SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS ESGOTOS
Exercício . 1
Calcula o equivalente populacional (EP) de uma industria que possuem
os seguintes dados:
Vazão = 120 m3/d
Concentração de DBO = 2000 mg/L
Contribuição per capita = 0,054 Kg/hab.dia
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CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS ESGOTOS
Exercício . 2
Qual o equivalente populacional da empresa D´AVO, que trabalha com
abate de frango e cuja concentração é da ordem de 34.500 mg/L e uma
vazão de 400.000 L/d. sendo que a mesma esta inserida dentro do
município de Várzea Paulista, cuja população é de 300.000 habitantes,
e cuja per capita é de 42g/hab.d. Haverá impacto significativo com esta
cidade se este fluente for lançado in-natura no córrego pinheirinho que
tem uma vazão que corresponde a 150 m3/h e a concentração igual a 5
mg/L?
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CARACTERIZAÇÃO QUANTITATIVA DOS ESGOTOS
Exercício 3:
• Um matadouro abate 60 cabeças de gado e 100 porcos por dia. Dar as
características estimadas do efluente quanto à:
a)Carga de DBO produzida
b)Equivalente Populacional (EP)
c)Vazão de esgotos
Sendo que:
Para abater 1 boi/2,5 porcos necessita-se de: 0,5 – 3 m3/unid de água
É produzido:
0,5 – 5 kg/unid de DBO
1.000 - 5.000 (mg/L) de concentração
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
Parâmetros de qualidade
- Esgotos domésticos contêm aproximadamente 99,9% de água
- 0,1% - sólidos orgânicos e inorgânicos, suspensos e dissolvidos e
microrganismos
- Tradução do caráter ou potencial poluidor do despejo
- Necessidade de tratamento dos esgotos
- Utilização de parâmetros indiretos
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
Parâmetros de qualidade
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
PARÂMETROS DE CONTROLE DE PROCESSOS - ETE ARRUDAS
Data:
LABORATÓRIO FÍSICO/QUÍMICO - ETE ARRUDAS - 2005
DETERMINAÇÕES
UNID
E.B
A
A.D.P
B
C
Temperatura
26
25
DBO
mg/l
162
126
DQO
mg/l
378
270
pH
7,3
7,1
Sól. Sediment.
ml/lxh
3,5
1,8
Sól. totais
mg/l
517
494
Sól. totais fixos
mg/l
267
255
Sól. totais volát.
mg/l
250
239
Sól. Susp. totais
mg/l
192
74
Sól. susp. fixos
mg/l
68
19
Sól. susp. volát.
mg/l
124
55
Umidade
%
99,95
99,95
Alcal. ác. volát.
mg/l
Acidez volátil
mg/l
Alcal. total
mg/l
150
Rel. acid/alcal.
Acidez
mg/l
16
Cloretos
mg/l
47
Sulfetos
mg/l
0,02
Óleos e graxas
mg/l
104
47
N.T.K
mg/l
33
38
Nit. Amoniacal
mg/l
20
30
Nit. Orgânico
mg/l
13
8
Densidade
g/ml
Lodo decantado
ml/l
Índice de lodo
ml/g
Nitrato
mg/l
Fenóis
mg/l
Fósforo total
mg/l
A.T.A
mg/l
Sulfato
mg/l
Oxigênio
09:00 mg/l
Dissolvido
15:00 mg/l
Frequência de Análises
S - AC Qz - AS
A - Esgoto bruto
B - Afluente do Decantador Primário
C - Efluente do Decantador Primário
D - Lodo Primário
E - Afluente do Adensador
Obs.:
E.D.P
C
26
120
261
7,2
2,5
454
249
205
92
28
64
99,95
L.P
D
A.Ad
E
E.Ad
F
L.Ad
G
L.Dig 1
H
L.Dig 3
I
L.Dig 4 R.L.A 1 R.L.A 2
J
K
L
L.Rec
M
L.D.S
N
Líq.C.
O
06-jan-05
L.Desid.
P
25
26
25
26
27
27
26
26
26
27
27
5,9
6,8
7,0
6,4
7,2
7,1
6,8
6,8
6,9
7,2
7,4
61.100
22.792
38.308
5.469
1.800
3.669
232
93
139
23.300
6.677
16.623
19.400
8.415
10.985
17.500
8.064
9.436
26.629
12.912
13.717
432
######
97,34
99,96
77,32
2.876
858
2.018
93,89
99,45
99,98
97,67
98,06
149
149
2.310
0,06
2.990
912
2.078
5.620
98,25
147
147
2.350
0,06
E.F
Q
26
24
61
7,2
<0,2
308
226
82
30
11
19
99,97
100
19
46
<0,02
79
17
13
4
66
41
31
10
0,79
Qz - AS
FGHI J -
D - AS
D - AS
Efluente do Adensador
Lodo Adensado
Lodo Digerido - 1
Lodo Digerido - 3
Lodo Digerido - 4
D - AS
D - AS
KLMNO-
D - AS
D - AS
D - AS
Reator Lodo Ativado - 1
Reator Lodo Ativado - 2
Lodo Recirculado
Lodo Disgestor Secundário
Líquido Centrado
250
87
290
97
860
153
0,9
0,7
D - AS
1,2
1,3
D - AS
0,6
D - AS
P - Lodo Desidratado
Q - Efluente Final
5,1
D - AS
D - AS
D - AS
S - AC
S - Semanal
D - Diário
Qz - Quinzenal
M - Mensal
AS - Amostra simples
AC - Amostra composta
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
Principais parâmetros
-Sólidos
-Indicadores de matéria orgânica
-Nutrientes
- Indicadores de contaminação fecal
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
• Classificação por tamanho e estado
sólidos em suspensão
sólidos dissolvidos
• Classificação pelas características químicas
sólidos voláteis
sólidos fixos
• Classificação pela sedimentabilidade
sólidos em suspensão sedimentáveis
sólidos em suspensão não sedimentáveis
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
Classificação pelo tamanho
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
Classificação pelo tamanho
• Separação feita através de filtração
Membrana com porosidade entre 0,45 e 1,2 pm
Sólidos retidos — em suspensão (particulados)
Sólidos que passam — dissolvidos (solúveis)
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
Aparelho de filtração
Estufa de secagem
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
Classificação pelas características químicas
• Sólidos submetidos a temperaturas de 500 °C
Fração orgânica oxidada (volatilizada)
Permanência da fração inerte (não oxidada)
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
Classificação pela sedimentabilidade
Valor expresso em mL/L — Cone Imhoff
SÓLIDOS
SEDIMENTÁVEIS
(30 mm)
CONE IMHOFF
(1 hora
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
SÓLIDOS
Distribuição típica no esgoto doméstico bruto
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
MATÉRIA ORGÂNICA
• Mistura heterogênea de compostos orgânicos
Compostos de proteínas (40% a 60%)
Carboidratos (25% a 50%)
Gorduras e óleos (8% a 12%)
Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas, metais e outros (menor quantidade)
“Causadora do principal problema de poluição
nos corpos d’água”
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
MATÉRIA ORGÂNICA
Distribuição no esgoto bruto
Classificação quanto à forma e tamanho
• em suspensão (particulada)
• dissolvida (solúvel)
Classificação quanto à biodegradabilidade
• inerte (não biodegradável)
• biodegradável
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
MATÉRIA ORGÂNICA
Métodos de determinação
Métodos indiretos: medição do consumo de oxigênio
•Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5)
•Demanda Ultima de Oxigênio (DBO)
•Demanda Química de Oxigênio (DQO)
Métodos diretos: medição do carbono orgânico total
•Carbono Orgânico Total (COT)
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CARACTERIZAÇÃO QUALITATIVA DOS ESGOTOS
MATÉRIA ORGÂNICA
Métodos de determinação
Conceitos de OD
A existência de oxigênio dissolvido nas águas (OD), é uma necessidade
fundamental para a subsistência da vida aquática. A maioria das espécies de
peixes necessita de pelo menos 3 mg O2 dissolvido por L de água para
sobreviver
- A 20 – 25 oC - níveis máximos de OD na água - de 8 a 7 mg/L.
- Aumento de temperatura - diminuição na solubilidade de O2 na água
- Temperatura de ebulição – O2 = zero.
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Conceitos de OD, DQO e DBO
O lançamento de esgotos e efluentes industriais contendo substâncias
orgânicas sobre os corpos d´água leva ao consumo do pouco O2 disponível na
água por conseqüência de reações do tipo:
Mat. Org + O2 (aq) → CO2 (aq) + H2O
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DBO (Demanda Biológica de Oxigênio)
“Quantidade de oxigênio requerida por microrganismos
aeróbios para a oxidação de compostos orgânicos presentes na
fase líquida”
Quantidade de oxigênio requerida
estabilizar, através de processos bio químicos, a matéria orgânica
Importância Sanitária:
Avaliação da eficiência de sistemas de tratamento de esgotos sanitários e
efluentes industriais
• Principal efeito ecológico da poluição orgânica
• Medição do potencial poluidor pelo consumo de oxigênio
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DBO (Demanda Biológica de Oxigênio)
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DBO5
• Medição do consumo de oxigênio em laboratório
• Procedimento com 5 dias de duração
• Teste efetuado à temperatura de 20°C — DB0520
Esgotos domésticos — DBO ~ 300 mgIL
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DBO5
Principais vantagens do método:
• Indicação aproximada da fração biodegradável do despejo
• Indicação da taxa de degradação do despejo
• Indicação da taxa de consumo de oxigênio em função do tempo
• Quantidade de OD requerido para a estabilização
• Parâmetro de dimensionamento
• Legislação
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DBO5
Principais limitações do método:
• Pode-se encontrar baixos valores de DBO5
• Substâncias tóxicas podem matar ou inibir a microbiota
• Tempo de duração do procedimento de análise
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DBO última
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DQO (Demanda Química de Oxigênio)
“Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através
de processos químicos, a matéria orgânica através de um
oxidante forte em meio ácido”
“Demanda total de O2 devido a substâncias recalcitrantes (nãobiodegradáveis)
+
demanda de O2 devido a substâncias biooxidáveis (DBO)”
Oxidante: Dicromato de potassio (em meio ácido)
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DQO (Demanda Química de Oxigênio)
Principais vantagens do método:
• O teste gasta 2 a 3 horas para ser realizado
• O resultado dá uma indicação do oxigênio requerido para a estabilização da
matéria orgânica
Principais limitações do método:
• O teste pode superestimar o oxigênio consumido
• Compostos inorgânicos podem ser oxidados
• Não indica o consumo de OD associado à matéria orgânica biodegradável
• Não fornece a taxa de conversão da matéria orgânica com tempo
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Relação entre DQO / DBO5
Esgotos domésticos brutos: 1,7 a 2,4
relação DQO/DBO5 baixa (< ~ 2,5):
- a fração biodegradável e elevada
- indicação para tratamento biológico
relação DQO/DBO5 intermediária (entre ~ 2,5 e 3,5):
- a fração biodegradável não é elevada
- estudos de tratabilidade: viabilidade do tratam. biológico
relação DQO/DBO5 elevada (> ~ 3,5 ou 4,0):
- a fração inerte (não biodegradável) é elevada
- possível indicação para tratamento físico-químico
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Relação entre DQO / DBO5
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
CARBONO ORGÂNICO TOTAL
• Medida direta da matéria orgânica
• Mede todo o carbono liberado na forma de CO2
• Utilização em pesquisas ou análises mais detalhadas
• Alto custo do equipamento
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NITROGÊNIO
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
NITROGÊNIO
Poluição das águas
• Elemento indispensável para o crescimento de algas — eutrofização de lagos e
represas;
• Conversão da amônia a nitrito e deste a nitrato (nitrificação) → consumo de
OD no corpo d’água receptor
• Amônia livre → diretamente tóxica aos peixes;
• Nitrato → doenças como a metemoglobinemia;
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NITROGÊNIO
Tratamento de esgotos
• Elemento indispensável para o crescimento dos microrganismos responsáveis
pelo tratamento de esgotos;
C:N:P
100 : 5 : 1
• Conversão da amônia a nitrito e deste a nitrato (nitrificação) - consumo de
oxigênio e alcalinidade;
• Conversão do nitrato a nitrogênio gasoso (desnitrificação) → (a) economia de
oxigênio e alcalinidade (quando realizado de forma controlada) ou (b)
deterioração da sedimentabilidade do lodo (quando não controlado – bolhas de
N2 )
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NITROGÊNIO
Método Kjeldahl – NTK (Nitrogênio total Kjeudahl)
Indicações sobre o estágio da poluição dos
corpos d’água receptores
• Recente — Orgânico ou amônia
• Antigo - Nitrato
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NITROGÊNIO
Amônia livre e amônia ionizada em solução
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NITRIFICAÇÃO
Amônia é transformada em nitrato em 2 etapas:
1 .Nitritação — Bactérias (ex: Nitrosomonas,) transformam amonia em nitrito
2.Nitratação — Bactérias (ex.- Nitrobacter) transformam nitrito em nitrato
amônia + O2  nitrito + H+ + H2O + energia
nitrito + O2  nitrato + energia
Equação geral da nitrificação:

2NH 4  2O2
NO3  2H   H 2O  energia
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NITROGÊNIO
DESNITRIFICAÇÃO
Bactérias desnitrificantes (ex: Pseudomonas) transformam nitrato em nitrogenio
gasoso

2 NO3  2 H 
N 2  2,5O2  H 2 O
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
NITROGÊNIO
Nitrosomonas
Pseudomonas
Nitrobacter
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FÓSFORO
-Nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsáveis pela
estabilização da matéria orgânica
Usualmente esgotos domésticos tem teor suficiente de fósforo.
Este pode estar deficiente em certos despejos industriais.
C:N:P
100 : 5 : 1
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FÓSFORO
Fósforo nos esgotos brutos
• Orgânico (ligado a compostos orgânicos) – origem fisiológica
• Inorgânico (polifosfatos e ortofosfatos) — origem principal nos detergente e
outros produtos químicos domésticos
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
FÓSFORO
-Nutriente essencial para o crescimento de algas - eutrofização de lagos e
represas.
Problemas estéticos e recreacionais: diminuição do uso da água para recreação
(floração; crescimento de vegetação; maus odores; morte de peixes)
Anaerobiose no fundo do corpo aquático: consumo de OD durante a degradação
da matéria orgânica (condições redutoras)
Fe e Mn na forma solúvel: problemas ao abastecimento de água; liberação
de fósforo dos sedimentos; H2S (maus odores)
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FÓSFORO
Morte de peixes (anaerobiose por inversão térmica; toxicidade por amônia)
Custo de tratamento da água: Remoção de alga; cor; turbidez; sabor e odor;
Maior consumo de produtos químicos; Maior freqüência de lavagem dos filtros
Toxicidade de algas (cianobactérias)
Desaparecimento gradual do corpo aquático
Prefere-se priorizar o controle das fontes de P quando se pretende
controlar a eutrofização
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
FÓSFORO
-Nutriente essencial para o crescimento de algas - eutrofização de lagos e
represas.
Controle da eutrofização
Medidas preventivas: redução do aporte de fósforo através de atuação nas
fontes externas
Controle de esgotos:
Tratamento terciário para remoção de nutrientes
Tratamento convencional com lançamento a jusante da represa
Lançar o esgoto em outra bacia (sem represa)
Infiltração no solo
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ORGANISMOS PATOGÊNICOS
• Bactérias
• Vírus
• Protozoários
• Helmintos
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ORGANISMOS PATOGÊNICOS
• Origem predominantemente humana
• Reflexo direto do nível de saúde da população e as condições de saneamento
básico
Quantidade de patógenos depende
• Condições sócio-econômicas
• Condições sanitárias
• Região geográfica
• Presença de indústrias agro-alimentares
• Tipo de tratamento utilizado
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
ORGANISMOS PATOGÊNICOS
Organismos indicadores
• Detecção de patógenos é extremamente difícil
• Ocorrem em baixas concentrações
• Demanda de grandes volumes de amostras
• Organismos indicadores de contaminação fecal
• Predominantemente não patogênicos
• Satisfatória indicação de contaminação por fezes humanas e animais
POTENCIALIDADE DE TRANSMISSÃO DE DOENÇAS
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
CARACTERÍSTICAS DOS ESGOTOS DOMÉSTICOS
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
CARACTERÍSTICAS DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS
Tratamento Biológico:
􀀹 Biodegradabilidade
􀀹 Tratabilidade
􀀹 Concentração de matéria orgânica
􀀹 Disponibilidade de nutrientes
􀀹 Toxicidade
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
OPÇÕES PARA LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PÚBLICA
Remoção prévia de contaminantes que possam causar:
􀀹 Riscos à segurança e problemas na operação da rede de coleta e interceptação
􀀹 Toxidez ao tratamento biológico dos esgotos
􀀹 Toxidez ao tratamento do lodo e à sua disposição final
􀀹 Presença do contaminante no efluente do tratamento biológico (não remoção no
tratamento
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PÚBLICA
• A companhia de saneamento deve ter suas normas para recebimentos de efluentes
industriais na rede coletora.
• Empresa deverá fazer um pré-tratamento ou précondicionamento.
• Enquadramento nas normas da companhia de saneamento.
• A companhia é responsável pelo atendimento aos padrões.
• Lançamento no corpo receptor: pós-tratamento completo – atendimento aos
padrões do órgão ambiental.
• Reúso ou reciclagem do efluente tratado – implicações para
a saúde pública e enquadramento em padrões
SISTEMAS DE ESGOTOS E EFLUENTES
LANÇAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS NA REDE PÚBLICA