Importância da água:
Histórico: Água foi considerada por Aristóteles
como elemento químico até o fim do século XVII.
A partir desta data Lavoisier através de seus
estudos, levou em consideração a combustão do
hidrogênio e notou a presença da formação de
umidade. A partir deste momento Covemdish
observou que misturando hidrogênio com
oxigênio em certas proporções obtinhacomo
produto a água (H2O).
Causas da Poluição Ambiental
 Como sabemos, a poluição ambiental resulta do acúmulo de resíduos
gerados pelas atividades humanas, sejam as relacionadas à fisiologia
dos membros de uma comunidade (metabolismo) sejam as relacionadas
às mais rudimentares formas de atividade produtiva.
 Todavia, à medida que o conhecimento humano avança e com ele
avançam todas as técnicas pertinentes para garantir a nossa
sobrevivência sobre a face do planeta Terra, é necessário que seja
assegurada a motivação política para a implementação dessas técnicas.
 O inter-relacionamento do HOMEM com MEIO AMBIENTE tem sido
sensivelmente desvantajoso para esse último visto que as atividades do
HOMEM, predatórias de um modo geral, são realizadas numa escala de
tempo muito curta o que dificulta a capacidade de auto-recuperação do
MEIO AMBIENTE.
Qualidade da água disponível
A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosamente nos últimos 50 anos.
De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser:
Pontual
ou
Difusa
Descarga de efluentes a partir
de indústrias e de estações
de tratamento de esgoto
Escoamento superficial urbano,
escoamento superficial de áreas
agrícolas e deposição atmosférica
São bem localizadas, fáceis
de identificar e de monitorar
Espalham-se por toda a cidade,
são difíceis de identificar e tratar
Descarte de um efluente
 Um efluente, para poder ser descartado em um corpo
receptor, deve estar enquadrado em padrões estabelecidos
por um orgão de Legislação Ambiental. No Brasil, temos o
Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) que
estabelece o limite de concentrações dos constituintes
químicos isolados e de outros parâmetros, por exemplo, a
carga orgânica que um efluente deve ter para poder ser
descartado.
 No
entanto, a qualidade deste efluente vai estar,
necessariamente, vinculada à qualidade do corpo receptor.
Explicando melhor: se um efluente vai ser descartado em
um corpo receptor pouco poluído, a qualidade deste efluente
deverá ser superior à qualidade de um efluente que será
descartado em um corpo receptor muito poluído.
Utilização da água na Indústria
 Incorporação ao produto;
 Lavagens de máquinas, tubulações e pisos;
 Águas de sistemas de resfriamento e geradores
de vapor;
 Águas utilizadas diretamente nas etapas do
processo industrial ou incorporadas aos produtos;
 Esgotos sanitários dos funcionários.
Exceto pelos volumes de águas incorporados aos
produtos e pelas perdas por evaporação, as águas
tornam-se contaminadas por resíduos do processo
industrial, originando assim os efluentes líquidos.
Poluição por fertilizantes agrícolas
Qual o motivo do gosto de terra na nossa água
durante o verão?
Nitrogênio (N) e fósforo (F)
Usados sem critério
Excesso é levado pela chuva para os
lençóis subterrâneos e rios
Ao morrerem são decompostos
aerobicamente e cobrem a superfície da
água
Reprodução acelerada
de algas e fitoplâncton!
Eutrofização
Poluição por esgotos doméstico
e industrial
Matéria orgânica biodegradável
Bactérias, vírus, larvas e parasitas
Explosão na população
de microrganismos
Coliformes fecais  doenças
Consumo de oxigênio
Brasil: 30% das praias
são impróprias (2000)
Poluição por metais pesados
Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn
Cr3+ e Cr6+
Pilhas e baterias
Mineração (garimpo)
Aterro sanitário
Rios e mares
Contaminação de águas
subterrâneas, córregos
e riachos
Couro !
Os oceanos recebem por ano
400.000 t de metais pesados
80.000 t só de mercúrio
Bioacumulação  danos ao SNC
LEGISLAÇÃO AMBIENTAL
 A legislação é a primeira condicionante
para um projeto de uma ETEI ou de uma
ETE.
 As diferenças das legislações muitas
vezes inviabilizam a cópia de uma
estação de tratamento que apresente
sucesso em um Estado para outro.
 Os parâmetros para controle da carga
orgânica são aplicados de forma muito
diferente, entre alguns Estados
Propriedades químicas da água
 1º- A água reage com metais alcalinos (elementos
do grupo 1A da tabela periódica) violentamente,
dando como produto da reação hidróxidos metálicos
mais hidrogênio.
Propriedades químicas da água
 2º- A água reage em condições normais com
metais alcalinos terrosos (Grupo 2A), tendo como
produto da reação hidróxidos metálicos mais
hidrogênios.
Estado natural da água
A água é muito abundante na natureza: No estado
sólido (geleiras), no estado líquido (rios e mares) como
no estado gasoso (na atmosfera).
A água na natureza nunca é pura, pois possui em dissolução
substâncias sólidas, líquidas, ou gasosas que encontra na sua
passagem pelo solo, ou atmosfera, como por exemplo: minerais,
sais, gases, substâncias orgânicas e outros compostos.
PARÂMETROS DE QUALIDADE DAS
ÁGUAS (PARÂMETROS SANITÁRIOS):
A qualidade da água pode ser representada através de
diversos parâmetros que traduzem as suas principais
características físicas, químicas e biológicas.
Os itens seguintes descrevem, os principais parâmetros,
apresentando o conceito do mesmo, a sua origem (natural
ou antropogênica), a sua importância sanitária, a sua
utilização e as interpretações dos resultados de análises.
Tais parâmetros podem ser utilizados para
caracterizar águas de abastecimentos, águas
residuais, ou mananciais e corpos receptores.
Parâmetros físicos: Cor
A coloração está relacionada à presença de substâncias dissolvidas
na água. Classifica-se como cor verdadeira, devido somente às
substâncias dissolvidas , e cor aparente, aquela associada à cor e
turbidez, ou seja, determinada sem separação do material em
suspensão.
Conforme PRODEMGE (1999), os principais constituintes
responsáveis pela cor são os sólidos dissolvidos de origem natural ou
antropogênica, sendo considerados de origem natural, a
decomposição da matéria orgânica e a presença de ferro e manganês,
e de origem antropogênica, resíduos industriais e esgoto domésticos.
Os sólidos dissolvidos de origem natural não representam riscos
diretos à saúde, mas consumidores podem questionar a sua
confiabilidade, enquanto que os sólidos dissolvidos de origem
antropogênica podem ou não apresentar toxidade.
Parâmetros físicos: Cor
Este parâmetro é freqüentemente utilizado na
caracterização de águas de abastecimento, tanto
brutas quanto tratadas.
Com relação à interpretação dos resultados para
tratamento e abastecimento de água, os valores de
cor da água bruta, inferiores a 5 uH, usualmente
dispensam a coagulação química, valores acima 25
uH, normalmente requerem o tratamento por
coagulação química seguida por filtração e valores de
5 a 25 uH exigem somente o tratamento por
coagulação química não seguida por filtração.
Parâmetros físicos: Turbidez
Conforme PRODEMGE (1999), a turbidez
representa o grau de interferência da
passagem de luz na água, conferindo-lhe uma
aparência turva.
Os principais constituintes responsáveis pela turbidez
são os sólidos em suspensão, que podem possuir
origem natural ou antropogênica. São considerados
de origem natural: partículas de rochas, argila, algas
e outros. Os de origem antropogênica são: despejos
domésticos, industriais, erosões ou por intermédio de
microorganismos.
Parâmetros físicos: Turbidez
Os sólidos em suspensão de origem natural não
trazem inconvenientes sanitários, servindo
simplesmente de abrigo para microorganismos
patogênicos, enquanto que os sólidos em suspensão
de origem antropogênica podem estar associados a
determinados compostos tóxicos ou organismos
patogênicos.
O parâmetro turbidez é utilizado com freqüência para
caracterizar águas consideradas brutas ou tratadas,
com a finalidade de controle da operação das
estações de tratamento de água.
Parâmetros físicos: Sabor e Odor
Conforme Sperling (1995), pode-se definir como
sabor à interação entre o gosto (salgado, doce,
azedo e amargo), e o odor. O odor está basicamente
relacionado com a sensação olfativa. Os principais
constituintes responsáveis pelo sabor e odor são os
sólidos em suspensão, os sólidos dissolvidos e os
gases dissolvidos.
O sabor e o odor podem possuir duas origens: natural e
antropogênica. A natural, por matéria orgânica em
decomposição, microorganismo (ex. algas) ou por gases
dissolvidos, como por exemplo ácido sulfídrico (H2S),
enquanto que, a origem antropogênica é simplesmente
relacionada com despejos domésticos, industriais ou gases
dissolvidos.
Parâmetros físicos: Temperatura
A temperatura possui duas origens quando
relacionada com o parâmetro de caracterização de
águas. A primeira é a origem natural, que está
relacionada à transferência de calor por radiação,
condução e convecção entre atmosfera e solo,
enquanto a origem antropogênica está relacionada
com águas de torres de resfriamento e despejos
industriais.
Qual a importância da temperatura como
parâmetro sanitário?
PARÂMETROS SANITÁRIOS
 Sólidos: são compostos por substâncias dissolvidas e em suspensão,
e também são classificados como fixos (inorgânicos) e voláteis
(orgânicos).
Sólidos
Totais
Sólidos
Suspensos
(> 1,2  m)
Sólidos
Suspensos
Voláteis
(Mat. Orgânica)
Sólidos
Suspensos
Fixos (Mat.
Inorgânica)
Sólidos
Dissolvidos
(< 1,2  m)
Sólidos
Dissolvidos
Voláteis
(Mat. Orgânica)
Sólidos
Dissolvidos
Fixos
(Sais Inorgânicos)
PARÂMETROS SANITÁRIOS
 Matéria orgânica: está contida na fração
de sólidos voláteis, mas normalmente é
medida de forma indireta pela DBO e
DQO. Pode ser medida também como
carbono orgânico total (COT), em águas
limpas
e
efluentes
para
reuso.
Problemas?
PARÂMETROS SANITÁRIOS
 Detergentes:
existem os detergentes
catiônicos e os aniônicos, mas somente
os últimos são controlados pela
legislação.
 Fenóis:
podem
originar-se
em
composições desinfetantes, em resinas
fenólicas e outras matérias primas.
PARÂMETROS SANITÁRIOS
 Óleos e graxas: é muito comum a origem nos
restaurantes industriais. As oficinas mecânicas,
casa de caldeiras, equipamentos que utilizem
óleo hidráulico além de matérias primas com
composição oleosa (gordura de origem vegetal,
animal e óleos minerais).
 pH: indica o caráter ácido ou básico dos
efluentes. Nos tratamentos de efluentes o pH é
um parâmetro fundamental para o controle do
processo.
 Matéria inorgânica: é toda àquela composta
por átomos que não sejam de carbono (exceto
no caso do ácido carbônico e seus sais). Os
poluentes inorgânicos são os sais, óxidos,
hidróxidos e os ácidos.
PARÂMETROS SANITÁRIOS
 Nitrogênio
e Fósforo: presentes nos
esgotos sanitários e nos efluentes
industriais são essenciais às diversas
formas de vida, causando problemas
devido à proliferação de plantas
aquáticas nos corpos receptores.
 Metais:
são analisados de forma
elementar. Tóxicos: alumínio; cobre;
cromo;
chumbo;
estanho;
níquel;
mercúrio; vanádio; zinco. Etc....
PARÂMETROS SANITÁRIOS
 Agentes
biológicos: são diversos agentes
patogênicos ou não. Os microorganismos
presentes contaminam o solo, inclusive os
lençóis subterrâneos e as águas superficiais,
sendo responsáveis pelas doenças de veiculação
hídrica.
 Gases:
O ar pode ser contaminado pelos
efluentes industriais, por meio da emissão dos
compostos voláteis orgânicos (VOC’s) ou
inorgânicos. Além dos odores, existe também a
toxicidade inerente a cada substância emitida.
Monitoração em uma ETE
Durante a operação de uma ETE, algumas atividades
são rotineiras:
1. Manutenção do sistema de distribuição;
2. Coleta e análise de amostras de água;
3. Operação de equipamentos de alimentação de
produtos químicos;
4. Arquivamento dos dados e resultados;
5. Operação das unidades de tratamento;
Monitoração de vazões e níveis
“O controle e o monitoramento de vazões e níveis em
uma estação industrial de tratamento de efluentes
envolve a medida das vazões de água, lodo
biológico, aditivos líquidos e sólidos e de reagentes.”
Environmental Engineers Handbook, CRC Press
Medidores de vazão
Mais comuns:
 Medidores a pressão variável (orifícios);
 Medidores a área variável (rotâmetros);
 Medidores para canais abertos (vertedouros ou
weirs e calhas ou flumes);
Medidores de vazão: Pressão
variável
Vantagens
Limitações
Não há peças móveis;
Existe uma ampla faixa de tamanhos e
construções;
Adequado à maioria dos gases e líquidos;
Preço virtualmente independente do
tamanho do tubo;
Amplamente estabelecido e aceito;
Não apresenta problemas relativos a
lubricidade do produto;
Orifício não precisa estar calibrado com
o fluxo;
Simplicidade.
Raiz quadrada de relação fluxo/ pressão.
Vazão utilizável limitada a 4:1;
Baixa precisão;
A precisão se deteriora com desgaste e
danificação;
A precisão é afetada pela densidade e
pelo perfil do fluxo;
Alta perda de pressão irrecuperável;
A viscosidade afeta a faixa de vazão;
Requer manutenção;
Sua instalação demanda tempo e é
onerosa.
Medidores de vazão: Pressão
variável
 Placa de orifício:
Q  A1CO
 P 

2 g c  



 A12 
 2  1
 A0

Medidores de vazão: Pressão
variável
2  g  h
 Medidor Venturi: Q  C V  a
1  4
Medidores de vazão: Área
variável
 Rotâmetros:
Medidores de vazão: Pressão
variável
Vantagens
Baixo custo
Simplicidade
Pouco afetado pela tubulação a
montante
Adequado a vazões baixas
Perda de pressão baixa
Faixa de vazão (máx:mín) de 10:1
Leitura linear direta da vazão
Não requer energia auxiliar
Limitações
• inadequado a pressões altas
• limitada capacidade de vazão máxima
• deve ser montado verticalmente
• a unidade é volumosa
• a formação de depósitos no vidro
pode dificultar a leitura
• despesas consideravelmente
aumentadas com extras tais como
couraças de proteção, montagem de
chapas, etc
• dificuldade na transmissão remota e
integração
• somente para fluidos limpos.
Medidores de Vazão: canais
abertos
 Vertedouros
(retangular pleno, retangular contraído,
triangular com ângulo de abertura 90°, 45°, ou 22,5°);
 Calha Parshall (canais onde não se dispõe de altura
suficiente para a instalação de vertedouros);
 Escolha do Método de Medição
· Para vazões menores que 30 l/s, os vertedores triangulares
oferecem maior precisão;
· Para vazões estimadas entre 30 l/s e 300l/s, os vertedores
triangulares e retangulares
oferecem a mesma precisão;
· Para vazões acima de 300 l/s, os vertedores retangulares
são os mais indicados por possuírem coeficientes de vazão
mais bem definidos.
Medidores de Vazão: canais
abertos
Instalação: Seleção do local
Ao selecionar o local para instalação de um medidor de vazão
em escoamento livre, deve-se verificar qual o tipo de medidor
mais adequado a ser instalado no canal de descarga. As
seguintes características devem ser consideradas:
a) Adequabilidade do comprimento do canal e regularidade de
sua secção transversal.
b) Evitar usar canais demasiadamente inclinados.
c) Evitar instalar os medidores em canais que sofram
influências de marés, descargas próximas de rios ou córregos,
ou lugares que possam ser inundados.
d) Verificar a permeabilidade do fundo do canal de
escoamento onde se pretende instalar o medidor.
Medidores de Vazão: canais
abertos
PROCESSO DE MEDIÇÃO
A altura da carga hidráulica (elevação da altura do nível da
lâmina d’água), a montante do vertedor ou da garganta da
calha Parshall, é medida por meio de uma régua vertical ou
inclinada,ou por meio de régua flutuadora acoplada a um
registrador, quando se deseja uma medição contínua.
Podem-se utilizar qualquer outro sensor de nível!
Unidade 2
2. ETAPAS COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE TRATAMENTO DE
EFLUENTES
2.1 Tratamento Preliminar
2.2 Tratamento primário
2.3 Tratamento secundário (biológico)
2.4 Tratamento terciário
2.5 Tratamento de Lodos
Tratamento preliminar
 Gradeamento manual e mecanizada,
 Peneira estática e rotativas,
 Remoção de areia manual e mecanizada,
 Remoção de areia com sistema de ar,
 Separação de óleo manual e mecanizada,
 Equipamentos de separação de água e óleo
(SAE).
Tratamento primário
 É empregado para a remoção de sólidos em
suspensão.
 É também considerado tratamento primário
o condicionamento do despejo visando seu
posterior lançamento no corpo receptor ou
ainda numa unidade de tratamento
subseqüente
(tratamento
secundário/terciário).
Pondendo
então,
compreender a remoção de N e P.
Tratamento Secundário
 Empregado
para a remoção, via ação
biológica, do material em solução de natureza
biodegradável.
 É, portanto, característico de todos os
processos de tratamento por ação de
microorganismos.
 Lagoas de estabilização; lagoas aeradas;
reatores anaeróbios; lodos ativados; filtros
biológicos, etc.
Tratamento Terciário
 Visa a remoção do material em solução não
removido
nas
etapas
de
tratamento
anteriores, como é o caso da remoção de
macro-nutrientes (N e P), de metais pesados,
compostos orgânicos recalcitrantes e/ou
refratários ou ainda na remoção da cor, do
odor ou até mesmo na desinfecção do
despejo.
Tratamento e disposição do Lodo
 Remoção de água;
 Compostagem (para mat. Orgânica
estabilizada);
 Aterros especiais para lodos contendo
contaminantes;