Sistema de Esgotamento Sanitário e Pluvial Introdução ao Tratamento e ao Póstratamento de Esgotos Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - UFMG ALTERNATIVAS SIMPLIFICADAS PARA O TRATAMENTO DE ESGOTOS • Sistemas não mecanizados • Sistemas de fácil operação e de baixo custo • Sistemas com baixa produção de lodo Principais alternativas • Sistemas anaeróbios (reatores de manta de lodo ou reatores UASB) • Sistemas combinados (reator UASB + póstratamento) Sistemas Anaeróbios X Sistemas Aeróbios Biogás (70 a 90%) Matéria Orgânica (100% DQO) CO2 (40 a 50%) Efluente (10 a 30%) Reator Anaeróbio Lodo (5 a 15%) Reator Aeróbio Efluente (5 a 10%) Lodo (50 a 60%) Aproveitamento Energético do Biogás? Baixa Produção de Lodo! Reciclagem dos Biossólidos? Atendimento à Legislação Ambiental? Tecnologias Simplificadas: Sistemas Anaeróbios Características dos Sistemas Anaeróbios Vantagens Maior Simplicidade Operacional: Não há fornecimento de oxigênio (s/ aeração) • Pouca dependência de operadores qualificados • Fluxograma simplificado, havendo poucas unidades integrando a estação de tratamento Menor Custo de Operação e Manutenção: Baixa produção de lodo Lodo mais concentrado e melhores características de desidratação • Pouca dependência de equipamentos • Menor consumo energético • Menos inconvenientes com manuseio, acondicionamento e transporte de lodo Menor Custo de Implantação: • Baixo requisito de área • Pouca ou nenhuma demanda por equipamentos p/ aeração ou desidratação Aplicabilidade Grandes Centros Urbanos Pequenas Comunidades Sistemas Descentralizados Tecnologias Simplificadas: Sistemas Anaeróbios Há necessidade de Pós-Tratamento ? Esgoto Bruto Eficiências Típicas p/ Remoção de Poluentes (Afluente) Matéria Orgânica 350 mg DBO/L Nutrientes 30 mg NH3/L Microrganismos 105 ~ 108 CF /100mL 40 a 85% Baixa ou Nula Baixa ( 1 log) Esgoto Tratado Legislação Ambiental (Padrão de Lançamento) (Efluente) Matéria Orgânica 60 mg DBO/L ou 40~160 mg DBO/L Eficiência > 60% Nutrientes 30 mg NH3/L 5 mg NH3/L Microrganismos 104 ~ 107 CF /100mL Não existe Alternativas de Pós-Tratamento Contempladas no PROSAB 1- Pós-tratamento por aplicação no solo Vala de filtração, Infiltração rápida, Irrigação subsuperficial, Escoamento superficial; 2- Pós-tratamento por lagoas Lagoa de polimento, Lagoa de alta taxa de produção de algas; 3- Pós-tratamento por sistemas com biofilme Biofiltro aerado submerso, Reator aeróbio radial de leito fixo, Reator de leito granular expandido, Leito fluidizado aeróbio, Filtro biológico percolador, Filtro anaeróbio; 4- Pós-tratamento por sistemas de lodos ativados Sistema de lodos ativados convencional, Sistema de reatores sequenciais em batelada; 5- Pós-tratamento por sistemas de flotação Microaeração e flotação, Flotação por ar dissolvido; 6- Pós-tratamento por sistemas de filtração Filtração ascendente em leito de pedregulho; 7- Pós-tratamento por sistemas de desinfecção Fotorreator de radiação UV; 8- Desodorização do biogás em biofiltros Biofiltro de turfa; SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Lagoas de Polimento SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Lagoas de Polimento SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Aplicação no Solo SISTEMAS COMBINADOS: Reator UASB + Aplicação no Solo Características Típicas dos Principais Sistemas de Tratamento de Esgotos Sistema de tratamento Lagoas sem aeração Disposição no solo Sistemas anaeróbios Lagoas com aeração Reatores com biofilmes Lodos ativados Fonte: Von Sperling (1996) Eficiência na remoção (%) Matéria Patógenos orgânica 80 – 90 60 – 99,9 85 – 99 90 – 99 60 – 90 60 – 90 70 – 90 60 – 99 80 – 95 60 – 90 85 – 98 60 –90 Requisitos Custos Área Potência (US$/hab) (m2/hab) (W/hab) 1,5 – 5,0 10 – 30 1 – 50 5 – 20 0,05 – 0,4 20 – 80 02 – 2,5 1 – 1,7 10 – 30 0,05 – 0,7 0,2 – 3,0 40 – 120 0,2 – 0,35 1,5 – 4,0 40 – 120 Ocorrências de microrganismos nos esgotos brutos e remoções esperadas no tratamento Microrganismo Contribuição per capita Concentração (org/hab.d) (org/100 ml) 9 12 Coliformes totais 10 a 10 106 a 109 Coliformes fecais 108 a 1011 105 a 108 Estreptococos fecais 108 a 109 105 a 106 Cistos de protozoários < 106 < 103 Ovos de helmintos < 106 < 103 Vírus 105 a 107 102 a 104 Fonte: Adaptado de VON SPERLING (1995) e ARCEIVALA (1981) Microrganismos Tratamento primário (%) Coliformes totais < 10 Coliformes fecais 35 Shigella sp. 15 Salmonella sp. 15 Escherichia coli 15 Vírus < 10 Entamoeba histolytica 10 a 50 Ovos de helmintos 50 a 90 Fonte: Adaptado de USEPA (1986) Tratamento secundário (%) 90 a 99 90 a 99 91 a 99 96 a 99 90 a 99 76 a 99 10 70 a 99 Sistemas de Desinfecção • lagoas de maturação/polimento • pequenas profundidades; • radiação solar, elevado pH. • disposição no solo • cloração • subprodutos corrosivos e tóxicos; • elevadas dosagens. • escapa para a atmosfera; • ozonização • oxidante mais forte. • não há geração de subprodutos; • radiação UV • requer áreas pequenas. Subprodutos Sólidos do Tratamento de Esgotos lodo primário areia escuma material gradeado lodo secundário Destinação Final dos Subprodutos Sólidos areia material gradeado escuma aterro Etapas do Tratamento do Lodo adensamento: remoção de umidade estabilização: remoção de matéria orgância condicionamento: preparação para desidratação desidratação: remoção de umidade disposição final Tratamento do Lodo Lodo biológico (secundário) já estabilizado • adensadores • leitos de secagem • aplicação no solo • aterramento Tratamento do Lodo • lodo primário • lodo secundário não estabilizado ESTABILIZAÇÃO • aplicação no solo • desidratação mecânica • aterramento • leitos de secagem Estabilização do Lodo Digestores Reuso do Lodo lodo tratamento higienização reuso na agricultura Por que higienizar o lodo? • Principais patógenos que colocam em risco a saúde humana e animal: – Ovos de helmintos, bactérias e cistos de protozoários • Fatores relacionados à sua disseminação: – Ampla distribuição geográfica; – Alta frequência de parasitismo na população mundial e tempo de sobrevivência no meio externo (ovos de Ascaris sp podem sobreviver até 7 anos no solo); – Baixa dose infectante (ovo ou cisto é suficiente para contaminar o hospedeiro). Por que higienizar o lodo? • Organismos patogênicos mais encontrados nas fezes humanas nos países tropicais: – Helmintos intestinais • 70 milhões de brasileiros apresentam doenças causadas por A. lumbricoides (Campos, 1988) • 1 bilhão de pessoas infectadas por A. Lumbricoides em todo o mundo (WHO, 1984. citado por Neves, 2000) • Uma fêmea de A. lumbricoides pode eliminar 200 mil ovos ou mais por dia • Grande quantidade de ovos + condições sanitárias precárias + fatores ambientais = Disseminação da Ascaridíase. Higienização do Lodo • caleação • temperatura • compostagem