIZAÇÂO;;
-­ nutriente essencial para o crescimento dos
microrganismos responsáveis pela estabilização da M.O;;
-­ não apresenta problemas de ordem sanitária nas
águas de abastecimento.
Características dos Esgotos
Contaminação
fecal
Bactérias do grupo coliformes.
Estudo feito com organismos indicadores de contaminação fecal
Bactérias
Bactérias Intestinais
Patogênica
Grupo
coliformes
CT
CTermot
EF
Características do grupo Coliformes
n
n
n
Contaminação
fecal
Apresentam-­se em grande quantidade apenas nas fezes humanas e de animais de sangue quente.
Apresentam resistência similar à maioria das bactérias patogênicas intestinais. As técnicas são rápidas e econômicas.
Características dos Esgotos
Relações entre concentração, vazão e carga diária Carga (kg/d) = população (hab) x carga per capita (g/hab.d) x 10-­3 (g/kg)
Carga (kg/d) = vazão (m3/d) x concentração (g/m3) x 10-­3 (g/kg)
Concentração (g/m3) = Carga (kg/d) x 10-­3 (g/kg) : vazão (m3/d) NORMA ABNT 12.209/2011
Parâmetro
Carga per capta (g/hab.d)
DBO5
45 a 60
DQO
90 a 120
SS
45 a 70
N_total
8 a 12
P_total
1,0 a 1,6
Características Microbiológicas
Diretos
•
•
•
•
Protozoários,
Helmintos,
Bactérias patogênicas,
Vírus,
Indiretos
•
•
•
•
•
Coliformes totais, Coliformes fecais,
E. coli ,
Estreptococos fecais,
Outros,
Características Microbiológicas
Esgoto bruto:
Microorganismo
Contribuição per capta (org/hab.d)
Concentração (org/100ml)
Bactérias totais
1012 – 1013
109 – 1010
Coliformes totais
109 – 1012
106 – 109
Coliformes fecais
108 – 1011
105 – 108
Estreptococos fecais
108 – 109
105 – 106
Cistos de protozoários
< 106
< 103
Ovos de helmintos
< 106
< 103
105 – 107
102 – 104
Vírus
Fonte: Adaptado de Von Sperling (1996)
Cryptosporidium parvum
enterovirus
e-­coli33kb
Entamoeba
Variações Qualititativas
Aspecto Sócio Econômico
Correlação DBO5 x Nº Salários (RMBH -­ MG) DBO5 (mg/l)
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
Nº salarios mínimos
Fonte: Von Sperling (1996)
Variações horárias
Fonte: Metcalf e Eddy (1991)
Variações Qualititativas
Fonte: Metcalf e Eddy
(1991)
QUALIDADE DAS ÁGUAS E NORMAS DE LANÇAMENTO DE EFLUENTES
Ricardo Franci Gonçalves
Eng. Civil e sanitarista, D.Ing.
UFES e Fluxo Ambiental Ltda. EPP.
Fontes
Fontespoluidoras
poluidoras da água
ü Esgotos domésticos.
ü Esgotos industriais.
ü Resíduos sólidos.
ü Pesticidas, fertilizantes e detergentes.
ü Carreamento de partículas do solo.
ü Percolação do chorume dos depósitos de lixo.
Fontes poluidoras da água
Poluição pontual
Poluição difusa
Técnicas de controle da poluição das águas
æ Implantação de sistemas de coleta e
tratamento de esgotos.
æ Controle de focos de erosão.
æ Recuperação e revitalização de cursos d’água.
æ Controle da retirada de água dos cursos d’água.
æ Controle dos usos e ocupação do solo.
æ Remoção de sedimentos e macrófitas (lagos e
represas).
Foco das normas de controle
Impactos gerados pelo
lançamento de esgoto nos cursos d´água
Estabelecimento de legislações adequadas p/ proteção do meio ambiente e cursos d´água
Pontos de interesse
Pontos de interesse dos países em desenvolvimento na
implementação de padrões de lançamento de efluentes:
-­ problemas típicos ao estabelecer e implementar os padrões;;
-­ construção do tratamento em etapas e
-­ necessidade do desenvolvimento institucional
Fonte: Von Sperling, M; Chernicharo, C.A L, Urban Water 4 (2002) 105 -114
Concentração efluente
Qualidade dos efluentes x Padrões de Lançamento
Concentração Observada
Concentração
Efluente
Períodos de
não atendimento aos padrões
Período de não conformidade
Objetivo: satisfazer
o padrão
Efluente final
Padrão
Padrão
Tempo
Países Desenvolvidos
Tempo
Países em Desenvolvimento
Fonte: Von Sperling, M; Chernicharo, C.A L, Urban Water 4 (2002) 105 -114
Concepção da implantação do tratamento de efluentes
Concentração do
Poluente
Sem Tratamento
(situação atual)
Violação aos padrões
Grandes investimentos concentrado e tardio
Padrão
Tratamento Completo
(Situação Futura)
Anos
Construção do tratamento em uma única etapa
Fonte: Von Sperling, M; Chernicharo, C.A L, Urban Water 4 (2002) 105 -114
Concepção da implantação do tratamento de efluentes
Tratamento Intermitente
(situação temporária)
Pequena violação dos padrões
Concentração do
Poluente
Distribuição com menor esforço
Tratamento Completo
(Situação Futura)
Padrão
Anos
Construção do tratamento em etapas c/ melhoria gradual da qualidade do efluente
Fonte: Von Sperling, M; Chernicharo, C.A L, Urban Water 4 (2002) 105 -114
Vantagens da implantação gradual
_ Construção em estágios leva a um valor presente menor do que
em um único estágio
_ As medidas de controle de poluentes são mais apropriadas ao
investimento gradual
_ Custo-­benefício do 1º estágio é mais favorável do que em estágios subseqüentes
_ Melhoria da operação sem fazer necessariamente expansão física
_Conhecimento da operação do sistema implantado no 1º estágio, conduzirão ao estabelecimento de padrões mais apropriados.
Parâmetros físicos-­químicos e biológicos mais relevantes dos efluentes
DBO
SST
Amônia
Ovos de Helmintos
ETE
Nitrogênio Total
DQO
Coliforme Fecal
Fósforo
Total
Algumas definições
Corpo d’água: massa de água, subterrânea ou de
superfície existente em lugar determinado, podendo sua
quantidade variar ao longo do tempo;;
Corpo receptor: local de recebimento dos efluentes
tratados de uma fonte poluidora;;
Bacia hidrográfica:
território drenado por um curso d’água e seus tributários;;
Algumas definições
Classificação: qualificação das águas doces, salobras e
salinas, com base nos usos preponderantes;;
Enquadramento:
estabelecimento
do
nível
de
qualidade (classe) a ser alcançado e/ou mantido em
um segmento de corpo d’água ao longo do tempo;;
Algumas definições
Efluentes:
toda espécie de
resíduos líquidos gerados por
fonte poluidoras e lançadas
direta ou indiretamente na rede
coletora de esgoto ou corpos
receptores
através
de
canalizações
públicas
ou
privadas, bem como por outro
dispositivo
de
transporte
próprio ou de terceiros;;
Algumas definições
Padrões de lançamentos de efluentes:
os limites e/ou condições de indicadores específicos e
teores máximos de elementos ou substâncias
potencialmente prejudiciais, exigidos para atender aos
níveis de qualidade;;
Poluição natural:
tipo de poluição não associada à
atividade humana, causada por chuvas
e escoamento superficial, salinização,
decomposição de vegetais e animais
mortos;;
Algumas definições
Fonte Poluidora: Pessoa Física ou Jurídica,
de direito público ou privado, responsável
direta ou indiretamente por atividade
causadora de degradação da qualidade
ambiental.
Sistema público de esgoto:
a coleta, o
tratamento e a disposição final do esgoto
sanitário.
Padrões de Qualidade das águas e normas de lançamento
-­ embasados por um suporte legal
-­ devem ser cumpridos, por força de legislação
-­são função do uso previsto p/ a água
Padrões de interesse da Engª Ambiental:
-­ padrões de lançamento no corpo receptor;;
-­ padrões de qualidade do corpo receptor;;
-­ padrões de potabilidade e
-­ padrões de balneabilidade
Conforme o uso a que
se destina a água
Padrões de Qualidade das águas e normas de lançamento
Padrões de
Qualidade
Lançamento de
efluentes no corpo
receptor
Qualidade das
águas do corpo
receptor
Padrões de
Potabilidade
Legislação Federal
•
CONAMA 357/05
• CONAMA 357/05
•
Portaria 1469/00 –
Ministério da Saúde
Outras Legislações
Legislação estadual:
Ex: COMDEMA,
Sabesp,
Feema, etc.
Legislação internacional:
Ex: Directiva 91/271/CEE
-
Legislação estadual:
Ex: Resolução
Sabesp
SS 293/96 -
Legislação internacional:
Ex: Directiva 98/83/CE
Padrões de
Balneabilidade
Lodo de
ETE´s
ETA´s
•
CONAMA 274/00
• NBR 10.004 –
Classificação dos
Resíduos Sólidos
• Decreto-lei 446/91, 22/11
Legislação internacional:
Ex: Directiva 76/160/CEE
Legislação internacional:
Ex: Directiva 86/278/CEE
LEGISLAÇÃO FEDERAL
CONAMA n° 357 de 17.03.05.
Capítulo I -­ definições, II -­ Classificação dos corpos de água
(doces, salinas e salobras), III – Condições e padrões de qualidade das
IV – Condições e padrão de
águas (doces, salinas e salobras), V – Diretrizes ambientais para
lançamento de efluentes, enquadramento e VI – Disposições gerais e transitórias da Resolução
CONAMA n° 357 de 17.03.05.
Parâmetro
Cor Turbidez
Sabor e odor
Temperatura
Material flutuante
Óleos e graxas
Corantes artificiais
pH
DBO5
DQO
OD
Sólidos em suspensão
Coliformes totais
Coliformes fecais
Alumínio
Amônia livre
Amônia total
Arsênio
Bário
Cianetos
Chumbo
Cloretos
Cloro residual
Cobalto
Estanho
Ferro solúvel
Fluoretos
Fosfato total
Mercúrio
Níquel
Nitrato
Nitrito
Prata
Sólidos dissolvidos totais
Sulfatos
Unidade
Padrão para Corpo d`'Agua Classe
1
2
3
4
uH
30
75
75
-­
uT
40
100
100
-­
-­
VA
VA
VA
-­
o
-­
-­
-­
-­
C
-­
VA
VA
VA
VA
-­
VA
VA
VA
*
-­
VA
VA
VA
-­
-­
6,0 A 9,0 6,0 A 9,0 6,0 A 9,0 6,0 A 9,0
mg/l
3
5
10
-­
mg/l
-­
-­
-­
-­
mg/l
>=6
>=5
>=4
>=2
mg/l
-­
-­
-­
-­
org/100ml
1000
50000
200000
-­
org/100ml
200
1000
4000
-­
mgA/l
0,1
0,1
0,1
-­
0,02
0,02
-­
-­
mgNH3/l
mgN/l
-­
-­
1
-­
mgAs/l
0,05
0,05
0,05
-­
mgBa/l
1
1
1
-­
mgCN/l
0,01
0,01
0,2
-­
mgPb/l
0,03
0,03
0,05
-­
mgCl/l
250
250
250
-­
mgCl/l
0,01
0,01
-­
-­
mgCo/l
0,2
0,2
0,2
-­
mgSn/l
2
2
2
-­
mgFe/l
0,3
0,3
5
-­
mgF/l
1,4
1,4
1,4
-­
mgP/l
0,025
0,025
0,025
-­
mgHg/l
0,0002
0,0002
0,002
-­
mgNi/l
0,025
0,025
0,025
-­
mgN/l
10
10
10
-­
mgN/l
1
1
1
-­
mgAg/l
0,01
0,01
0,05
-­
mg/l
500
500
500
-­
mgSo4/l
250
250
250
-­
Padrão de Lançamento
-­
-­
-­
40
ausentes
*
-­
5,0 A 9,0
*
8
-­
*
-­
-­
-­
-­
5
0,5
5
0,2
0,5
-­
-­
-­
4
15
10
-­
0,01
2
-­
-­
0,1
-­
-­
Resolução CONAMA n 430 – 2011 à Seção III - das Condições e Padrões
para Efluentes de Sistemas de Tratamento de Esgotos Sanitários
Art. 21. Para o lançamento direto de efluentes oriundos de sistemas de
tratamento de esgotos sanitários deverão ser obedecidas as
seguintes condições e padrões específicos:
I - Condições de lançamento de efluentes:
a) pH entre 5 e 9;
b) temperatura: inferior a 40°C, sendo que a variação de temperatura
do corpo receptor não deverá exceder a 3°C no limite da zona de
mistura;
c) materiais sedimentáveis: até 1 mL/L em teste de 1 hora em cone
Inmhoff. Para o lançamento em lagos e lagoas, cuja velocidade de
circulação seja praticamente nula, os materiais sedimentáveis
deverão estar virtualmente ausentes;
Resolução CONAMA n 430 – 2011 à Seção III - das Condições
e Padrões para Efluentes de Sistemas de Tratamento de
Esgotos Sanitários
d) Demanda Bioquímica de Oxigênio-DBO 5 dias, 20°C:
máximo de 120 mg/L, sendo que este limite somente
poderá ser ultrapassado no caso de efluente de sistema de
tratamento com eficiência de remoção mínima de 60% de
DBO, ou mediante estudo de autodepuração do corpo
hídrico que comprove atendimento às metas do
enquadramento do corpo receptor.
e) substâncias solúveis em hexano (óleos e graxas) até 100
mg/L; e
f) ausência de materiais flutuantes.
Resolução CONAMA n 430 – 2011 à Seção III - das Condições
e Padrões para Efluentes de Sistemas de Tratamento de
Esgotos Sanitários
d) Demanda Bioquímica de Oxigênio-DBO 5 dias, 20°C:
máximo de 120 mg/L, sendo que este limite somente
poderá ser ultrapassado no caso de efluente de sistema de
tratamento com eficiência de remoção mínima de 60% de
DBO, ou mediante estudo de autodepuração do corpo
hídrico que comprove atendimentoIMPORTANTE
às metas do
enquadramento do corpo receptor.
e) substâncias solúveis em hexano (óleos e graxas) até 100
mg/L; e
f) ausência de materiais flutuantes.
Normas de lançamento
Resumo das principais legislações
Parâmetro
Cor
Odor
Óleos e Graxas
PH
DBO5
DQO
Sólidos em suspensão
Unidade
Brasil Vitória Rio Grande Rio de Conama COMDEMA
do Sul
Janeiro
mgPt/l
-­
-­
-­
mg/l
-­
50
5 a 9
mg/l
-­
mg/l
-­
mg/l
-­
Ausente
-­
Ausente
Livre
Ausente
-­
20
10
20
6 a 9
6 a 8
5 a 9
Efic. > 90% Variável (1) E > 90% (*)
120 a 20
(*)
Variável(1) 360 a 100
200
-­
100
Variável(1) 120 a 40
-­
São Paulo
Minas Gerais
-­
-­
-­
-­
100
5 a 9
20
6,5 a 8,5
60
60
-­
90
-­
Méd =60 Máx= 100
Fonte: CONAMA 357, COMDEMA 02(1991), Giordano (2001)
(*) ETEs de capacidade maior que 1000 EH. (1)
Função do porte da ETE.
Legislações Estaduais / Padrões de lançamento
Legislação
CONAMA 20/86
AL (1985)
GO (1978)
MS (1997)
MG (1986)
PB (1988)
RS (1989)
SC (1981)
SP (1976)
DBO5
Conc
Efic
(mg/l)
mín
(%)
-­
-­
DQO
(mg/l)
SS
(mg/l)
N total
(mg/l)
P total
(mg/l)
-­
-­
-­
-­
CF
(NMP/
100
ml)
-­
60
60
60
60
60
Variáv
60
60
150
-­
-­
90
-­
Variáv
-­
-­
-­
-­
-­
60
-­
Variáv
-­
-­
-­
-­
-­
-­
10(*)
10
10(*)
-­
-­
-­
-­
-­
1(*)
1
1(*)
-­
-­
-­
-­
-­
-­
3.000
-­
-­
-­
80
-­
85
80
-­
80
80
(*) Para lançamentos em trechos de corpos d’água contribuintes de lagos, lagoas e represas
Normas de lançamento
Padrões microbiológicos de balneabilidade e corpos d´água
Local
Norma
Brasil
Resolução CONAMA 274 -­ 2000
EUA
Várias (USEPA, 2001)
Categoria ou Uso designado
Critério (*)
Coliformes fecais: 250 NMP/100ml
Excelente
E. coli: 200 NMP/100ml
Enterococos: 25 NMP/100ml
Coliformes fecais: 500 NMP/100ml
Muito boa
E. coli: 400 NMP/100ml
Enterococos: 50 NMP/100ml
Coliformes fecais: 1000 NMP/100ml
Satisfatória
E. coli: 800 NMP/100ml
Enterococos: 100 NMP/100ml
Recreação Coliformes fecais: 200 UFC/100ml
Primária e E. coli: 126 UFC/100ml
Enterococos: 33 a 35 UFC/100ml
Secundária
Pesca Coliformes totais: 70 UFC/100ml
(mariscos)
Coliformes fecais: 14 UFC/100ml
Coliformes totais: 100 UFC/100ml
Manancial de Coliformes fecais: 20 UFC/100ml
água potável
E. coli: 10 a 50 UFC/100ml
(*) geralmente média geométrica de 80% da amostras
Normas de lançamento
Padrões de qualidade microbiológica de águas residuárias
recomendadas pela OMS p/ reúso na agricultura
(1)
Nematelmintos Coliformes fecais – intestinais1 – média geométrica média aritmética do NMP/100ml
do nº de ovos
Categoria
Condições de Reúso
A
Irrigação de culturas ingeridas cruas, campos de esporte e parques públicos
< 1 ovo/litro
< 1000NMP/100ml
B
Irrigação de cereais, culturas industriais, forrageiras, pastagens e árvores
< 1 ovo/litro
Nenhum padrão recomendado
C
Irrigação localizada de cultura na categoria B, quando agricultor e público em geral não são expostos a riscos
Não aplicável
Não aplicável
Espécies Ascaris, Trichuris, Ancilostoma e Necator / Fonte: (Adaptado Felizatto, 2001)
Autodepuração de corpos d´água
Autodepuração : restabelecimento do equilíbrio no meio aquático, por mecanismos essencialmente naturais, após as alterações induzidas.
Objetivos:
-­ utilizar capacidade de assimilação dos rios;;
-­ impedir o lançamento de despejos acima do que possa suportar o corpo d’água.
Determinação: modelagem matemática Perfil obtido para OD no corpo receptor Córrego
Água Fria a partir de Modelo de Streeter-Phelps.
(Efluente Secundário – ETE Água Fria – São
Carlos/SR – 25.000 hab.)
Impactos do lançamento de esgotos
nos corpos d’água
Mistura de poluentes
Cmistura = concentração do poluente no
ponto de mistura (mg/L ou g/m3).
Crio
= concentração do poluente no
corpo receptor, imediatamente a
montante do ponto de lançamento do
despejo (mg/L ou g/m3).
Cesgoto = concentração do poluente no
esgoto (mg/L ou g/m3).
Qrio
= vazão do corpo receptor (L/s ou
m3/s).
Qesgoto = vazão do esgoto (L/s ou m3/s).
Impactos do lançamento de
esgotos nos corpos d’água
Qual a concentração de DBO no ponto de mistura?
Impactos do lançamento de esgotos nos
corpos d’água
Curva de depressão de oxigênio em diversas condições de autodepuração
Curva de depressão de oxigênio em diversas condições de autodepuração
Curva de depressão de oxigênio em diversas condições de autodepuração
Sistemas
DBO (mg/l)
100 80 60 40
20
DQO (mg/l)
SS (mg/l)
200 150 100 90 60 30
Lagoa facultativa
Lagoa anaeróbia + lagoa facultativa
Lagoa aerada facultativa
Lagoa estabilização + lagoa alta taxa
Lagoa estabilização + remoção alga
Infiltração baixa taxa
Infiltração rápida
Tanque séptico + filtro anaeróbio
Tanque séptico + infiltração
Reator UASB
Reator UASB + lodo ativado
Reator UASB + B.F
Reator UASB + filtro anaeróbio
Reator UASB + filtro biológico percolador
Reator UASB + lagoa maturação
Lodo ativado convencional
Lodo ativado c/ remoção biológica de N
Lodo ativado c/ remoção biológica N/P
Lodo ativado + filtração terciária
Filtro biológico percolador baixa taxa
Filtro biológico percolador alta taxa
Biofiltro aerado submerso
B. F c/ remoção biológica de N
Biodisco
Fonte: von Sperling, M; Chernicharo, C.A L, Urban Water 4 (2002) 105 -114
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